Prueba de Fuga

Qué es la Prueba de Fuga

La prueba de fuga es una forma de Prueba No Destructiva utilizada en sistemas y componentes presurizados o evacuados con la finalidad de detectar y ubicar pérdidas de fluido, también se emplea para la medición del índice o tasa de fuga del fluido.

prueba hidrostatica de un recipientes a presion

La palabra Fuga se refiere al AGUJERO FÍSICO que existe en el equipo, no se refiere a la cantidad de fluido que pasa por ese agujero. Una Fuga puede ser una Grieta, Fisura, Agujero o Pasaje que, contrariamente a lo que se pretende, admite o deja escapar agua, aire u otro fluido. Por ejemplo, una fuga en un techo, en una tubería de gas, o en un barco. 

El flujo de fluido a través de la fuga se conoce en inglés como “leakage”. El concepto de “leakage” no tiene en cuenta el tamaño fisio del agujero a través del cual fluye el fluido. Mide la cantidad de fluido por unidad de tiempo a una presión específica (Pa m3 s-1).

Propósito de la Prueba de Fuga

Las Fugas son tipos especiales de defectos que pueden tener una gran importancia en la seguridad o en rendimiento de los sistemas de ingeniería. La Prueba de Fuga se realiza por tres motivos principales: 

  • Evitar pérdidas de producto que interfieran con el funcionamiento del sistema.
  • Prevenir peligros de incendio, explosión y contaminación ambiental causada por fugas accidentales.
  • Detectar componentes poco confiables, cuyas tasas de fuga excedan los estándares de aceptación.
Derrame de combustible encontrado con prueba de fuga

El propósito de las Pruebas de Fugas es GARANTIZAR LA CONFIABILIDAD Y CAPACIDAD DE SERVICIO de los componentes, y evitar así fallas prematuras de los sistemas que contienen fluidos bajo presión o vacío.

Técnicas de Prueba de Fuga

En el método de Prueba de Fuga podemos mencionar 4 técnicas fundamentales: La Prueba de la Burbuja, La Prueba de Cambio de Presión, La Prueba de Detector de Halógenos y La Técnica de Espectrómetro de Masas con Helio. Existen otras técnicas que se desprenden de estas cuatro fundamentales, por mencionar una lista más descriptiva te menciono las siguientes:

  • Prueba de burbuja con caja de vacío
  • Prueba de burbuja en componentes con presión interna.
  • Espectrómetro de masas con sonda detectora (sniffer probe)
  • Espectrómetro de masas con sonda trazadora (tracer probe)
  • Espectrómetro de masas para medición del índice de fuga “hood technique” (componente a presión)
  • Espectrómetro de masas para medición del índice de fuga “hood technique” (componente a vacío)
  • Medición de cambio de presión (presión absoluta). A esta prueba también se le conoce como sostenimiento de presión, perdida de presión, o decaimiento de presión.
  • Medición de cambio de presión con cámara de referencia.
  • Medición de cambio de presión en componentes a vacío. A esta prueba también se le conoce como prueba de aumento de presión, o prueba de sostenimiento de vacío.
  • Medición de flujo volumétrico y másico.
  • La prueba hidrostática, neumática y la prueba hidroneumática. Estas pruebas se consideran en un apartado especial porque no tienen el propósito de medición de cambio de presión, de detección o localización de fugas. Más bien, su propósito principal es validar la integridad estructural del equipo, por lo que la presión de prueba es extremadamente alta (por lo menos 1.25 la presión máxima de trabajo permisible, MAWP).
  • Diodo detector de halógenos.
  • Antorcha Halogena.
  • Detectores por conductividad térmica.
  • Localización de fugas usando líquidos trazadores. También se utilizan cintas o pinturas sensibles a los líquidos trazadores.
  • Detectores de fugas con equipamiento de ultrasonido.
  • La Emisión Acústica también se utiliza para la detección de fugas.
  • Cámaras termográficas para la detección de zonas con fuga.
  • Detectores de radioisotopos (Krypton 85).
  • Descarga de voltaje.

Sensibilidad de la Prueba de Fuga

En nuestro pensamiento debemos tener bien claro que NO EXISTEN COMPONENTES COMPLETAMENTE HERMÉTICOS. Todos los componentes presentan un grado menor o mayor de fuga. Por ejemplo, se considera que un camión utilizado para transportar piedra no presenta fuga si mantiene todas las piedras en su caja, aun cuando podamos observar huecos en ella. En el caso contrario, un marcapasos instalado en el pecho de una persona no puede tener huecos visibles, y debe ser capaz de impedir el ingreso de fluidos humanos a su interior que dañen su electrónica.

Camión transporte de material
Prueba de fuga de marcapasos

La sensibilidad de las pruebas de fuga se establece en función del requerimiento de hermeticidad del componente a inspeccionar. Cada una de las técnicas de Prueba de Fuga mencionadas arriba tiene sus límites de sensibilidad. Podemos tener técnicas de baja sensibilidad como la medición de Cambio de Presión usando Líquidos (1 x 10-1 Pa m3 s-1) hasta la más sensible como el Espectrómetro de Masas con Helio (1 x 10-11 Pa m3 s-1) o Detectores de Radioisótopos (1 x 10-13 Pa m3 s-1).

Nivel de Fuga que Afecta a Algunos Componentes

Algunos niveles II o incluso Niveles III establecen criterios de rechazo para algunos componentes que son irreales. A manera de información se proporcionan algunos ejemplos de tasas de fuga que pueden afectar el funcionamiento de algunos componentes:

  • Equipos de proceso químico (1 x 10-2 Pa m3 s-1).
  • Covertidor de torque (1 x 10–5 Pa m3 s-1).
  • Latas de bebidas (1 x 10-2 Pa m3 s-7).
  • Procesos de vacío (1 x 10-8 Pa m3 s-1).
  • Circuitos integrados (1 x 10-9 Pa m3 s-1).
  • Marcapasos (1 x 10-10 Pa m3 s-1)