Жидкостное охлаждение: комплексный контроль герметичности Leaklab

Контроль герметичности систем жидкостного охлаждения

Контроль герметичности жидкостного охлаждения: компоненты, испытательные установки и технологические этапы. Производитель оборудования — Hirays.

Компания Shenzhen Hirays Automation Technology Co., Ltd. основана в 2008 году. Предприятие специализируется на контроле герметичности, масс-спектрометрическом течеискании и масс-спектрометрическом анализе. Портфель предприятия включает более 200 ключевых патентов и прав на программное обеспечение, а также решения для разных методов контроля: манометрический контроль, обнаружение газов и масс-спектрометрия.

Нормативные требования к оборудованию и процедуре испытания определяют для конкретной задачи контроля.

Полный охват задач контроля: заявленный диапазон обнаружения от 10⁻¹ до 10⁻¹³ Па·м³/с — от предварительного выявления грубых течей до обнаружения микротечей. Это обобщённый диапазон разных решений, а не диапазон одного прибора.

Отраслевые применения: жидкостное охлаждение, полупроводники, автомобильная промышленность, новая энергетика, аэрокосмическая отрасль и другие производства.

Комплексный портфель: испытательные приборы Hirays, системы автоматизации, заказная испытательная оснастка и приспособления. Возможности системного решения: единая поставка от отдельной установки до интеграции в полную производственную линию.

Развитие компании и три ключевых показателя

2008–2015. Формирование технологической основы и масштабное внедрение. Компания сообщает, что преодолела зависимость от зарубежных технологий, самостоятельно разработала приборы контроля герметичности и внедрила их в производстве бытовой техники, сантехнических изделий, защищённого освещения и медицинских изделий.

2016–2020. Расширение отраслевого применения и развитие системы технологий. Используя возможности рынка электроники 3C и новой энергетики, Hirays, по её данным, вошла в цепочки поставок BYD, Huawei и Xiaomi. Одновременно компания развивала водородно-азотный контроль течей, гелиевое масс-спектрометрическое течеискание и квадрупольную масс-спектрометрию.

2021 — настоящее время. Выход в передовые отрасли и расширение высокотехнологичного производства. Совместное применение нескольких методов используется для отраслевых решений: жидкостное охлаждение инфраструктуры искусственного интеллекта, новая энергетика, литиевые аккумуляторы и полупроводники. В иллюстрации представлены HM-Leaklab-310 — контроль утечек электролита при атмосферном давлении, HM-Leaklab-400 — гелиевый течеискатель и HM-Leaklab-500 — многогазовый течеискатель.

Заявленные показатели компании: участие в 4 стандартах; более 200 патентов и прав на программное обеспечение; более 3000 решений; производственная база 16 000 м². Иллюстрация документов на иллюстрациях представляет лишь часть имеющихся свидетельств.

Три основных обещания производителя: возврат гелия 95 % при интеллектуальном регулировании потока; минимальный обнаруживаемый поток утечки 5·10⁻¹³ Па·м³/с в высокочувствительном режиме; время отклика менее 1 с для интеграции с высокоскоростными производственными линиями. Эти показатели относятся к соответствующим приборам и конфигурациям, а не ко всем установкам.

Четыре этапа: грубые течи и гелиевый контроль

01. Предварительное выявление грубых течей. Быстрая отбраковка явно негерметичных изделий предотвращает их поступление на последующие более дорогие этапы высокочувствительного контроля.

Метод прямого измерения давления: изделие заполняют сжатым воздухом или азотом до заданного давления. Система отслеживает изменение давления в реальном времени и автоматически определяет наличие грубых течей. Метод предназначен в том числе для быстрой проверки изделий большого объёма.

Повторная проверка забракованных изделий: диагностическая оснастка DEBUG позволяет локализовать течь и подготовить изделие к последующей доработке.

Преимущества решения: приборы серии HL-Leaklab с конфигурацией от 1 до 8 каналов; быстрое заполнение полостей объёмом от десятков до сотен литров; повышение эффективности более чем на 50 % относится к отдельному исполнению и требует проверки для конкретной линии; встроенный интерфейс MES поддерживает автоматическую передачу данных и прослеживаемость всего процесса.

Основные параметры этапа 01: испытательное давление 0,2–2 МПа, расширение до 2,5 МПа по исполнению; метод прямого измерения давления; поддержка многопозиционной параллельной работы. Основное оборудование — серия HL-Leaklab.

02. Обнаружение микротечей. Гелиевый контроль — высокочувствительный количественный промышленный метод.

Методы: испытание в вакуумной камере и метод щупа. Для повторной проверки забракованных изделий щуп используют для точной локализации места течи.

Преимущества решения: масс-спектрометрическое обнаружение микротечей для изделий с высокими требованиями к надёжности; сочетание вакуумной камеры и щупа под разные процессы; многопозиционное параллельное испытание; интеграция с автоматизированными производственными линиями; возврат гелия для уменьшения расхода газа и эксплуатационных затрат.

