Theorie

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Dichtheitsprüfungen

Unter Dichtheitsprüfung wird ein Verfahren verstanden, das in der Lage ist, die pneumatische Dichtheit eines Bauteils zu prüfen. Im Gegensatz zum Großteil der Messtypen, wie zum Beispiel der Gewichts- oder Größenmessung, erfordert die Leckage-Kontrolle notwendigerweise ein Gerät.

Wir unterscheiden vor allem zwei Ausrüstungstypen für die Dichtheitsprüfung:

  • A) Prüfsysteme, im Allgemeinen von einem Bediener überwacht, mit Lokalisierung der Leckage:
    • Überprüfung in Wasser mit unter Druck stehendem Bauteil (Sichtprüfung)
    • Überprüfung mit Seife mit unter Druck stehendem Bauteil (Sichtprüfung)
    • Überprüfung mit Reagenzmitteln und UV-Lampen (Sichtprüfung)
    • Prüfung mit Gas (Helium) unter Druck (Kontrolle mit Massenspektrometer)
    • Prüfung mit Heißluft (Infrarot-Sichtprüfung)
    • Prüfung mit Variation des Dielektrikums auf Kunststoffteilen (Ionensystem mit Hochspannung)
    • Prüfung mit Wasserstoffgas (Kontrolle durch Fühler)

     

  • B) Automatische Systeme mit Angabe von Gut, Ausschuss und Leckage-Wert:
    • Messen durch das Erfassen des Durchflusses des unter Druck stehenden Teils
    • Messung durch Differenzdruckabfall zwischen Prüfteil und Bezugsstichprobe
    • Messung durch Druckabfall des unter Druck stehenden Teils
    • Messung mit "Auffangen" der Druckerhöhung in der Glocke

Wenn einerseits die erste Ausrüstungsklasse (A) einen unersetzlichen Prüfungsbereich mit statistischer Kontrolle und außerhalb der Linie vertritt, der es erlaubt, sehr kleine Leckagen zu erfassen und den Defekt direkt visuell zu analysieren, vertreten die Instrumente des Typs (B) die tatsächliche "Barriere" bzw. den Filter des Linienendes, was die nicht konforme Produktion betrifft.

Die Instrumente des Typs (B) erlauben es außerdem, im Lauf der Zeit eventuelle Qualitätsabweichungen zu überwachen, wenn sie auf die ganze Produktion angewandt werden. Angesichts der Evidenz der Funktionsprinzipien der Messsysteme des Typs (A) halten wir uns nicht mit einer ausführlichen technischen Beschreibung auf.

Es ist nur zu beachten, dass sich die auf Massenspektrometern basierenden Systeme (Helium-"Schnupperer"), sosehr sie in Bezug auf Anlage und Betrieb auch kostspielig sind, an der Spitze der Empfindlichkeit ansiedeln, was das bestimmbare Ausströmen auf jedem anderen System betrifft, das in diesem Dokument beschrieben wird. Dagegen erlauben die Systeme mit Wasser, Seife oder Reagenzmitteln einerseits die Festlegung sehr kleiner Ausströmungen zu äußerst geringen Kosten, können jedoch nicht automatisiert werden und brauchen unbedingt eine Sichtprüfung und damit ein Urteil von Seiten eines Bedieners.

Von nun an werden die Funktionsprinzipien der Systeme vom Typ B untersucht.

Die Auswahl der geeigneten Prüfmethode hängt im Allgemeinen von folgenden Parametern ab:

  • Wert der zulässigen Leckage-Rate
  • Prüftyp: Lokalisierung der Leckage und ihre Messung
  • Spezifikationen des zu testenden Bauteils: Größe. Widerstandsgrenze bei Druck oder Vakuum, Material für den Zusammenbau, Finish der Oberflächen usw.
  • Verwendungs- und Prüfbedingungen
  • Sicherheits- und Umweltparameter

Einige der anwendbaren Methoden sind in der folgenden Tabelle angeführt:

 
Methode Medium Art der PrÜfung Genauigkeit
[ Pa m³/Sec]
Prüfgas und Spektrometer Helium Leckortung/ i.O.- nicht i.O. 10-11 ... 10-6
Druckanstiegs-Glockentest Luft i.O. – nicht i.O. 10-6
Test mittels Druckabfall Luft i.O. – nicht i.O. 10-5
Prüfung mittels Volumen- oder Massenstrom Luft i.O. – nicht i.O. 10-4
Sichtprobe im Wasser unter Druck Luft Sicht 10-4


Die Heliummethode wird nicht untersucht, da sie in unserer Produktion nicht berücksichtigt wird. Man sollte beachten, dass sich das System an den Spitzen der Empfindlichkeit ansiedelt und die Anlagen- und Betriebskosten es da anwendbar machen, wo es wirklich notwendig ist, d.h. im Bereich der Komponenten für Kühlmittelgase, Mikroelektronik, Schrittmacher usw. 

Auch die Eintauchprüfung wird hier nicht erwähnt, da sie keine technische Bedeutung außer der hat, den Leckpunkt effektiv zu sehen und ihn zu lokalisieren.

Die von der Norm definierte geringe Empfindlichkeitsebene muss dann auch als Unmöglichkeit der Methode angesehen werden, eine Messung, eine Gesamtunsicherheit zu liefern, wenn sie an der Produktionslinie angewandt wird, und hohe Betriebskosten durch die Unmöglichkeit entstehen zu lassen, automatisiert zu sein.

 

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