Helium-Lecksuche

Bei der Dichtheitsprüfung im Rahmen der (Hoch-) Vakuumtechnik wird ein Testgas eingesetzt, um Leckstellen an einer Vielzahl unterschiedlicher Prüflinge aufzufinden. Die Dichtheitsprüfung gehört zu den zerstörungsfreien Prüfmethoden. Dichtheitsprüfungen werden in großem Maßstab in der industriellen Fertigung und Qualitätskontrolle eingesetzt.

Bei Vakuumanlagen wird Helium als diffusionsfreudigstes Lecksuchgas eingesetzt, indem die Vakuumapparatur mit einer Pumpe evakuiert wird und ein Massenspektrometer hinter die Pumpe gehängt wird. Wird nun die Apparatur – außen, nur lokal um Leckstellen zu finden – mit Helium angeblasen, kann mit Hilfe des Massenspektrometers ein eventueller Heliumeintritt in die Apparatur detektiert und die Leckrate gemessen werden.

Ein Leck ist ein Loch in einem Produkt oder in technischen Systemen, durch das Feststoffe, Flüssigkeiten oder Gase unerwünscht ein- oder austreten können. Ein Leck kann zum Ausfall eines gesamten technischen Systems führen. Ein Maß für die Größe eines Lecks ist die Leckrate.

Die Leckageprüfung mit einem Prüfgas beruht auf dem Erzeugen eines Druckunterschieds zwischen dem Prüfling und dem Nachweisgerät. Dies kann durch Erhöhung oder Verminderung des Drucks auf einer Seite des Prüflings im Vergleich zur anderen Seite oder einer Kombination von Druckverminderung und Druckerhöhung erreicht werden. Im Falle einer Leckage entsteht ein konstanter Gasstrom von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite. Befindet sich auf der Niederdruckseite ein Nachweisgerät für das strömende Gas, kann die Leckage qualitativ oder quantitativ nachgewiesen werden.

Das Prüfgas Helium dominiert die Prüfgasmethoden, da es nur in geringer natürlicher Konzentration von etwa 5 ppm vorkommt. Als Edelgas geht es unter Normalbedingungen keine chemischen Reaktionen ein und ist damit sehr betriebssicher. Bei der Prüfung kann es mit hoher Selektivität und ohne Querempfindlichkeit nachgewiesen werden.

Als Nachweisgerät wird dabei ein fest auf die Heliummasse 4 eingestelltes Massenspektrometer eingesetzt, das zusammen mit dem zugehörigen Gasverteilungs- und Vakuumsystem ein kompaktes Lecksuchgerät mit einfacher Bedienung bildet.

Der Arbeitsdruck des Massenspektrometers liegt bei < 10−4 mbar. In kommerziellen Lecksuchgeräten ist das Massenspektrometer immer auch mit einem Vakuumsystem kombiniert, das mindestens aus einer mechanischen Vorpumpe, einer Hochvakuumpumpe, Druckmessgeräten sowie einer Reihe von druckabhängig gesteuerten Ventilen besteht. Stand der Technik ist ebenfalls ein integriertes Testleck, mit dem das Lecksuchgerät kalibriert werden kann.

Vor der Leckageprüfung muss sichergestellt sein, dass der Prüfling sauber und trocken ist.

Ausgasungen durch Dämpfe oder Flüssigkeitsreste verlängern die Pump- und damit Prüfzeit.

Die eingetragenen Verunreinigungen verkürzen die Standzeit des Messgeräts.

Diese rasche und empfindliche Lecksuchmethode wird in unserem Hause durch hierfür qualifiziertes Fachpersonal durchgeführt.