DE19812284A1

DE19812284A1 - Verfahren zur Dichtheitsprüfung

Info

Publication number: DE19812284A1
Application number: DE1998112284
Authority: DE
Inventors: Michael Stetter; Gerhart Schroff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Behältern oder Gehäusen, wonach ein derartiges Prüfobjekt mit einem unter Druck stehenden flüssigen Testfluid beaufschlagt wird und bei welchem bei Vorhandensein eines Lecks aus dem Prüfobjekt Testfluid entweicht. Vor Befüllen des Prüfobjektes mit dem flüssigen Testfluid wird in diesem flüssigen Testfluid ein Testgas gelöst. Bei Vorhandensein eines Lecks am Prüfobjekt tritt mit dem flüssigen Testfluid auch das in diesem gelöste Testgas aus dem Leck am Prüfobjekt aus, und aus dem Auftreten von Testgas in der Umgebung des Prüfobjektes kann auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen werden, und aus der Menge des Testgases in der Umgebung des Prüfobjektes kann dann auf die Größe eines Lecks geschlossen werden. Es bieten sich als Testgas unter anderem SF¶6¶ und C¶2¶H¶4¶ an. Besonders einfach kann das Testgas mittels optischer Gasnachweisverfahren nachgewiesen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Behältern und/oder Gehäusen, wonach ein derartiges Prüfobjekt mit einer Testflüssigkeit beaufschlagt wird, die gegenüber der Umgebung unter erhöhtem Druck steht, so daß bei Vor handensein eines Lecks Flüssigkeit aus dem Prüfobjekt austritt und hieraus das Leck erkannt wird.

Zur Dichtheitsprüfung von mit Flüssigkeiten befüllten Bauteilen oder Behältern, wie etwa Öl-, Wasser-, Kraftstoff- oder Hydraulikpumpen, sowie Ventilen, Diesel- oder Kraftstoff-Injektoren im Kraftfahrzeug, usw., ist bekannt, diese Prüfobjekte mit der später auch im Einsatz verwendeten Flüssigkeit oder einer dieser in ihren Eigen schaften vergleichbaren Flüssigkeit zu bedrücken und mittels einer manuellen "Sichtprüfung" nach Lecks abzusuchen. Hierzu muß die mit der Prüfung betraute Person dann das Prüfobjekt nach der im Falle eines Lecks aus dem Prüfobjekt aus tretenden Flüssigkeit visuell absuchen. Da die mit der Prüfung betraute Person meist nicht alle Stellen des Prüfobjektes gleichzeitig einsehen kann, muß das Prüf objekt oft mehrfach gedreht oder gewendet werden, um auch wirklich alle kritischen Stellen beobachten zu können.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Art der Leckdetektion ist darin zu sehen, daß zu meist der mit der Prüfung betraute Beobachter mit der Zeit ermüdet und es so zu Fehlern kommen kann. Weiter können auf diese Art der Leckdetektion nur relativ grobe Leckagen erkannt werden.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, womit eine qualita tive und quantitative Leckerkennung mit geringem Aufwand sicher, reproduzierbar und bedienerunabhängig durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Ansprüchen 1 bis 11 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter bildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich Gase sehr schnell, aber auch gleichmäßig in der Umgebung des Prüfobjektes verteilen lassen und somit sehr viel leichter und schneller nachzuweisen sind, als dies bei Flüssigkeiten möglich ist. Um diesen Nachteil von flüssigen Testfluiden bei der Dichtheitsprüfung von Prüfobjek ten, welche mit einem flüssigen Testfluid befüllt werden müssen, zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß vor Befüllen des Prüfobjektes mit der Testflüssigkeit, in diesem flüssigen Testfluid ein Testgas gelöst wird, so daß bei Vorhandensein eines Lecks am Prüfobjekt mit der Testflüssigkeit auch das in dieser gelöste Testgas aus dem Leck am Prüfobjekt austritt und so aus dem Auftreten von Testgas in der Umgebung des Prüfobjektes auf das Vorhandensein eines Lecks ge schlossen werden kann. Damit ist auch eine einfache quantitative Bestimmung der Leckage möglich, da mit Austreten der Testflüssigkeit aus dem Leck am Prüfling, das in diesem gelöste Testgas sofort wieder ausgast. Diesen Vorgang des Ausga sens kann man sehr gut an einer Flasche mit mit Kohlensäure versetztem Mineral wasser beobachten. Sobald diese geöffnet wird, tritt das im Wasser gelöste CO₂ unter starkem Aufschäumen aus dem Wasser wieder aus, da der CO₂-Partialdruck im Gasvolumen dann nicht mehr mit dem CO₂-Partialdruck im Flüssigkeitsvolumen im Gleichgewicht ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß aus der Kon zentrationsverteilung des Testgases in der Umgebung des Prüfobjektes auf den Ort eines Lecks und/oder auf die Größe eines Lecks geschlossen wird.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, als Testgas H₂ (Wasserstoff), CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₂H₂ (Ethin), C₂H₄ (Ethen), Propen, Buten, N₂O, CO₂, oder SF₆ oder ein Gemisch aus diesen Gasen und als flüssiges Testfluid Was ser, Öl, Kraftstoff oder auch Lösungsmittel zu verwenden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das verwendete Testgas mittels optischer Gasnachweisverfahren detektiert und/oder die Testgas konzentration mittels optischer Gasnachweisverfahren bestimmt wird.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zum Testgas nachweis für eine integrale Dichtheitsprüfung das in der Deutschen Patentanmel dung DE 195 00 947.9 (Stetter/Schroff, 14.01.95) beschriebene optische Gasnach weisverfahren verwendet wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zum Testgas nachweis für eine lokalisierende Dichtheitsprüfung das in der Deutschen Patentan meldung DE 195 35 720.5 (Stetter/Schroff, 26.09.95) beschriebene optische Gas nachweisverfahren verwendet wird.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht Gasnachweisverfahren vor, welche den Testgasanteil eines Gases über die Messung der Wärmeleitfähigkeit des Gases ermitteln. Hierdurch können Testgase, die eine von der Umgebungsluft verschiedene Wärmeleitfähigkeit besitzen, sicher in der Umgebung eines Prüfobjektes erkannt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht Gasnachweisverfahren vor, welche den Testgasanteil eines Gases über die Messung der Elektronenaffinität- vorzugsweise basierend auf dem Resonanzeinfang von Elektronen - des Gases ermitteln. Hierdurch können Testgase deren Wechselwirkung mit freien Elektronen im Gegensatz zur Umgebungsluft sehr ausgeprägt oder besonders charakteristisch ist, - dies trifft in besonderem Maße auf SF₆ zu -, anhand dieser Wechselwirkung mit freien Elektronen sicher in der Umgebung eines Prüfobjektes erkannt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht Gasnachweisverfahren, basierend auf der Wechselwirkung der Testgase mit speziellen Halbleiterdetektoren, vor. Insbesondere solche bei denen sich die elektrische Leitfähigkeit oder die Ka pazität ändert.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht sogenannte Schnüffel verfahren vor. Dabei wird manuell, oder auch mittels eines Roboters, eine Schnüffel sonde, das heißt eine Kapillare durch die Gas eingesaugt wird, an die vermuteten Leckstellen des Prüfobjektes gehalten. Bei vorhandenem Leck wird das aus dem Leck austretende Testgas miteingesaugt und durch einen geeigneten Gasdetektor nachgewiesen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Prüfobjekt vor Be füllen mit dem flüssigen Testfluid evakuiert wird. Hierdurch wird eine Rückgewin nung des in dem flüssigen Testfluid gelöstem Testgases sehr viel einfacher, effektiver und daher billiger.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das Prüfobjekt vor dem Befüllen mit flüssigem Testfluid bis zu einem fest vorgegebenen Druck mit Testgas mit Druck zu beaufschlagen. Hierdurch kann ein vorzeitiges Ausgasen des gelösten Testgases sicher unterbunden werden.