Основные параметры этапа 02: минимальный обнаруживаемый поток утечки в вакуумном режиме 5·10⁻¹³ Па·м³/с; в режиме щупа — 1·10⁻⁸ Па·м³/с, исполнение подбирают под изделие; испытательное давление 0–2 МПа; возврат гелия не менее 95 %. Основное оборудование — гелиевые масс-спектрометрические течеискатели HM-Leaklab-400 и HM-Leaklab-410.

Четыре этапа: сушка и окончательная проверка

03. Удаление остаточной жидкости и вакуумная сушка. Цель процесса — высокотемпературная сушка для обеспечения чистоты изделия.

Эффективное обезвоживание и дегазация уменьшают ложные сигналы и помехи при испытании. Вакуумная обработка повышает эффективность сушки. Точное управление температурой обеспечивает стабильную обработку разных материалов и конструкций. Автоматизация уменьшает влияние оператора и повышает повторяемость.

Основные параметры этапа 03: максимальная температура 150 °C с точным регулированием; уровень разрежения до −100 кПа по манометрической шкале; контроль температуры и влажности; автоматизированное управление. Основное оборудование — установки вакуумной сушки.

Вакуумная сушка остаточной жидкости связывает гелиевый контроль с проверкой выдержкой под давлением и, способствует длительной стабильной работе компонентов жидкостного охлаждения после поставки.

04. Проверка выдержкой под давлением. Последовательность: автоматическое заполнение → стабилизация и выдержка → наблюдение давления → запись данных → автоматическое решение.

Метод: заполнение азотом и выдержка под давлением. Это заключительная проверка надёжности собранной системы перед поставкой.

Преимущества: одно- или двухканальная конфигурация с возможностью расширения до 8 каналов; адаптация к размерам изделий и такту линии; работа в составе линии или автономно; полностью автоматизированный процесс с уменьшением ручного вмешательства.

Основные параметры этапа 04: испытательное давление до 3 МПа; предельное разрежение −100 кПа по манометрической шкале; время выдержки 30 с с настройкой под процесс; автоматическое определение скорости падения давления. Основное оборудование — система заполнения азотом и контроля выдержкой под давлением.

Изделие заполняют азотом высокого давления, стабилизируют условия и наблюдают падение давления. Результат используется для окончательной проверки надёжности и заводской приёмки герметичности.

Типовые изделия и примеры испытательных установок

Проверяемые изделия: быстродействующие соединители, охлаждающие плиты, распределительные коллекторы, микроканальные охлаждающие плиты, теплообменники, металлические сильфоны, серверы с жидкостным охлаждением и шкафы жидкостного охлаждения.

Состав испытательной установки подбирают по геометрии изделия, критерию утечки и производственному такту. Ниже приведены восемь применений.

Пять преимуществ комплексного решения

01. Полный замкнутый технологический цикл. Предварительное выявление грубых течей → обнаружение микротечей → удаление остаточной жидкости и сушка → проверка выдержкой под давлением. Производитель описывает такой цикл как контроль качества, направленный на предотвращение утечек в системах жидкостного охлаждения.

02. Чувствительность и производительность. Обнаружение микротечей; многопозиционная параллельная работа для повышения выработки на оператора в час (UPPH); интеграция с автоматизацией для соблюдения такта серийного производства.

03. Опыт производственного внедрения. Решения охватывают типовые компоненты жидкостного охлаждения, проверены внедрениями у заказчиков и поддерживают быстрое развёртывание заказных конфигураций.

04. Управление качеством на основе данных. Автоматический сбор данных со всех рабочих позиций, интеграция с MES и прослеживаемость полного технологического процесса.

05. Модульная конструкция. Возможность отдельной установки или интеграции в полную линию, гибкий выбор конфигурации под требуемую производительность и разные изделия жидкостного охлаждения.

Особенности применения

Поток утечки в Па·м³/с не является погрешностью измерения. Минимальный обнаруживаемый поток утечки не равен допустимой утечке проверяемого изделия. Для приёмки нужны отдельные критерии, заданные технической документацией на изделие.

Разрежение −100 кПа относится к манометрической шкале. Отрицательное абсолютное давление физически невозможно; требуемое остаточное абсолютное давление согласуют отдельно.

Испытательное давление изделия и допустимое давление на входе течеискателя относятся к разным частям системы. Для HM-Leaklab-400 техническая карточка указывает давление на входе менее 1500 Па; изделие под высоким давлением испытывают через согласованную схему камеры, клапанов и защиты.

Для HM-Leaklab-410 параметры камеры, испытательное давление, критерий годности и полный цикл определяют по комплектации. Характеристики HM-Leaklab-400 на это исполнение не переносят.HM-Leaklab-410

Наименования единиц: Па — паскаль; кПа — килопаскаль; МПа — мегапаскаль; м³ — кубический метр; с — секунда; °C — градус Цельсия; м² — квадратный метр; UPPH — изделий на оператора в час. MES — система управления производственными операциями; UQD — унифицированный быстродействующий соединитель; CDU — блок распределения охлаждающей жидкости. NG в схеме означает изделие, не прошедшее контроль.