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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von einer Plattenrigole gemäß dem unabhängigen Anspruch.
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Die Erfindung befasst sich mit dem technischen Gebiet der Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von Plattenrigolen.
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Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von Rigolen werden für einen zerstörungsfreien Nachweis und zur Ortung von Leckagen eingesetzt. Im Hinblick auf die Anforderungen an die Dichtheit der Rigole, unter anderem beeinflusst durch die Beschaffenheit von Nahtstellen, bedarf es der Bereitstellung jeweilig geeigneter Verfahren zur Prüfung der Dichtheit.
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Ein bekanntes Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von Rigolen ist die Dichtheitsprüfung mit Testgasen. Hierbei wird zwischen der Rigole und einem Nachweisgerät für ein Testgas eine Druckdifferenz aufbaut, wobei sich das Nachweisgerät dabei auf der Niederdruckseite befindet. Es wird Testgas in die Rigole eingelassen. Die Existenz einer Leckage in der Rigole wird durch die Detektion des Testgases, welches von der Rigole durch die Lackage zu dem Nachweisgerät strömt, nachgewiesen. Ein geeignetes Testgas ist Helium, da es nur in geringer Konzentration in der Erdatmosphäre vorhanden ist. Ein solches Verfahren zur Prüfung der Dichtheit der Rigole ist, insbesondere aufgrund des Einsatzes des Testgases, insbesondere Helium, und der Notwendigkeit eines Nachweisgeräts, teuer. Da es aufgrund der Größe der Rigole aufwendig ist, die Rigole vollständig in eine geeignet hermetisch abgedichtete Umgebung zu bringen, um die Rigole vollständig auf Leckagen zu testen, wird das Nachweisgerät in Kombination mit einer Schnüffelsonde eingesetzt, um lokal Leckagen zu detektieren. Passiert die Schnüffelsonde eine Leckage, wird das angesaugte Helium detektiert. Der Einsatz einer Schnüffelsonde ist fehleranfällig, da Leckagen, nur detektiert werden können, wenn die Schnüffelsonde den Ort der Leckage genau passiert. Im Falle großer Rigolen ist diese Prüfung auf Leckagen zudem zeitaufwendig.
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Die Anwendbarkeit von konventionellen Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von Rigolen mittels Überdruck ist durch die dabei auftretende Verformung der Rigole begrenzt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen und ein Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von einer Plattenrigole bereitzustellen, welches eine zeitliche Änderung des Drucks in der Plattenrigole nutzt.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Aspekte bilden den Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von einer Plattenrigole umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
- A) Bereitstellen einer Plattenrigole bestehend aus mindestens einem Rigolenkorb, der von mindestens einer Abdichtungsplatte vollständig umschlossen ist, welche Plattenrigole mindestens eine Öffnung umfasst,
- B) Luftdichtes Verschließen aller vorhandenen Öffnungen der Plattenrigole;
- D) Bereitstellen einer Pumpe zum Be- oder Entlüften der Plattenrigole;
- E) Bereitstellen eines Druckmessgeräts zur Messung des Drucks in der Plattenrigole;
- G) Festlegen eines Leckgrenzwerts LG;
- H) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p1 zu einem Zeitpunkt t1 und Messen des Drucks p2 zu einem Zeitpunkt t2;
und falls (p2-p1)/(t2-t1) < LG
- J1A) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p3 zu einem Zeitpunkt t3 und Aufrechterhalten des Drucks p3 in der Plattenrigole bis zu einem Zeitpunkt t4; und
- J1B) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p4 und anschließendes Messen eines Druckunterschieds Δp in der Plattenrigole über eine Zeitspanne Δt; oder falls (p2-p1)/(t2-t1) ≥ LG
- J2) Lokalisieren mindestens einer Leckage in der Plattenrigole und Abdichten des mindestens einer Leckage.
