Due chiacchiere sulle prove di impermeabilità - Diver's

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aquaman*
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Due chiacchiere sulle prove di impermeabilità - Diver's

Messaggioda aquaman* » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-03-20 22:30,

Il controllo dell'impermeabilità di un orologio è fondamentalmente una analisi della deformazione della cassa quando essa è sottoposta a una sovrapressione o a una depressione, misurando il delta della sua deformazione in un determinato arco di tempo prestabilito.
L'orologio è una cassa stagna che contiene al suo interno anche aria a pressione atmosferica.
Quando la cassa è sottoposta a una pressione diversa da quella atmosferica si manifesta una deformazione della stessa dovuta dalla differenza di pressione tra l'interno e l'esterno dell'orologio in misura piu' o meno accentuata dipendente dal coefficiente di elasticità del materiale di cui la cassa è costituita, dalle sue dimensioni e dalla struttura meccanica. L'elasticità di una cassa di orologio è la sua capacità a lasciarsi deformare da una forza esterna, (pressione) e riprendere, non appena questa forza cessa, la sua forma primitiva. Essa è funzione del tipo di costruzione e dei materiali utilizzati per la sua fabbricazione, come pure del volume occupato dall'aria all'interno.
Il tipo di materiale della cass ainfluenza la sua deformazione. Per questa ragione, in genere le attrezzature dei test di impermeabilita' sono parametrate su diversi tipi di materiali di costruzione della casse.
Soft per casse in materiale plastico e casse metalliche molto fini, standard per casse metalliche normali e robuste,hard per casse metalliche speciali dure e ceramiche e per gli orologi subacquei. Durante i test di impermeabilita' e in ambiente operativo la pressione esterna aumenta, ( con la profondita' o artificiosamente e/o diminuisce per raggiungere la depressione del test ), ma la pressione all'interno della cassa, rimane costante, (uguale a la pressione atmosferica).
Se la cassa presenta una fuga, (quindi non stagna , non impermeabile), questa differenza di pressione tende ad annullarsi più o meno rapidamente, in funzione della quantità d'aria o acqua che penetra all'interno della cassa, durante un determinato periodo di tempo.
La differenza di pressione naturalmente, resta costante se la cassa e' stagna. La impermeabilita' quindi non e' solo una parametro basato sulla pressione che aumenta o diminuisce ma anche dalla durata della esposizione dell'orologio alla pressione stessa.
Questa differenza di pressione, ( interna a pressione atmosferica, tranne nei rari casi di un uso in ambiente iperbarico) è massima per una cassa di orologio impermeabile e nulla per una cassa non stagna, e provoca una deformazione proporzionale alla pressione stessa e come detto al tipo di cassa (materiale, forma e dimensioni).
Tramite la misura indiretta di questa differenza di pressione, (differenza di pressione e deformazione) si determina il valore di impermeabilità di un orologio

SCHEMA OROLOGIO

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Le differenze di comportamento della cassa quando sottoposta ad un test di sovrapressione o ad un test sottovuto

Test di sovrapressione:

L'orologio viene leggermente compresso su tutta la superficie esposta e le componenti si pressano l'una contro l'altra

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Le principali ragioni del fallimento del test in genere sono:
• Guarnizioni vecchie, difettose o sporche
(corona / fondello / vetro).
• Porosità e microfessure sui vecchi vetri acrilici.
• Corona difettosa.
• Vetri non conformi o malamente istallati.

Cassa in pressione:

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Cassa in pressione ma non stagna:

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Test sottovuoto:

L'orologio si deforma leggermente verso l'esterno e le componenti resistono alla loro rispettiva depressurizzazione grazie alla loro propria resistenza di struttura.

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Le principali ragioni del fallimento del test:
• Guarnizioni non conformi, per esempio troppo piccole
(corona / fondello / vetro).
• Assemblaggio non corretto del vetro o delle guarnizioni del vetro, del fondello e della sede della batteria
• Corona non conforme.

