Grundlagen der Lecksuch-Technik Herausgeber: Leybold GmbH Kat.-Nr. 199 79_VA.01 Autoren: Leybold GmbH Bonner Str. 498 · D-50968 Köln T +49 (0) 221-347-0 F +49 (0) 221-347-1250 [email protected] BICOM 13619.13810.19979_VA.01      0.2.12.16 mzs Printed in Germany on chlorine-free bleached paper     Technical alterations reserved Hans Rottländer Walter Umrath Gerhard Voss

Leybold hat sich als Teil des global agierenden Industriekonzerns Atlas Copco zum Weltmarktführer im Bereich Vakuum-Technologie entwickelt. In dieser Führungsposition erkennen wir nicht nur Aufgabe und Herausforderung, sondern auch Verantwortung gegenüber unseren Kunden. Diese Broschüre soll, unabhängig von der derzeitigen Leybold Produktpalette, einen leicht verständlichen Überblick über die Grundlagen der Lecksuch-Technik geben. Die angegebenen Diagramme und Daten der Produkte sollen vor allem das Verständnis der technischen Funktion vertiefen und sind keine Zusicherung von Produkteigenschaften....

Leckagerate, Leckgröße, (Gas-)Massen-Fluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Lecksuch-Methoden ohne Lecksuch-Gerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Dichtheits-Prüfung mit Gas-Art-abhängigen Vakuum-Messgeräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Prüfung mit chemischen Reaktionen und Farb-Eindring-Prüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Leckdetektoren und ihre Arbeitsprinzipien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.2.1 Das Arbeitsprinzip eines Leckdetektors mit Massenspektrometer...

Druck eines Gases und Druck-Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 9.6.1 Leckagerate bei verminderter Test-Gas-Konzentration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 9.7 „Temperatur-Anpassung” (Umrechnung Prüftemperatur) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 „Druck-Anpassung” (Umrechnung Prüfdruck) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Umrechnung von Flüssigkeits-Leckagerate in Gas-Leckagerate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Umrechnung von anglo-amerikanischen...

Einleitung Neben den eigentlichen Vakuum-Anlagen und den dabei verwendeten Einzelteilen (Vakuum-Behälter, Leitungen, Ventile, Messgeräte, etc .) gibt es eine Vielzahl anderer Anlagen und Produkte in Industrie und Forschung, an die hohe Anforderungen bezüglich Dichtheit oder sogenannte „hermetische Abdichtung“ gestellt werden . Dazu gehören insbesondere Baugruppen aus der Automobil- und Kälte-Industrie . Die gelegentlich gemachten Aussagen „Keine nachweisbaren Lecks“ oder „Leckagerate Null“ bilden keine brauchbaren Spezifikationen für AbnahmeTests . Jeder erfahrene Ingenieur weiß, dass eine Abnahme-Spezifikation...

2 Leckagerate, Leckgröße, (Gas-)Massen-Fluss Keine Vakuum-Apparatur oder -Anlage ist absolut dicht. Sie braucht es prinzipiell auch nicht zu sein. Es kommt lediglich darauf an, dass die vorhandenen Lecks entsprechend klein sind und somit auf den benötigten Arbeitsdruck, Gas-Haushalt und Enddruck im VakuumBehälter ohne wesentlichen Einfluss bleiben. Daraus folgt, dass die Forderungen hinsichtlich der Dichtheit einer Vakuum-Anlage umso strenger werden, je niedriger der benötigte Arbeitsdruck ist. Um Undichtheiten quantitativ erfassen zu können, wurde der Begriff der „Leckagerate“ mit dem Formelzeichen...

In Abb. 1 ist der Zusammenhang Lochgröße Leckagerate für Luft mit dem Näherungswert qL(Luft) = 104 mbar·l/s für das „1 cm Loch“ angegeben. Um einen Überblick über den Zusammenhang zwischen geometrischer Lochgröße und zugehöriger Leckagerate zu erhalten, kann man von folgender, groben Abschätzung ausgehen: Die Tabelle zeigt, dass bei einer Verkleinerung des LochDurchmessers D auf 1 mm = 0,001 mm ( = Verkleinerung von D um den Faktor 10000) die Leckagerate nur noch 1,0·10-4 mbar·l/s beträgt, ein Wert, der in der VakuumTechnik aber noch immer eine große Undichtheit darstellt (siehe Faustregel oben)....

Aus Abschätzungen oder Messungen der Größe von Atomen, Molekülen, Viren, Bakterien, etc. werden oft landläufige Begriffe wie „wasserdicht“ oder „bakteriendicht“ abgeleitet (siehe Tabelle 1). Abb. 2: Art und Nachweisgrenzen häufig eingesetzter Lecksuch

2.1 Die Helium-Standard-Leckagerate Für die eindeutige Beschreibung eines Lecks müssen sowohl die Drücke auf beiden Seiten der (Behälter-) Wand bekannt sein als auch die Art des durch die Wand hindurch tretenden Mediums (Viskosität, Molare Masse). Für den in der Praxis sehr häufigen Fall, dass die Prüfung mit Helium4 bei 1 bar Druck-Unterschied von Atmosphären-Druck (außen) nach Vakuum (p < 1 mbar, innen) erfolgt, wurde in der Norm DIN EN 1330-8 der Begriff „Helium-Standard-Leckagerate“ eingeführt. Um die Rückweis-Rate bei einer Prüfung mit Helium unter Helium-Standard-Bedingungen anzugeben,...

3 Begriffe und Definitionen Bei der Lecksuche hat man im Allgemeinen zwischen zwei Aufgabenstellungen zu unterscheiden: 1. die Lokalisierung von Lecks und 2. die Messung der Leckagerate Außerdem unterscheidet man je nach Fließrichtung des Fluids zwischen der a. Vakuum-(oder Unterdruck-)Methode (engl. oft „outside-in leak“), also Strömung in das Prüfobjekt hinein; der Druck im Prüfobjekt ist kleiner als der Umgebungsdruck und der b . Überdruck-Methode (engl. oft „inside-out leak“), also Strömung aus dem Prüfobjekt heraus; der Druck im Prüfobjekt ist größer als der Umgebungsdruck. Die Prüfobjekte...