Das diesjährige 10. Fachseminar des Fachausschusses Dichtheitsprüfung gibt Anlass zum Rückblick auf die unterschiedlichen Themengebiete von Lecksuche und Dichtheitsprüfung. Fand das erste Fachseminar 1993 noch vor der Einführung grundlegender Normen statt, hat sich die Lecksuche in den zurückliegenden Jahrzehnten einen hohen Reifegrad und einen festen Platz im Reigen der zerstörungsfreien Prüfverfahren erarbeitet. Der Vortrag erinnert an Highlights der zurückliegenden Veranstaltungen und gibt anhand von Beispielen einen Ausblick auf offene Themen der Dichtheitsprüfung.

Die Norm EN 1779 (Zerstörungsfreie Prüfung - Dichtheitsprüfung - Kriterien zur Auswahl von Prüfmethoden und -verfahren) war im Jahr 1999 die erste europäische Norm, die systematisch die gängigen Verfahren zur Gasdichtheitsprüfung auflistet. Das Dokument liefert eine prägnante Kurzbeschreibung der Methoden und zeigt Randbedingungen wie kleinste nachweisbare Leckageraten auf.
In diesem Vortrag werden Methoden der Druckänderungsprüfung, der Blasenprüfung und der Prüfgasverfahren, sowohl im Überdruck als auch im Vakuum erläutert. Darüber hinaus beschreibt der Autor die industriell relevanten, in diesem Dokument jedoch explizit nicht aufgeführten Techniken zur Dichtheitsprüfung. Außerdem wird ein Ausblick auf die neue Ausgabe der Norm bzw. deren Entwurf aus dem Jahr 2024 gegeben und die signifikanten Änderungen beleuchtet.

Mit der hochgenauen Prüftechnologie von TENTA sind Sie in der Lage, Dichtheitsprüfungen mittels Kamera durchzuführen.
Wir zeigen, wie auf Basis der interferometrischen Deformationsanalyse Lekagewerte in Sekundenschnelle bestimmt werden können. Die Durchführung wird an einem praktischen Beispiel aus dem Bereich Automotive vorgestellt. Hierbei ergibt sich die Undichtigkeitsproblematik durch einen geklebten Deckel. Der Bereich der mangelhaften Verbindung kann einfach im Prüfbild lokalisiert werden.
Das Prüfsystem arbeitet materialunabhängig und ist sowohl geeignet zur Prüfung loser Kunststoffbeutel als auch dickwandiger metallischer Getriebegehäuse. Pro Sensor können in einer Prüffläche bis 400 mm x 300 mm sehr viele Teile zeitgleich geprüft werden, wodurch die Technologie auch für den Einsatz im Bereich Lebensmittel, Medizintechnik und Consumer Electronics prädestiniert ist. Das System kommuniziert mit allen gängigen Schnittstellen, wodurch es über den Laboreinsatz hinaus einfach in der Serienfertigung integriert werden kann.

Der Vortrag zeigt die Möglichkeiten, Grenzen, Herausforderungen und Lösungen zur hochzuverlässigen und effizienten fluoreszierenden Lecksuche in wässrigen und ölbasierten Systemen mittels Fluoreszenzfarbstoffen auf.

Es wird ein Überblick über die technischen Möglichkeiten gegeben und dargestellt wie durch zeitgemäße Technik in Verbindung mit dem passende Farbstoff in der bestmöglichen Farbe und der entsprechenden Konzentration in Verbindung mit einer optimierten UV-Beleuchtung die Prüfung zuverlässig und effizient gestaltet werden kann.

Es werden Lösungen gezeigt wie die Qualität dieses vermeintlich einfachen Prüfprozesses zuverlässig sichergestellt werden kann und auf welche kritischen Faktoren geachtet werden muss um dauerhaft und kostengünstig die sichere Detektion von Leckagen in der großindustriellen Anwendung zu gewährleisten.

Einführung in die Ultraschall Gasblasendetektion im Wasserbad.

Erklärung der grundsätzlichen Funktionsweise und Anwendungsbereiche in diesem Themenfeld.
Erläuterung der technischen Limitierungen bzw. Grenzwerte heutiger Systeme und Vorstellung der Vor-/und Nachteile der Ultraschallmessung im Wasserbad. Unterschiedliche Messverfahren mit verschiedenen Prüfkopfkonstellationen. Beispiele für technische Umsetzungen im Wasserbad (Akkugehäuse, Kraftstofftanks, Injektionsbesteck). Der aktuelle Stand der Technik sowie Zukunft / Aussicht in Bezug beispielsweise auf Signalcodierung und Triangulation (im Hause Worthmann Maschinenbau).