Cassa in sottovuoto

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cassa sottovuoto ma non stagna

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Il test sottovuoto è soprattutto usato per individuare piccole perdite e parti male assemblate e corrisponde nella pratica ad un utilizzo non estremo come durante il nuoto o lo snorkeling.
La quantita' di aria che penetra parametrata e' pari a 50 μg per minuto, senza tenere conto del volume interno della cassa.
Esso corrisponde approssimativamente all' 1% della deformazione per elasticita' al minuto della cassa.
In genere i I limiti dei parametri di spessore fissati per le attrezzature di test di impermeabilità sono:
Diametro cassa fino a 20 mm: -2.0% /min.
Diametro cassa da 20 a 40 mm: -1.0% /min.
Diametro cassa superiore a 40 mm: -0.5% /min.
Il tempo di esposizione della cassa alla pressione o al sottovuoto in gener varia da 15 a 600 secondi.
I

METODO DI MISURA IN GENERE UTILIZZATI :

In genere si classifica il tipo di fuga in queste sub-categorie:

A) Fuga molto grande;

B) Fuga grande;

C) Fuga media

D) piccola fuga (fuori tolleranza)

E) piccolissima fuga (ma in tolleranza) oppure stagna.

IN GENERE LE FASI DI MISURAZIONE SONO LE SEGUENTI:

1. - Messa in pressione (o in depressione) della cassa e acquisizione della deformazione iniziale.
Rilevazione possibile di una grande fuga (nessuna deformazione iniziale prodotta).

2. - Stabilizzazione sotto pressione e controllo della persistenza della deformazione iniziale a temperatura costante.
Rilevazione possibile d'una grande fuga (la penetrazione più o meno rapida dell'aria all'interno dell'orologio produce una curva di regressione della deformazione più o meno grande).

3. - Misura della curva di regressione della deformazione durante il tempo di misurazione. Rilevazione possibile di una fuga media, (fuori tolleranza), piccola, (entro la tolleranza) o nulla, ossia cassa totalmente stagna.

Qui, un grafico della deformazione della cassa di un orologio messa sotto pressione, in funzione del tempo, fase per fase, (caso tipico).

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La prima fase di misura (1) è l'acquisizione della deformazione iniziale della cassa durante la messa sotto pressione (o in depressione).

Questa deformazione iniziale è proporzionale alla elasticità della cassa stessa e alla pressione, (o depressione) applicata.
L'analisi della deformazione iniziale, come pure altri dati acquisiti durante le diverse fasi di misura, permettono la valutazione del tipo di cassa di orologio, (calcolo individuale dell'elasticità di ogni cassa di orologio), come pure la rivelazione d'una grandissima fuga.
Infatti, se l'orologio presenta una tale fuga, l'aria della pressione (o la depressione) del test, riempie istantaneamente l'interno della cassa, annullando così la differenza di pressione tra l'interno e l'esterno di essa, impedendo cosi tutta deformazione o rendendola praticamente nulla, ( figura1, curva A).

La seconda fase di misura (2) è consiste in un periodo di stabilizzazione in pressione e in temperatura de la camera di test, come pure la stabilizzazione meccanica della cassa per stress subito durante la messa sotto pressione.

Questa fase di misura permette ugualmente la visualizzazione rapida di une grande fuga.
Infatti, se l'orologio presenta une tale fuga, la differenza di pressione tra l'interno e l'esterno della cassa tenderà ad annullarsi più o meno rapidamente, in funzione del flusso d'aria che penetra all'interno di essa, causando la regressione della deformazione iniziale (figura 1, curva 3).

La terza fase, (3), è la misura effettiva del flusso della fuga, (pendenza della regressione della deformazione iniziale).
Questa fase di misura permette la rivelazione di piccolissime fughe.
In effetti, se l'orologio non presenta nessuna fuga, la differenza di pressione tra l'interno e l'esterno dell'orologio si mantiene costante e la curva di regressione, è nulla (figura 1, curva E).

Per contro, se la cassa presenta una fuga, la pendenza della curva di regressione sarà più o meno positiva per un test in pressione, (o negativa per un test in depressione), in funzione dell'intensità del flusso d'aria e dell'elasticità della cassa dell'orologio (figura l,curva C).
In un test di impermeabilità, la elasticità induce un ritardo nel raggiungere la deformazione finale.
Per cui è necessario introdurre, prima che inizi il test, un periodo di stabilizzazione, tanto più grande quanto l'elasticità della cassa è grande e la pressione (o depressione) è elevata.
Così, le casse di orologio aventi un coefficiente d'elasticità molto grande, (casse con lunetta in plastica, fondo acciaio molto sottile, casse in oro, in alluminio, in titanio ecc.), possono avere costanti di tempo molto lunghe (anche diversi minuti) e possono deformarsi anche in presenza di fughe di una certa consistenza, mascherandone la loro presenza parzialmente o totalmente, (figura 1, curva D).
Con questo tipo di casse di orologio, è consigliato di eseguire, in combinazione col test a pressione nominale, per prima cosa, anche un test a bassa pressione (0.2 o -0.2 bar), durante 90 sec, con lo scopo di limitare lo stress della cassa e mettere cosi in evidenza, una eventuale fuga.