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Das Bereitstellen einer Plattenrigole bestehend aus mindestens einem Rigolenkorb, der von mindestens einer Abdichtungsplatte vollständig umschlossen ist, erlaubt das Beaufschlagen der Plattenrigole mit einem für das Prüfungsverfahren geeignet hohen Druck (Überdruck oder Unterdruck), ohne dass sich dabei die Abdichtungsplatte derart stark verformt (im Gegensatz zu Rigolen mit Abdichtungsfolien), um durch die damit einhergehende Änderung des Innenvolumens V der Rigole die Messung des Drucks zu beeinflussen. Die Abdichtungsplatten sind bevorzugt aus Polyethylen, insbesondere PE-HD hergestellt.
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Ein technisch bevorzugter Aspekt sieht vor, dass der Verfahrensschritt H) die Erhöhung des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p1 umfasst. Die Erhöhung des Drucks in der Plattenrigole erlaubt die Lokalisierung einer Leckage, beispielsweise durch Beobachten von Blasenbildung eines auf die Außenseite der Plattenrigole aufgebrachten schaumbildenden Mittels.
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Weiterhin bevorzugt ist, wenn der Verfahrensschritt H) die Verringerung des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p1 umfasst. Die Verringerung des Drucks in der Plattenrigole erlaubt ein einfaches luftdichtes Verschließen aller vorhandenen Öffnungen der Plattenrigole, beispielsweise durch das Anbringen von Stopfen in die Öffnungen der Plattenrigole, welche aufgrund der Verringerung des Drucks in der Plattenrigole die Öffnungen luftdicht verschließen. Alternativ können die Öffnungen mit Absperrblasen abgedichtet werden.
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Bevorzugterweise umfasst das Verfahren das Festlegen eines Prüfgrenzwerts PG, und wobei nach dem Verfahrensschritt J1B) der Verfahrensschritt J2) erfolgt, falls Δp/Δt ≥ PG ist. Der Prüfgrenzwert PG wird derart gewählt, sodass wenn Δp/Δt < PG erfüllt ist, die Plattenrigole dicht ist.
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Ein anderer Aspekt sieht vor, dass nach dem Lokalisieren mindestens einer Leckage in der Plattenrigole und Abdichten der mindestens einen Leckage J2), sich die Verfahrensschritte
- H) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p1 zu einem Zeitpunkt t1 und Messen des Drucks p2 zu einem Zeitpunkt t2;
und falls (p2-p1)/(t2-t1) < LG
- J1A) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p3 zu einem Zeitpunkt t3 und Aufrechterhalten des Drucks p3 in der Plattenrigole bis zu einem Zeitpunkt t4; und
- J1B) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p4 und anschließendes Messen eines Druckunterschieds Δp in der Plattenrigole über eine Zeitspanne Δt; oder falls (p2-p1)/(t2-t1) ≥ LG
- J2) Lokalisieren mindestens einer Leckage in der Plattenrigole und Abdichten der mindestens einer Leckage;
periodisch wiederholen bis Δp/Δt < PG.
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Die periodische Wiederholung der Verfahrensschritte H), J1A), J1B) und J2) bis Δp/Δt < PG erlaubt die Lokalisierung und das Abdichten aller Leckagen der Plattenrigole, welche dazu führten, dass Δp/Δt ≥ PG.
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Bevorzugterweise ist der Prüfgrenzwert PG gleich dem Leckgrenzwert LG. Dies vereinfacht das Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von einer Plattenrigole.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn in Verfahrensschritt J1A) der Druck in der Plattenrigole im Bereich von 100 mbar bis 500 mbar Relativdruck geändert wird. Ein solcher Druck in der Plattenrigole kann mit einfachen Mitteln zur Druckänderung, beispielsweise Vakuumpumpen oder Radialverdichtern, erzeugt werden.
