DE2207648A1 - Verfahren und vorrichtung zur pruefung der dichtigkeit von nahtverbindungen von kunststoffbahnen durch unterdruck - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur pruefung der dichtigkeit von nahtverbindungen von kunststoffbahnen durch unterdruck

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DE2207648A1 DE2207648A DE2207648A DE2207648A1 DE 2207648 A1 DE2207648 A1 DE 2207648A1 DE 2207648 A DE2207648 A DE 2207648A DE 2207648 A DE2207648 A DE 2207648A DE 2207648 A1 DE2207648 A1 DE 2207648A1
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Description

OZ 72011
DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf Bez. Köln
Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Dichtigkeit von Hahtverbindungen von Kunststoffbahnen durch Unterdruck.
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Prüfung der Wasser- und/ oder Luftdichtigkeit von Auskleidungen und Abdichtungen aus Kunststoffolien, Kunststoffdichtungsbahnen od.dgl.
Bei der Auskleidung von Behältern, Mülldeponien bzw. Abdich-
tungen von Wasserbecken, Tunnels usw. sowie bei der Herstellung von sogenannten Oberflächendichtungen von Schüttdämmen für Stauseen, Pumpspeicherbecken o.dgl. mit beispielsweise Kunststoff-Dichtungsbahnen wird die Forderung auf absolute Dichtigkeit der Nahtverbindungen der Bahnen untereinander gestellt, da das die Dichtigkeit bewirkende Material im allgemeinen nur aus einer Schicht Kunststoff besteht. Insbesondere ist man auch aus Kostengründen bestrebt, mehrfache Dichtungsschichten zu vermeiden, bzw. auf ein Mindestmaß zu reduzieren.
Die Dichtungsbahnen werden im allgemeinen vom Hersteller auf diverse Arten auf Fehler und Porenfreiheit geprüft. Sie Yerbindung der einzelnen Dichtungsbahnen zu größeren Einheiten erfolgt zum Teil in der Werkstatt oder auch auf der Baustelle und unterliegt dort verschiedenen Unsicherheitsfaktoren. Die Auskleidung bzw.
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Abdichtung wird aus einzelnen Platten oder Kunststoffbahnen zusammengesetzt. Die Verbindung der einzelnen Teile erfolgt durch Yerschweißung entweder auf thermischem Wege, z.B. durch Hochfrequenz-, Heizkeil-, Heißluft- oder Warmgasverschweißung, oder auf kaltem Wege, sogenannte Quellverschweißung mittels eines Lösungsmittels. Die Nahtverbindung kann stumpf oder überlappt werden. Immer sind jedoch durch technische oder menschliche Unzulänglichkeiten fehlerhafte Nahtverbindungen nicht auszuschließen.
Es besteht nun die Aufgabe, solche Fehlstellen an Nahtverbindun-
\ gen von Kunststoffolien bzw. -bahnen aufzuzeigen.
Es ist bekannt, eine direkte Kontrolle von überlappt verschweißter, elastischen Kunststoffbahnen durch Betasten mit den Fingern vorzunehmen. Diese Methode ist von der Zuverlässigkeit des Prüfenden abhängig und infolge der Ermüdbarkeit unsicher und nicht in dem gewünschten Grade zuverlässig. Bei stumpfverschweißten starren Platten aus Kunststoff ist diese Methode auch nicht anwendbar.
Bekannt ist weiterhin auch die Prüfung von überlappt verschweißten Kunststoffbahnen mittels eines Hochspannungsgerätes. Dabei werden Metallstreifen oder Drähte in einem bestimmten Abstand von der Kante der Dichtungsbahn eingearbeitet, eingelegt oder befestigt. Ein hochgespannter Induktionsstrom, der nach der Durchschlagsspannung der zu prüfenden Materialdicke gewählt werden muß, führt aufgrund der kapazitativen Aufladung oder auch
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Erdung der Prüfleiter durch Funkenschlag zur Anzeige von Fehlstellen in der Yerschweißung. Diese Methode ist von verschiedenen Faktoren abhängig und versagt beim Fehlen einer der folgenden Voraussetzungen:
a) Unveränderte Netzspannung zur Erzeugung der Hochspannung,
b) kürzeste Entfernung zum Prüfstreifen/-draht, also keine i schrägen Kapillaren,
c) trockene Oberfläche der Dichtungsbahn, sonst Ableitung der !