Gli algoritmi utilizzati nelle attrezzature calcolano inizialmente il coefficiente d'elasticità della cassa di orologio in funzione dei dati acquisiti durante la prima e seconda fase di misura (vedere figura 1, fase1 e 2), e determinano il valore limite della pendenza di regressione della deformazione iniziale, (pendenza in im per minuto, positiva per un test in pressione e negativa per un tesi in depressione), e poi determinano la presenza di una eventuale fuga.

Le figure 2a (test in pressione ) e 2b (test in depressione) rappresentano un grafico della regressione della deformazione iniziale di una cassa di orologio, non stagna, in funzione del tempo, durante la terza fase di misura (vedere anche la figura 1, terza fase di misura).

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Essendo «A» il punto di riferimento iniziale della tendenza della deformazione per la terza fase di misura, constatiamo che la cassa continua a deformarsi, a causa della sua elasticità, fino ai punto «B», mascherando temporaneamente la fuga (vedere tempo d'attesa 'Ta"= > tempo di stabilizzazione dovuto all'elasticità della cassa.

In "B", la fuga comincia a emergere e c'è inversione di tendenza della deformazione.
Essendo "B" il nuovo punto di riferimento, la regressione della deformazione "Dm" è misurata fino alla fine del tempo di misura.
Se la rampa di regressione non supera di 2 volte la rampa ammissibile, (Tempo di campionamento "Te" = tempo di misura meno tempo d'attesa "Ta" ), oppure fino al momento in cui la rampa di regressione supera di due volte la rampa ammissibile, ( punto 'C"); in questo caso, il tempo di campionatura è uguale a 'Te".

Per mettere in evidenza una eventuale fuga dovuta alla cattiva aderenza di un giunto d'impermeabilità, a un difetto di fabbricazione di esso, o a una insufficienza di serraggio durante il suo montaggio, si accomanda di eseguire sempre in primo luogo, e in combinazione al test a pressione nominale, un test a bassa pressione o depressione (0.2 bar)-0.2 bar).
In effetti, a pressione nominale, la forza prodotta dalla pressione del test può rendere temporaneamente stagna la cassa, mentre a bassa pressione o in depressione, non lo è.

Il tempo di misura sarà selezionato in modo che, per un orologio stagno, la curva di deformazione nella terza fase di misura sia stabile, (piatta), per almeno 10 secondi.

Come regola generale, il tempo di misura dovrebbe essere di 30 a 60 secondi per le casse di orologio rigide e di 60 a 90 secondi per le quelle molto elastiche.

Glossario delle figure 2a e 2b
-Tempo di misura: tempo accordato alla macchina per rivelare e misurare la fuga.
-Tempo d'attesa "Ta": tempo d'attesa durante il quale la cassa continua a deformarsi.
-Tempo di campionatura "Te": tempo durante il quale la fuga è misurata.
-Deformazione misurata "Dm": regressione della deformazione misurata durante il tempo "Te".
-Pendenza di regressione: curva di regressione misurata ( quoziente di "Dm" par "Te").
-Pendenza ammissibile: pendenza ammissibile entro la quale l'orologio è classificato «stagno o impermeabile » calcolato automaticamente dalla macchina.
-Punto "A" : punto di riferimento iniziale della tendenze della deformazione.
-Punto "B": nuovo punto di riferimento se c'è inversione di tendenza.
-Punto "C": punto d'interruzione del test (la pendenza di regressione della deformazione è superiore a due volte la tolleranza ammessa).