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Gemäß einem technisch vorteilhaften Aspekt wird in Verfahrensschritt J1A) der Druck p3 in der Plattenrigole über eine Zeitspanne von 1 Stunde bis 10 Stunden, insbesondere über 1 Stunde bis 4 Stunden, aufrechterhalten. Dies ermöglicht den Abbau von, sich im Material der Plattenrigole, insbesondere den Schweißverbindungen, aufgebauten Spannungen.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn in Verfahrensschritt J1B) der Druck p4 zwischen 100 mbar und 400 mbar Relativdruck, insbesondere 200 mbar und 300 mbar Relativdruck beträgt. Ein solcher Druck wird durch konventionelle Radialverdichter schnell erreicht.
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Ein besonders bevorzugter Aspekt sieht vor, dass in Verfahrensschritt J2) das Lokalisieren mindestens einer Leckage in der Plattenrigole durch Beaufschlagen der Plattenrigole mit einem Überdruck p5 und anschließendem Einsprühen der Plattenrigole mit einem schaumbildenden Mittel erfolgt. Dies erlaubt die Lokalisierung einer Leckage, beispielsweise durch Beobachten von Blasenbildung durch aus der Plattenrigole ausströmendes Gas.
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Weiterhin vorteilhaft ist, wenn in Verfahrensschritt G) der Leckgrenzwert LG zu 2 mbar/10 min bis 20 mbar/10 min, insbesondere zu 5 mbar/10 min bis 15 mbar/10 min, festgelegt wird. Ein solcher Leckgrenzwert erlaubt die Detektion und Abdichtung von Leckagen der Plattenrigole, welche zu einer Undichtigkeit der Plattenrigole gegenüber Wasser führen können.
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Nach einem besonders vorteilhaften Aspekt wird in Verfahrensschritt G) der Leckgrenzwert LG zu 3 mbar / 60 min festgelegt.
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Ein bevorzugter technischer Aspekt sieht vor, dass das Verfahren den Verfahrensschritt: F) Bereitstellen eines Temperaturmessgeräts zur Messung der Temperatur der Oberfläche der Plattenrigole umfasst, und wobei der Verfahrensschritt J1B) ein Messen der Temperatur auf der Oberfläche der Plattenrigole über die Zeitspanne Δt umfasst. Dies erlaubt eine Korrektur des gemessenen Druckunterschieds Δp um den Einfluss einer Temperaturänderung während der Messung.
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Besonders vorteilhaft umfasst das Verfahren den Verfahrensschritt:
- C) Bestimmen eines Volumens V der Plattenrigole; und wobei in Verfahrensschritt G), das Festlegen des Leckgrenzwerts LG, unter Berücksichtigung des Volumens V der Plattenrigole erfolgt. Hierdurch kann der Leckgrenzwert LG derart festgelegt werden, um zu prüfen, ob Plattenrigolen mit unterschiedlichen Volumina V die gleiche Leckrate LR haben. Dabei ist die Leckrate LR = V×Δp/Δt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele zusätzlich erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein Blockdiagramm zum Ablauf eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Prüfung der Dichtheit von einer Plattenrigole;
- 2 ein schematisches Diagramm einer Druck-Zeit (p-t) Kurve aus Verfahrensschritt H);
- 3 ein schematisches Diagramm einer Druck-Zeit (p-t) Kurve aus Verfahrensschritt J1A) und J1B); und
- 4 eine Plattenrigole.
