Wie werden Sprüh- und Schnüffel-Techniken für lokale Dichtheitsprüfungen verwendet Lecksuchtechniken mit Vakuum-Lecksuchern
Vakuummethode – Sprüh-Technik
Das mit dem 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 Testgas (Wasserstoff, Helium) deutlich leichter als Luft ist und sich daher an der Decke des Raumes ansammeln sollte, wird es durch Zugluft und Verwirbelung bei Bewegungen im Raum so gut verteilt, dass man bei der Lecksuche im Allgemeinen nicht davon ausgehen kann, dass sich das Testgas hauptsächlich (oder nur) an der Decke des Raumes befindet. Trotzdem empfiehlt es sich – vor allem bei größeren Teilen – mit der Lecksuche im oberen Bereich des Prüfobjekts zu beginnen.
Um beim Öffnen der Sprühpistole einen Testgas-Schwall zu vermeiden, sollte unmittelbar vor oder nach der Sprühpistole eine Drossel zum Dosieren des Testgas-Flusses angebracht werden (siehe Abb. 17 unten). Der gewünschte Testgas-Fluss wird am einfachsten durch Eintauchen der Sprühpistole in ein Wasser-Gefäß anhand der aufsteigenden Testgas-Blasen eingestellt. Wasser kann die Sprühpistole verstopfen. Alternativ kann auch ein mit Alkohol gefüllter Behälter verwendet werden.
Mit Helium-Leckdetektoren kann der natürliche Anteil von Helium in der Atmosphären-Luft leicht nachgewiesen werden.
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:
Anzeige (Helium aus Sprühpistole) / 100 %
= Anzeige (Helium aus Atmosphären-Luft) / 5 · 10-4 %
oder
Anzeige (Helium aus Sprühpistole) = 1 / (5 · 10-6) · Anzeige (Helium aus Atmosphären-Luft)
= 2 · 105 · Anzeige (Helium aus Atmosphäre)
Abb. 17: Angaben zum Umgang mit Prüfgasen (z. B. Helium)
Vermeidung von "Helium-Schlucks" beim Öffnen des Spritzpistolen-Ventils durch einstellbares Drossel-Ventil an der Sprühpistolen-Spitze.
Mindest-Helium-Fluss für richtige Anzeige: Änderungen an der Drossel-Ventil-Einstellung dürfen die Anzeige nicht beeinflussen.
Einfachste Möglichkeit, den Heliumfluss zu prüfen: Blubber-Test in einem Glas Wasser/Alkohol
Überdruckmethode – Schnüffel-Technologie
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 Leck-verdächtigen Stellen des Prüfobjekts werden mit Hilfe einer Schnüffel-Spitze hinreichend langsam abgetastet. Eine typische Abtast-Geschwindigkeit ist 1 cm/s.
Die Schnüffel-Spitze ist über eine lange, dünne Leitung (Länge ⋍ 1 m, Durchmesser ⋍ 1 mm) mit der Vorvakuum-Pumpe des Leckdetektors verbunden.
Testgas, das in die Schnüffel-Spitze eintritt, wird durch die Vorvakuum-Pumpe in den Leckdetektor gefördert und dort im Massenspektrometer nachgewiesen. Mit den Vakuum-Leckdetektoren von Leybold kann Helium oder Wasserstoff „erschnüffelt“ werden.
Die Empfindlichkeit der Methode und die Genauigkeit der Lokalisierung von undichten Stellen hängen ab von:
a) der Art des verwendeten Schnüffel-Einheit (Schnüffel-Spitze und -Leitung),
b) der Ansprechzeit des verwendeten Lecksuchers,
c) der Abtast-Geschwindigkeit
und
d) vom Abstand der Schnüffel-Spitze von der Oberfläche des Prüfobjekts.
Die große Anzahl der eingehenden Parameter erschwert die quantitative Bestimmung der Leckageraten. Mit Schnüffel-Verfahren lassen sich Leckageraten von größer 1·10–7 mbar·l/s nachweisen. Die Begrenzung der Empfindlichkeit beim Nachweis von Helium4 ist in erster Linie durch den natürlichen Anteil von Helium4 in der Atmosphären-Luft gegeben. Für quantitative Messungen muss die Schnüffel-Einheit zusammen mit dem Leckdetektor kalibriert werden. Dabei geht der Abstand der Schnüffel-Spitze von der Austrittsöffnung des Kalibrier-Lecks mit in die Kalibrierung ein.
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