Vorteile von Ultraschallmesstechnik bei der Detektion von Leckagen in Verbrennungskraftwerken
Während der Umgang mit Ressourcen zur Energiegewinnung gegenwärtig einen Wandel erlebt, der zunehmend regenerative Energien in den Fokus rückt, bleiben Kraftwerke für unterschiedliche Brennstoffe auch künftig ein wichtiger Bestandteil der Energieversorgung. Um dabei gesetzlichen und wirtschaftlichen Vorgaben gerecht zu werden, gilt es, die Effizienz von Anlagen zu erhöhen, Lebenszyklen zu verlängern sowie Emissionen zu verringern. Das Hauptaugenmerk liegt bei Verbrennungskraftwerken auf der Reduktion der Emission von Staub, Kohlenmonoxid (CO) sowie Stickstoffoxiden (NOx).
Doch nicht nur der Klimawandel, sondern auch der Wandel in der Arbeitswelt birgt Schwierigkeiten für die Instandhaltung von Kraftwerken. Sowohl das Fehlen von Fachkräften, als auch der steigende Inspektionsaufwand älterer Anlagen führen zu einer Zunahme der Arbeitsstunden pro Mitarbeiter und Anlagenteil. Um dieser gerecht zu werden, muss die zur Instandhaltung benötigte Arbeitszeit pro Anlage reduziert werden – für Reparaturarbeiten ebenso wie für Inspektionstätigkeiten. Ein Konsens zwischen Anlagensicherheit und Zeitersparnis kann dabei durch geeignete stationäre oder mobile Prüfmittel erreicht werden.
Im Beitrag wird anschaulich der kombinierte Einsatz von einem mobilen Ultraschalldetektor und einer Ultraschallkamera zur Detektion von Leckagen in einem Biomassekraftwerk beschrieben. In der Anlage konnten allein beim ersten Einsatz rund 50 Leckagen und undichte Stellen detektiert werden. Die schnelle und einfache Dokumentation der Schadstellen mit Hilfe der Ultraschallkamera ist dabei von besonderem Vorteil: Schnell sind Anlagenbereich und defektes Bauteil erfasst und gleichzeitig für nachfolgende Instandhaltungsmaßnahmen dokumentiert. Durch diese bildbasierte Beschreibung wird bei der Reparatur ebenfalls Zeit gespart, da die Orientierung in der Anlage wesentlich leichter fällt. Im Fallbeispiel konnten zahlreiche Unterdruckleckagen an der Brennkammer bzw. Zu- und Abführung festgestellt werden, welche in unbekannten Mengen an Falschluft im Prozess resultieren. Weiterhin wurden auch Druckluft- und Dampfleckagen an der umliegenden Infrastruktur detektiert. Schon durch die Reparatur einiger dieser schadhaften Stellen konnten hier bereits deutlich niedrigere Emissionswerte gemessen werden.

Im Bereich der Gruppe B-Verfahren (Tracergas, das aus dem Gegenstand fließt) nach DIN EN 1779 oder DIN EN ISO 20485 ist die Akkumulationstechnik, auch Schnüffel/Hülle-Verfahren genannt, eine wohlbekannte und gut eingeführte Methode, die ihre Anwendung in vielen Industriezweigen findet. Das sogenannte „Durchsaugverfahren“ als Untergruppe der „Absackverfahren“ nach DIN EN ISO 15848-1 ist eine alternative Methode, die im Bereich der Messung flüchtiger Emissionen bei der Bauartprüfung von Armaturen beheimatet ist. Das Verfahren bezieht sich explizit auf ASME-Referenzen. Beide Verfahren werden in den jeweiligen Normen als messende Verfahren zur Bestimmung der Gesamtleckagerate beschrieben.
Der Autor zeigt einen Vergleich der beiden Verfahren mit unterschiedlichen Parametern. Die Ergebnisse werden jeweils in Abhängigkeit vom freien Kammervolumen, der Durchmischung der Kammeratmosphäre, dem Saugvermögen der eingesetzten Schnüffelsonden und der Leckagerate der eingesetzten Prüflecks dargestellt. Zusammenfassend werden Empfehlungen für den optimalen Einsatz der jeweiligen Methode gegeben.

Bei der Endabnahme von Kühlschränken, Gefriertruhen und weiteren Produkten ist die Dichtigkeit des Kühlkreislaufes maßgeblich für die Lebensdauer des Produkts. Zur lokalisierenden Prüfung der Dichtigkeit wird eine Schnüffelsonden an dem zu untersuchenden mit Überdruck beaufschlagten Prüfling entlanggeführt. Hierbei soll Leckagegas, d.h. aus einem undichten Prüfling austretendes Gas, durch die Schnüffelsonde eingesogen und zu einem geeigneten Gasdetektor geführt werden. Ein Signalanstieg des Gasdetektors weist auf das Vorliegen einer Leckage hin und gibt anhand der Signalhöhe ein quantitatives Maß für die Größe der Leckage an.
In der industriellen Praxis sind unterschiede Fehlhandhabungen oder Störeinflüsse bekannt, die bei diesem Vorgehen zu einem Übersehen einer Leckage (falsch-negatives Ergebnis) oder einen Fehlalarm (falsch-positives Ergebnis), führen können.
Zur Beleuchtung der Problematik werden Ergebnisse zur Abhängigkeit des sicheren Auffindens einer Leckage vorgestellt, bei der eine Schnüffelsonde mit systematisch variierten Geschwindigkeiten und Abständen an einer Leckage vorbeigeführt wird.
Daraufhin werden mögliche maschinelle Hilfestellungen behandelt, die diesen unerwünschten Ergebnissen entgegenwirken:
• Durch die Änderung des Gasflusses in die Schnüffelsonde hinein, kann der Ziel-Volumenbereich eingestellt werden, der im Einlassbereich der Schnüffelsonde bei der Dichtheitsprüfung abgefragt wird.
• Durch eine (semi-automatische) Zeiterfassung des Lecksuchvorgangs durch den Benutzer kann sichergestellt werden, dass eine ausreichend sorgfältige und reproduzierbares Abfahren des Prüflings durch die Schnüffelsonde gewährleistet ist.
• Eine Korrektur möglicher Störgase in der Umgebung der Dichtheitsprüfung, gelingt durch eine zusätzliche Erfassung der Umgebungskonzentration. Diese zusätzliche Messwerterfassung kann auch durch eine zeitlich schnell wechselnde Ventilschaltung mit ein- und derselben Schnüffelsonde gelingen. Für diesen (sog.) Modulationsansatz existieren unterschiedliche Varianten, die im Beitrag erläutert werden.