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1 zeigt ein Blockdiagramm zum Ablauf eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Prüfung der Dichtheit von einer Plattenrigole (für den Bezug auf materielle Merkmale wird auf 4 verwiesen). Dabei umfasst es die folgenden Verfahrensschritte:
- A) Bereitstellen einer Plattenrigole bestehend aus mindestens einem Rigolenkorb, der von mindestens einer Abdichtungsplatte vollständig umschlossen ist, welche Plattenrigole 1 mindestens eine Öffnung umfasst,
- B) Luftdichtes Verschließen aller vorhandenen Öffnungen der Plattenrigole;
- C) Bestimmen eines Volumens V der Plattenrigole;
- D) Bereitstellen einer Pumpe zum Be- oder Entlüften der Plattenrigole;
- E) Bereitstellen eines Druckmessgeräts zur Messung des Drucks in der Plattenrigole;
- F) Bereitstellen eines Temperaturmessgeräts zur Messung der Temperatur der Oberfläche der Plattenrigole;
- G) Festlegen eines Leckgrenzwerts LG unter Berücksichtigung des Volumens V der Plattenrigole;
- H) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p1 zu einem Zeitpunkt t1 und Messen des Drucks p2 zu einem Zeitpunkt t2;
und falls (p2-p1)/(t2-t1) < LG
- J1A) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p3 zu einem Zeitpunkt t3 und Aufrechterhalten des Drucks p3 in der Plattenrigole bis zu einem Zeitpunkt t4; und
- J1B) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p4 und Messen eines Druckunterschieds Δp in der Plattenrigole über eine Zeitspanne Δt;
oder falls (p2-p1)/(t2-t1) ≥ LG
- J2) Lokalisieren mindestens einer Leckage in der Plattenrigole und Abdichten der mindestens einen Leckage.
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Das gezeigte Verfahren umfasst das Festlegen eines Prüfgrenzwerts PG, und wobei nach dem Verfahrensschritt J1B) der Verfahrensschritt J2) erfolgt, falls Δp/Δt ≥ PG ist.
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Der Prüfgrenzwert PG wird derart gewählt, sodass wenn Δp/Δt < PG erfüllt ist, die Plattenrigole dicht ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass nach dem Lokalisieren mindestens einer Leckage in der Plattenrigole und Abdichten der mindestens einen Leckage gemäß Verfahrensschritt J2), sich die Verfahrensschritte
- H) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p1 zu einem Zeitpunkt t1 und Messen des Drucks p2 zu einem Zeitpunkt t2;
und falls (p2-p1)/(t2-t1) < LG
- J1A) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p3 zu einem Zeitpunkt t3 und Aufrechterhalten des Drucks p3 in der Plattenrigole bis zu einem Zeitpunkt t4; und
- J1B) Ändern des Drucks in der Plattenrigole bis zu einem Druck p4 und anschließendes Messen eines Druckunterschieds Δp in der Plattenrigole über eine Zeitspanne Δt; oder falls (p2-p1)/(t2-t1) ≥ LG
- J2) Lokalisieren mindestens einer Leckage in der Plattenrigole und Abdichten der mindestens einen Leckage;
periodisch wiederholen bis Δp/Δt < PG.
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Die periodische Wiederholung der Verfahrensschritte H), J1A), J1B) und J2) bis Δp/Δt < PG erlaubt die Lokalisierung und das Abdichten aller Leckagen der Plattenrigole 1, welche dazu führten, dass Δp/Δt ≥ PG.
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In Verfahrensschritt J2) erfolgt das Lokalisieren mindestens einer Leckage in der Plattenrigole durch Beaufschlagen der Plattenrigole mit einem Überdruck p5 und anschließendem Einsprühen der Plattenrigole mit einem schaumbildenden Mittel. Dies erlaubt die Lokalisierung einer Leckage beispielsweise durch Beobachten von Blasenbildung durch aus der Plattenrigole ausströmendes Gas.
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In Verfahrensschritt G) wird der Leckgrenzwert LG zu 5 mbar/10 min bis 15 mbar/10 min festgelegt. Ein solcher Leckgrenzwert erlaubt die Detektion und Abdichtung von Leckagen der Plattenrigole, welche zu einer Undichtigkeit der Plattenrigole gegenüber Wasser führen können.
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2 zeigt beispielhaft ein schematisches Diagramm einer Druck-Zeit (p-t) Kurve aus Verfahrensschritt H). Dabei umfasst im gezeigten Beispiel der Verfahrensschritt H) die Verringerung des Drucks in der Plattenrigole (für den Bezug auf materielle Merkmale wird auf 4 verwiesen) bis zu einem Druck p1. Der Druck p1 beträgt im gezeigten Beispiel 200 mbar Unterdruck. Ein solcher Druck wird durch konventionelle Radialverdichter schnell erreicht.