Dopo ognuna di queste tre immersioni, l'orologio deve superare un test di condensazione. E' riscaldato fino a 40°C e viene fatta cadere una goccia di acqua a 18°C sopra al vetro. Dopo un minuto viene tolta. Non dovrebbero esserci segni visibili di condensa sotto al vetro. La condensa potrebbe indicare che è entrata dell'acqua nell'orologio. Comunque, tale condensa si può formare se l'orologio è stato assemblato in un paese caldo.
Per evitare il formarsi di condensa durante il test ISO (18°C) o più semplicemente durante il bagno in una piscina (di solito con acqua ad almeno 26°C), l'umidità dell'ambiente nel quale è asssemblato un orologio impermeabile non dovrebbe superare questi valori:

Immagine

L'umidità relativa esprime la quantità di vapore acqueo presente nell'aria come percentuale della quantità massima possibile alla temperatura ambiente. L'aria che a 18° è satura di vapore (100% di umidità) e causa la formazione di condensa nel test ISO, contiene 15,22 grammi d'acqua per metro cubo. A 30° l'aria satura di vapore (100% di umidità) contiene 30g d'acqua per metro cubo. L'umidità dell'aria dovrebbe essere inferiore al 50% (aria molto secca) per evitare la formazione di condensa nel test ISO (o durante un bagno al mare) se l'assemblaggio dell'orologio avviene alla temperatura di 30°.
In Svizzera, se nevica e l'aria satura di umidità dell'inverno a 0°C viene riscaldata nelle fabbriche fino a 20°, l'umidità relativa sarà inferiore al 30%, quindi l'assemblaggio avviene in condizioni ideali.

Gli orologi " water proof":
In genere si definisce un orologio che supera la prova ad una pressione equivalente alla profondità di 30 metri sott'acqua come "resistente alla pioggia o a piccoli schizzi". Non è adatto al nuoto. Quest'attività può sottoporre l'orologio a pressioni più elevate, in quanto il polso viene mosso rapidamente nell'acqua ( non quando e' immerso durante il movimento del braccio, ma quando entra in acqua..). Inoltre, la tolleranza di un modesto livello d'infiltrazioni (50mg di aria per minuto, in una prova a secco) non permetterebbe immersioni prolungate.
Durante il nuoto, infatti, la cassa di un orologio e' sottoposta anche alla pressione dinamica. Essa agisce nella stessa direzione del moto del fluido e viene sempre considerata di segno positivo.
La pressione dinamica è funzione della velocità e della densità del fluido ed è espressa dalla seguente formula:

Pd = ½ x d x v2
dove:
Pd = pressione dinamica in Pa (Pascal)
d = densità del fluido in Kg/m3
v = velocità del fluido in m/s

Da qui si evince che in acqua per avere un aumento di pressione di 1 bar ( 100000 pascal) sulla cassa, nella direzione del movimento, il braccio del nuotatore dovrebbe muoversi ad una velocità approssimata di 50 km/h ( 14 m/sec.), quindi in realta' l'eventuale danno deriverebbe solo dal contatto dell'orologio quando il nuotatore muove il braccio dall'esterno all'interno dell' acqua durante la nuotata.

Nozioni, informazioni e foto sono prese dal web e ne rappresentano un sunto parziale; qualsiasi aggiunta o correzione al testo e' benvenuta! ;)

I siti di consultazione sono stati i seguenti e tutti riprendono articoli presi dall' 'Horological Journal : http://www.bhi.co.uk/
http://www.citizenmania.it/post-tecnici ... meabilita/
http://www.adjora.it/comelavoriamo/impe ... zione.html
http://www.assorologi.it/assorologi/?doc=25
http://www.orologeria.com/italiano/hj/hj001.html
http://www.orologeria.com/italiano/rivi ... ta025.html




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Messaggioda aquaman* » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-04-02 01:01,

Relativamente alla umidita' negli orologi si puo' riprendere cosa dice Suunto:
"Repentini sbalzi di temperatura possono causare la formazione di una condensa sotto il vetro dell’orologio. Questo è dovuto al fatto che, all’interno del modulo, c’è una quantità di aria che contiene umidità. Se si subiscono repentini sbalzi di temperatura (ad esempio, se la neve viene a contatto con il vetro dell’orologio), la piccola quantità di umidità all’interno del dispositivo causerà una condensa. La condensa sparirà nel giro di qualche minuto e non condizionerà il buon funzionamento del dispositivo. Se la condensa non sparisce, bisognerà contattare un centro assistenza specializzato."
La condensa è causata dal fatto che l'aria contiene una certa quantità di vapore. La quantità di acqua che l'aria può contenere dipende dalla temperatura e dalla pressione: più alta è la temperatura più acqua può accumularsi nell'aria. Quando la temperatura scende, il vapore si trasforma in gocce e questo fenomeno di trasformazione si chiama condensazione. Se e' presente nell'orologio questo livello di umidita' a seguito del repentino raffreddamento (ad esempio in seguito al contatto con l'acqua dopo essere stati esposti al sole per lungo tempo) si forma condensa. La quantita' di condensa e la sua persistenza da' una idea empirica del livello di "pericolo" di corrosione e relativo danno del meccanismo dell'orologio.
Si capisce quindi, quanto sia importante la qualita' dell'aria all'interno del laboratorio di un orologiaio.




