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Vakuumtechnik

So verkürzen Sie die Messzeit eines Helium-Lecksuchers

| Autor / Redakteur: Dr. Rudolf Konwitschny / Dr. Jörg Kempf

Druckabfall? Kommt es zu Leckagen in der Produktion, gilt es schnell zu handeln.
Druckabfall? Kommt es zu Leckagen in der Produktion, gilt es schnell zu handeln. (Bild: © industrieblick/Fotolia.com)

Die Dichtheit von Maschinen und Anlagen ist in zahlreichen Produktionsprozessen eine unverzichtbare Voraussetzung für die Qualität der erzeugten Produkte. Doch die Suche nach dem Leck will gelernt sein. Der Beitrag bietet Tipps und Tricks vom Experten.

Sommerzeit, Fahrradzeit! Aber wehe, der Reifen hat einen Platten. Wer schon einmal in der nächsten Pfütze, sofern überhaupt vorhanden, verzweifelt nach der undichten Stelle gesucht hat, kann in das hohe Lied einer zuverlässigen Lecksuche einstimmen. Was auf der Radl-Tour nur ein mehr oder weniger schnell behebbares Ärgernis ist, kann in Produktionsprozessen fatale Auswirkungen haben. Einen entsprechend hohen Stellenwert hat die Lecksuche.

Zum Detektieren und Lokalisieren von Leckagen unter Vakuum hat sich die Helium-Lecksuche als optimale Methode etabliert. Im Vergleich zu traditionellen Techniken wie z.B.dem Blasentest („Fahrradschlauch“-Methode) oder dem Druckabfall liefert sie deutlich genauere und umfassendere Daten. Mit diesen Informationen können Lecks zuverlässig geortet und die Produktionsprozesse verbessert werden. Die Helium-Lecksuche ist sehr genau, quantitativ und wiederholbar.

Hauptsache schnell

Liegt der Verdacht einer Leckage vor, erwartet der Anwender vor allem Schnelligkeit: Das Leck soll möglichst sofort lokalisiert und behoben werden, um Verzögerungen und Produktionsausfälle zu vermeiden. Allerdings erhöht sich bei gegebenem Saugvermögen der eingesetzten Pumpen die Ansprechzeit des Lecksuchers, je größer die zu testende Vakuumkammer ist. Um die Messzeit zu verkürzen und schneller ein Ergebnis zu bekommen, sind verschiedene Maßnahmen möglich.

Durch den Einsatz einer zusätzlichen Turbopumpe als „Booster“ können die Zeitkonstante des Vakuumsystems und damit auch die Ansprechzeit bei der Lecksuche verkürzt werden. Die Turbopumpe wird dazu direkt an die zu prüfende Kammer angeflanscht. Der Lecksucher wird in Serie als Vorpumpe für die Turbopumpe eingesetzt. Mit diesem Aufbau wird die Ansprechzeit kürzer, eine zeitliche Verschiebung des Signals wird vermieden und der Signalabbau nach Detektion eines Signals deutlich schneller.

Bei Kammergrößen von mehreren hundert Litern ist eine Zusatzpumpe hilfreich – bei mehreren Kubikmetern sogar unerlässlich – um Lecks in einer akzeptablen Zeit zu finden. Dringt Helium durch ein Leck in ein Vakuumsystem, so wird der eingehende Helium-Gasfluss durch die Kammer transportiert und vom Pumpsystem ohne Verluste wieder aus der Anlage heraus befördert. Der Gasdurchsatz kann direkt mit einem Helium-Lecksuchgerät gemessen werden. Die Füllung des Behälters bis zu einem dynamischen Gleichgewichtswert der Heliumkonzentration passiert mit einem zeitlichen Anlaufverhalten, das als Zeitkonstante des Vakuumsystems bezeichnet wird. Weitere Details dazu finden Sie im Lecksuchkompendium von Pfeiffer Vacuum.

Soll ein Leck nicht quantitativ gemessen, sondern geortet werden, genügt ein kurzes Besprühen der verdächtigen Stellen mit geringsten Mengen an Helium. Der Signalaufbau folgt derselben Gesetzmäßigkeit wie oben beschrieben. Nachdem es aber nicht zur Einstellung einer Gleichgewichtskonzentration des Prüfgases Helium in der Kammer kommt, wird kurz nach dem Anstieg auch wieder ein Signalabfall beobachtet.

Ein Beispiel verdeutlicht dies auf der nächsten Seite.

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