Spannung durch größere Kapazität der Oberfläche, j
d) ausreichende Dunkelheit, um den entstehenden Funken bzw. Farbänderung erkennen zu können, i
e) genaues Einhalten des erforderlichen Abstandes zum Prüfstreif en/-draht ,
f) Unversehrtheit des Prüfstreifen/-drahtes.
Bei stumpfverschweißten Platten ist diese Methode ebenfalls nicht anwendbar.
Bekannt ist ferner die Verschweißung von Kunststoffbahnen mittels Heizkeil-Automat, durch den ein mit Wasser oder Preßluft zu prüfender Zwischenkanal hergestellt wird. Diese Methode ist nur bei Verbindungen, die in einer Werkstatt und auf absolut ebener Fläche hergestellt werden, anwendbar. Auf Baustellen ist sie nicht durchführbar, ebensowenig bei sogenannten T-StöSen und bei stumpfverschweiSten Platten.
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Bekannt ist endlich die Prüfung von stumpfverschweißten Stahlblechen im Kessel- oder Behälterbau auf Dichtigkeit durch Unter-
druck. Dabei werden die Schweißnähte mit einer farblosen, schaumi
treibenden Flüssigkeit, Seifenlösung o.dgl., bestrichen und an der zu prüfenden Stelle durch einen Metallrahmen mit unterseitiger Dichtung aus Moosgummi o.dgl. und oberseitiger planeben ; und luftdicht eingesetzter Glasscheibe abgedeckt. Die in diesem Hohlraum befindliche luft wird mit einer Pumpe o.dgl. evakuiert. An Fehlstellen der Verbindung treten (Seifen)-Blasen auf, im
nachfolgenden Kontroll-Bläschen genannt, die evtl. Undichtigkei-
ten somit anzeigen.
Diese Methode ist bei Prüfung von starren Kunststoffplatten, die
stumpfverschweißt sind, anwendbar, nicht aber bei überlappt
verschweißten, elastischen Kunststoffbahnen. Beim Evakuieren der
ί
Luft aus dem Hohlraum wölbt sich nämlich die zu prüfende Kunst-
stoffläche mit Nahtverbindung nach oben in den zu evakuierenden Raum hinein und verhindert eine genaue Beobachtung von evtl. auftretenden Kontroll-Bläschen. Durch den unter der Dichtungsbahn vorhandenen Außendruck von 1 ata werden die überlappten
Ränder der Kunststoffbahnen in Form einer lippendichtung gegen die Beobachtungsflächen und dabei aufeinander gedrückt. Das Einströmen der Außenluft, das zum Entstehen der Seifenblasen erforderlich ist, wird erschwert oder verhindert.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Prüfung von Nahtverbindungen, auch von elastischen Kunststoffbahnen, durch Evakuieren von Luft aus einer abgedichteten Prüfvorrichtung zu
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zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird eine Prüfvorrichtung zur Prüfung der Dichtigkeit von Nahtverbindungen von Kunststoffbahnen mittels durch eine Pumpe erzeugtem Unterdruck in einem Prüfraum vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Halbzylinderschale mit vorzugsweise abgerundeten Enden in Form von Viertelkugeln aus durchsichtigem Material, beispielsweise Acrylglas, ggf. mit innenliegender, durchsichtiger Aussteifung, die auf der offenen, unteren Seite mit einem ausreichend breiten, umlaufenden Rahmen, aus beispielsweise PVC, und einer Dichtung aus beispielsweise geschlossenporigem Schaumstoff ausgestattet ist, vorgesehen ist.