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Die Verringerung des Drucks in der Plattenrigole erlaubt zudem ein einfaches luftdichtes Verschließen aller vorhandenen Öffnungen der Plattenrigole beispielsweise durch das Anbringen von Stopfen in die Öffnungen der Plattenrigole, welche aufgrund der Verringerung des Drucks in der Plattenrigole die Öffnungen luftdicht verschließen. Alternativ können die Öffnungen mit Absperrblasen abgedichtet werden.
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Der Druck p2 wird zu einem Zeitpunkt t2 gemäß Verfahrensschritt H) gemessen. Dabei ist im gezeigten Beispiel (p2-p1)/(t2-t1) ≥ LG.
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3 zeigt beispielhaft ein schematisches Diagramm einer Druck-Zeit (p-t) Kurve aus Verfahrensschritt J1A) und J1B). In Verfahrensschritt J1A) wird die Plattenrigole (für den Bezug auf materielle Merkmale wird auf 4 verwiesen) zu einem Zeitpunkt t3 mit einem Druck p3 beaufschlagt und der Druck p3 in der Plattenrigole bis zu einem Zeitpunkt t4 aufrechterhalten. Dabei ist t4-t3 im Bereich von 1 Stunde bis 4 Stunden. Dies ermöglicht den Abbau von, sich im Material der Plattenrigole, insbesondere den Schweißverbindungen, aufgebauten Spannungen.
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In Verfahrensschritt J1B) erfolgt das Messen des Drucks in der Plattenrigole und Messen der Temperatur auf der Oberfläche der Plattenrigole über eine Zeitspanne Δt. Der Druck p4 entspricht in diesem Beispiel dem Druck p3. Dies ist nicht erfindungsgemäß.
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Da eine Temperaturänderung während der Messung zu einer Druckänderung in der Plattenrigole führen kann, welche nicht auf eine Leckage zurückzuführen ist, erlaubt das Bereitstellen eines Temperaturmessgeräts zur Messung der Temperatur der Oberfläche der Plattenrigole in Verfahrensschritt F), und das Messen der Temperatur auf der Oberfläche der Plattenrigole über eine Zeitspanne Δt in Verfahrensschritt J1B) eine Korrektur des gemessenen Druckunterschieds Δp um den Einfluss einer Temperaturänderung in der Plattenrigole während der Messung.
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Das Bestimmen eines Volumens V der Plattenrigole in Verfahrensschritt C), und das Festlegen eines Leckgrenzwerts LG, unter Berücksichtigung des Volumens V der Plattenrigole in Verfahrensschritt G) erlaubt die Prüfung der Plattenrigole auf eine bestimmte Leckrate hin. Dabei ist die Leckrate LR = V×Δp/Δt.
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4 zeigt eine Plattenrigole 1 für die erfindungsgemäße Bereitstellung nach Verfahrensschritt A) bestehend aus mindestens einem Rigolenkorb (nicht dargestellt), der von mindestens einer Abdichtungsplatte 4 vollständig umschlossen ist, welche Plattenrigole 1 drei Öffnungen 5, 6 umfasst.
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Das Bereitstellen einer Plattenrigole 1 bestehend aus mindestens einem Rigolenkorb, der von mindestens einer Abdichtungsplatte 4 vollständig umschlossen ist, erlaubt das Beaufschlagen der Plattenrigole 1 mit einem für das Prüfungsverfahren geeignet hohen Druck (Überdruck oder Unterdruck), ohne dass sich dabei die Abdichtungsplatte 4 derart stark verformt (im Gegensatz zu Rigolen mit Abdichtungsfolien), um durch die damit einhergehende Änderung des Innenvolumens V der Plattenrigole die Messung des Drucks zu beeinflussen.