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Messaggioda Hydroman » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-04-02 12:52,

La stessa cosa succede ogni tanto con le telecamere in custodia che vendo io. In oriente è facile che ci sia eccessiva umidità nel momento in cui richiudono la telecamera (anche se lavorano in ambienti controllati), questo provoca appunto una leggera patina provocata dal riscaldamento della stessa.. Questa va via col passare del tempo, oppure dico al cliente di aprire e passare con un getto di aria calda. Stesso principio lo attuerei su un orologio.




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Messaggioda profondosub » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-03-21 07:58,

E pensare che io lo spiego in un minuto, invece mi ritrovo a leggere per 10 minuti......
O sono o che non so`, oure non sapevo :) Scherzi a parte, è una piacevole lettura tecnica. Tante nozioni utili per arricchire la nostra sapienza. ;)




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Messaggioda Blackwatch » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-03-21 19:14,

Ottimo.

Direi che e' da migliorare la parte sull'umidita' interna che e'....nebuloso. Cioe' a me e' chiarissimo ma immedesimandomi in chi legge, non si capisce una mazza....

Quello sulla pressione dinamica invece e' concettualmente errato poiche non e' applicabile la fisica dei fluidi in regime costante durante un regime transitorio. La previsione di cio' che accade durante il transitorio e' molto complessa e richiede nozioni di fisica di livello molto superiore, il ragionamento esposto e' erroneo e non prende in considerazione, nemmeno a livello basico, gli effetti di amplificazione dovuti all'effetto venturi.




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Messaggioda aquaman* » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-03-22 01:16,

Ottimo, grazie Black. Appena posso ci lavoro su.




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Messaggioda D.V.S » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-03-22 07:15,

:rolleyes: :( ...poi mi fa te un doc semplificato ...solo disegni ... :woot: :D ....



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Messaggioda Blackwatch » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-03-22 10:56,

La questione dell'umidita' dell'aria all'interno dell'orologio e' molto rilevante. Diciamo che sarebbe una lettura molto utile anche per taluni orologiai che impazziscono appresso a presunte infiltrazioni d'acqua dentro gli orologi che in realta' non ci sono.
Da queste problematiche sono venute fuori leggende metropolitane che spingono molti professionisti del settore a sostenere che sia pericoloso farsi la doccia con il diver al polso (sic)....

Indubbiamente l'altra leggenda e' quella dei tuffi in acqua che farebbero impennare cosi' tanto la pressione cui e' sottoposto l'orologio da superare i limiti di tenuta dello stesso. Ovviamente trattasi di immani boiate, le vere ragioni percui in determinate condizioni si puo' subire l'allagamento dell'orologio non dipendono assolutamente dalla pressione cui e' sottoposto ma bensi' dall'ambiente depressurizzato che si viene a creare all'interno dell'orologio causa di prolungate esposizioni al sole....




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Messaggioda Rénegade » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-03-22 16:41,

Boiate in anni di forum di orologeria ne ho sentite a migliaia, finalmente qualcuno che sa di cosa si parla, ottimo lavoro, nulla da dire, concordo con blackwatch per quanto riguarda la questione della pressione dinamica, la trattazione è molto molto complessa, ad un certo punto bisognerebbe mettere dentro anche qualche concetto probabilistico date le variabili in gioco;

Per le leggende metropolitane sui diver ci sarebbero da scrivere libri...




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Messaggioda Hydroman » 18 dic 2014, 4:57

Data originale: 2014-03-22 17:11,

Certo ! Ma alcune volte solo l'essere autorevole ... Da' la possibilità di sentenziare cazzate pazzesche. :)





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