Wie werden Sprüh- und Schnüffeltechniken für lokale Dichtheitsprüfungen verwendet
Lecksuchtechniken mit Vakuum-Lecksuchern
Vakuummethode – Sprühtechnik
Das mit dem Vakuum-Lecksucher verbundene Prüfobjekt wird mit einem sehr feinen Prüfgasstrom aus der Sprühpistole an leckverdächtigen Stellen (Flanschverbindungen, Schweißnähte usw.) angemessen langsam besprüht. Die geeignete Geschwindigkeit für diesen Prozess wird durch die Ansprechzeit des Systems bestimmt. Die gesprühte Menge an Prüfgas muss der nachzuweisenden Leckrate sowie an die Größe und Zugänglichkeit des zu prüfenden Objekts angepasst werden.
Obwohl das Prüfgas (Wasserstoff, Helium) leichter als Luft ist und sich daher an der Decke des Raumes sammelt, wird es durch Luftzug und Turbulenzen, die durch Bewegungen im Raum verursacht werden, so gut verteilt, dass man bei der Lecksuche nicht davon ausgehen kann, dass sich Prüfgas hauptsächlich (oder nur) an der Decke des Raumes befindet. Trotzdem ist es vor allem bei größeren Bauteilen ratsam, die Lecksuche oben zu beginnen.
Um beim Öffnen des Sprühventils einen Prüfgasstoß zu vermeiden, empfiehlt sich unmittelbar vor oder nach der Sprühpistole eine Drossel zum Einstellen der Prüfgasstrom anzubringen (siehe Abb. 17 unten). Die einfachste Möglichkeit, den gewünschten Prüfgasstrom einzustellen, besteht darin, die Sprühpistole in einen Behälter mit Wasser/Alkohol zu tauchen und die Einstellung anhand der steigenden Prüfgasblasen zu bestimmen. Wasser kann die Sprühpistole verstopfen. Alternativ kann auch ein mit Alkohol gefüllter Behälter verwendet werden.
Mit Helium-Lecksuchern ist es außerdem leicht, die natürliche Menge an Helium in der Atmosphäre zu erkennen.
Der natürliche Volumenanteil von Helium in der Atmosphäre beträgt 5 · 10–4 Prozent (= 5 ppm). Tritt Luft durch ein sehr großes Leck in das Prüfobjekt ein, erkennt der Lecksucher daher bereits Heliumgas, das durch das Leck fließt. Die Leckrate beträgt dann:
Display (Helium aus Sprühpistole) / 100 %
= Display (Helium aus Atmosphäre) / 5 · 10-4 %
oder
Display (Helium aus Sprühpistole) =1 / (5 · 10-6) · Display (Helium aus Atmosphäre)
= 2 · 105 · Display (Helium aus Atmosphäre)
Abb. 17: Angaben zum Umgang mit Prüfgasen (z. B. Helium)
Vermeidung von "Heliumstößen" beim Öffnen des Spritzpistolenventils mittels Drosselventil an der Spritzpistolenspitze.
Mindest Heliumfluss für korrekte Anzeige: Änderungen an der Drosselventileinstellung dürfen die Anzeige nicht beeinflussen.
Einfachste Möglichkeit, den Heliumfluss zu prüfen: Blasenprüfung in einem Glas Wasser/Alkohol
Überdruckverfahren – Schnüffeltechnologie
Bei dieser Methode wird das Prüfobjekt so weit mit Prüfgas gefüllt, dass der partielle Prüfgasdruck im Prüfobjekt deutlich größer ist als der um das Prüfobjekt herum. Das Prüfobjekt sollte möglichst vor dem Befüllen mit Prüfgas evakuiert werden.
Die wahrscheinlichen Leckstellen des Prüfobjekts werden mit einer Schnüffelspitze angemessen langsam besprüht. Eine typische Sprühgeschwindigkeit beträgt 1 cm/s.
Die Schnüffelspitze ist über eine lange, dünne Linie (Länge ⋍1 m, Durchmesser ⋍1 mm) mit der Vakuumpumpe verbunden.
Prüfgas, das in die Schnüffelspitze gelangt, wird von der Grobpumpe zum Lecksucher geleitet und dort vom Massenspektrometer erkannt. Vakuum-Lecksucher von Leybold können Helium oder Wasserstoff „erschnüffeln“.
Die Empfindlichkeit der Methode und die Genauigkeit der Lokalisierung von Lecks hängen ab von:
a) der Art des verwendeten Schnüffelgeräts (Schnüffelspitze und -leitung),
b) der Reaktionszeit des verwendeten Lecksuchers,
c) der Schnüffelgeschwindigkeit
und
d) dem Abstand der Schnüffelspitze von der Oberfläche des Prüfobjekts.
Die vielen Parameter, die hier eine Rolle spielen, erschweren es, die Leckraten quantitativ zu bestimmen. Mit Schnüffelverfahren lassen sich Leckraten von etwa 1 10-7 mbar l/s nachweisen. Die Einschränkung der Empfindlichkeit beim Nachweis von Helium ist in erster Linie auf das Helium in der Atmosphäre zurückzuführen. Für quantitative Messungen müssen der Lecksucher und das Schnüffelgerät gemeinsam kalibriert werden. Dabei müssen auch der Abstand der Schnüffelspitze vom Auslass des Kalibrierungslecks in die Kalibrierung einbezogen werden.
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