Claims

1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Behältern, Gehäusen und dergleichen Prüfobjekten, bei welchem das Prüfobjekt mit einem unter Druck stehenden flüssigen Testfluid beaufschlagt wird und bei welchem bei Vorhandensein eines Lecks aus dem Prüfobjekt Testfluid entweicht, dadurch gekennzeichnet, daß vor Befüllen des Prüfobjektes mit dem flüssigen Testfluid in diesem flüssigen Testfluid ein Testgas gelöst wird, so daß bei Vorhandensein eines Lecks am Prüfobjekt mit dem flüssigen Testfluid auch das in diesem gelöste Testgas aus dem Leck am Prüfobjekt austritt und aus dem Auftreten von Testgas in der Um gebung des Prüfobjektes auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen wird und/oder aus der Menge und/oder Konzentration des Testgases in der Umgebung des Prüfobjektes auf die Größe eines Lecks geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Konzentra tionsverteilung des Testgases in der Umgebung das Prüfobjektes auf den Ort eines Lecks und/oder auf die Größe eines Lecks geschlossen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Testgas H₂ (Wasserstoff) und/oder CH₄ und/oder C₂H₆ und/oder C₃H₈ und/oder C₂H₂ (Ethin) und/oder C₂H₄ (Ethen) und/oder Propen und/oder Buten und/oder N₂O und/oder CO₂ und/oder SF₆ und/oder ein Gemisch aus diesen Gasen und als flüssiges Testfluid Wasser und/oder Öl und/oder Kraftstoffe und/oder Lösungsmittel verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Testgas mittels optischer Gasnachweisverfahren detektiert und/oder die Testgaskonzentration mittels optischer Gasnachweisverfahren bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Testgasnachweis das in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 00 947.9 (Stetter/Schroff, 14.01.95) beschriebene optische Gasnachweisverfahren ver wendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Testgasnachweis das in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 35 720.5 (Stetter/Schroff, 26.09.95) beschriebene optische Gasnachweisverfahren ver wendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Testgasnachweisverfahren Massenspektrometer und/oder Halbleitersenso ren und/oder Sensoren zur Bestimmung des Testgasanteils eines Gases mittels Messung der Wärmeleitfähigkeit des Gases und/oder Sensoren zur Bestimmung des Testgasanteils eines Gases mittels der Messung der Elektronenaffinität- vorzugsweise basierend auf dem Resonanzeinfang von Elektronen - des Gases verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Schnüffelsonde - vorzugsweise ausgestaltet als dünne Kapillare - Gas aus der Umgebung des Prüfobjektes abgesaugt wird und/oder die Schnüf felsonde an die vermuteten Leckstellen manuell und/oder automatisiert ver bracht wird, so daß bei Vorhandensein eines Lecks zumindest ein Teil des aus dem Leck austretenden Testgases eingesaugt und einem Gasnachweissystem zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfobjekt vor dem Befüllen mit flüssigem Testfluid evakuiert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfobjekt vor dem Befüllen mit flüssigem Testfluid bis zu einem fest vorge gebenen Druck mit Testgas beaufschlagt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das in das Prüfobjekt verbrachte flüssige Testfluid und/oder das darin gelöste Testgas aus dem Prüfobjekt nach der Prüfung wieder abgepumpt und zurückge wonnen wird.