تُعدّ مكونات السيارات المصبوبة من الألومنيوم، مثل كتل المحركات، وعلب ناقل الحركة، وأغلفة المحركات الكهربائية، من أصعب الأجزاء التي يُمكن اختبارها للكشف عن التسريبات. فالثقوب الدقيقة، والثقوب الصغيرة، والمسامية في خطوط اللحام - وهي سمة متأصلة في عملية الصب - غالبًا ما تُؤدي إلى تسريبات دقيقة للغاية. وتفتقر طرق قياس انخفاض الضغط التقليدية إلى الدقة اللازمة للكشف عن هذه التسريبات، مما يُؤدي إلى عدم اكتشافها، وبالتالي حدوث أعطال لاحقة بعد البيع، مثل تسرب الزيت أو سائل التبريد.

بفضل حساسيته الفائقة، أصبح الكشف عن التسرب باستخدام مطياف الكتلة بالهيليوم تقنية أساسية للفحص النهائي لقطع غيار السيارات المصبوبة. وبالاستناد إلى خبرة HCTE العملية في مشاريع الكشف عن التسرب في هياكل الألمنيوم المستخدمة في صناعة السيارات، تُفصّل هذه المقالة الجوانب التقنية الرئيسية وأساليب التحسين لاختبار هذه المكونات باستخدام الهيليوم.

ثلاث نقاط ضعف رئيسية في صناعة الكشف عن التسرب في هياكل الألمنيوم المصبوبة

• الأشكال المعقدة والواجهات المتعددة: تتميز الهياكل بهياكل معقدة مع العديد من نقاط الإحكام - مثل فتحات التثبيت وفتحات المعالجة وممرات الزيت - مما يجعل من الصعب تحقيق الإحكام باستخدام الأدوات العالمية.
• امتصاص الهيليوم على الجدران الداخلية: تمتص البنية المسامية والفضفاضة للجدران الداخلية للصب بالقوالب الهيليوم أثناء الاختبار وتطلقه ببطء بعد ذلك، مما قد يتسبب في قراءات "إيجابية خاطئة" للقطعة التالية.
• الموازنة بين أوقات دورة الإنتاج الضخم والدقة: تعمل خطوط إنتاج السيارات بسرعات عالية، في حين أن اختبار الهيليوم - على الرغم من دقته العالية - يكون أبطأ عادةً؛ يجب تحقيق التوازن بين الاثنين.

الحل المنهجي لشركة HCTE: نظام كشف تسرب الهيليوم الذي طورته شركة HCTE لمورد محلي لقطع غيار السيارات، ويتميز بالعديد من التحسينات المتخصصة المصممة خصيصًا لخصائص مكونات الصب بالقالب:

• بنية نظام معيارية بمكونات أساسية مستوردة: ينقسم النظام إلى وحدات وظيفية مستقلة، مثل وحدات ضخ الفراغ، ووحدات كشف التسرب، ووحدات التحكم بالأدوات، مما يسهل الصيانة وقابلية التوسع. تستخدم المكونات الأساسية تكوينات مثبتة في الصناعة؛ وتضمن مقاييس الفراغ وأجهزة كشف التسرب عالية الدقة والمصممة للاستخدام الصناعي دقة الكشف والاستقرار على المدى الطويل على مستوى الأجهزة.
• أدوات إحكام إغلاق مُصممة لتتماشى مع شكل القطعة مع تصميم سريع التغيير: لملاءمة الأشكال الهندسية المعقدة والمتعددة المنافذ وغير المنتظمة للمسبوكات، يستخدم النظام رؤوس إحكام إغلاق مُصممة خصيصًا لتتماشى مع شكل القطعة وآليات تثبيت مرنة. يضمن ذلك إحكام إغلاق موثوقًا دون إتلاف الأسطح المشغولة للقطعة. يدعم النظام إنتاج نماذج مختلطة بزمن تغيير لا يتجاوز 10 دقائق، ما يلبي متطلبات الاختبار لمجموعة منتجات التغليف المتنوعة لدى العميل.
• إجراء تعويض امتصاص الهيليوم لتقليل النتائج الإيجابية الخاطئة: لمعالجة مشكلة امتصاص الهيليوم على الجدران الداخلية للمسبوكات، تم تحسين تسلسل الاختبار. يشمل ذلك إطالة مدة تنقية النيتروجين بعد الاختبار وتطبيق منطق إزالة الهيليوم على مراحل لإزالة الهيليوم الممتص تمامًا. بعد هذه التحسينات، انخفض معدل الرفض الخاطئ في خط الإنتاج من 8% إلى 0.7%، مما قلل بشكل كبير من إعادة العمل غير الضرورية.
• وحدة تحديد موضع مسبار الكشف الاختيارية: بالنسبة للأجزاء المعيبة، يمكن استخدام نظام مسبار كشف محمول لتحديد مواقع التسرب بسرعة. تُعاد هذه البيانات مباشرةً إلى عملية صب القوالب لتحسين المعايير، مما يُنشئ نظامًا مغلقًا لمراقبة الجودة.

نتائج المشروع:

يكشف النظام بدقة عن التسريبات الدقيقة بمستوى 1×10⁻⁸ باسكال.متر مكعب/ثانية، ما يفي تمامًا بمتطلبات منع التسرب لمكونات مجموعة نقل الحركة في السيارات. ومنذ بدء تشغيله، حافظ الجهاز على معدل استقرار تشغيلي يتجاوز 99.5%، مما ساعد العميل على خفض شكاوى ما بعد البيع المتعلقة بتسريبات الهيكل بأكثر من 90%.