Bei den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtungen sind einige Besonderheiten der zu prüfenden elastischen Materialien, · aus denen die Dichtungsbahnen vorzugsweise bestehen, berücksichtigt, so daß eine einwandfreie Prüfung der liahtdichtigkeit möglich ist. Die Besonderheiten sind:
1. Die abgedeckte, zu prüfende Fläche wölbt sich je nach Dicke und Dehnfähigkeit des verwendeten Materials nach innen.
2. Bei großen Fehlstellen in der Schweißnaht entsteht ein großer Querschnitt, der sich mit abnehmendem Innendruck vergrößert. Die Luft strömt sehr stark ein und kann eine deutliche Blasenbildung verhindern.
3. Kleine Fehlstellen zeigen sich bei elastischem Material erst bei einem bestimmten größeren Unterdruck, - sie bleiben vorher geschlossen.
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4. Die genaue Beobachtung soll auch bei schlechter Beleuchtung, beispielsweise auf einer Baustelle in einem Tunnel, möglich sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das damit verbundene Verfahren sind in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt und werden anhand dessen näher erläutert. Es zeigen
Pig. 1 eine perspektivische Ansicht der Prüfvorrichtung mit Halbzylinderschale als Unterdruckraum
Fig. 2 eine Ansicht des Dichtungsrahmens und Pig. 3 eine Leuchte.
Der beispielsweise im Tiefziehverfahren hergestellte Halbzylinder 1 aus durchsichtigem Kunststoff, z.B. Acrylglas in ausreichender Dicke mit abgerundeten Ecken 2 in Form von Viertelkugeln, nach Pig. 1 ist mit einem ausreichend breiten, umlaufenden Band 12 aus beispielsweise PVC, zur Aufnahme des Dichtungsrahmens 3 und der Dichtung 4 aus geschlossen-porigem Schaumstoff, z.B. Moosgummi, ausgestattet. Mittels einer Vakuumpumpe ist eine max. theoretische Evakuierung bis zu 760 mm Quecksilbersäule ermöglicht (s. o.a. Forderung 3).
Außerdem bietet die Halbkreisform der Prüfvorrichtung einer sich hochwölbenden elastischen Dichtungsbahn kein Gegenlager, wobei natürlich der verwendete Unterdruck entsprechend der Dicke u./ oder der Reißfestigkeit der Prüfbahn auszuwählen ist, damit sie auch bei hohem Unterdruck sich nicht an die Beobachtungsfläche anlegen kann.
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Es ist vorteilhaft, schnell evakuierende Pumpen zu verwenden, damit die Prüfzeit gering bleibt. Zur Feststellung von groben bzw. großen Fehlstellen in einer überlappt hergestellten Schweißnaht wird am Prüfgerät, d.h. an der Saugleitung 13 das Ventil 5 mit entsprechendem Querschnitt vorgesehen, das von Hand zu betätigen ist. Es ermöglicht trotz starker Saugleistung der nicht näher dargestellten Pumpe einen nur schwachen Unterdruck im Prüfgerät, wodurch infolge geringer Luftgeschwindigkeit an großen Fehlstellen die Entstehung der gewünschten Kontrollbläschen gewährleistet wird (s. Forderung 2).
Bei undeutlichen Ergebnissen kann außerdem mit diesem Ventil 5 der Prüfunterdruck variiert werden, ohne daß die Pumpe reguliert werden muß-
Ferner erhält das Prüfgerät das Unterdruck-Manometer 6, das den jeweiligen Unterdruck anzeigt und bei Stillstand der Anzeige unter dem durch die Kontrollampe 7 festgelegten Mindestprüf-Unterdruck eine größere Fehlstelle meldet.
Um auch bei schlechter Beleuchtung eine genaue Beobachtung der auftretenden Kontrollbläschen zu ermöglichen, wird im Prüfgerät eine eigene Beleuchtung in Form einer beispielsweise Kaltlicht-Leuchtstoffröhre 9 in die Klemmkantakte 10 eingebaut, die von außen ein- und ausgeschaltet werden kann (s. Forderung 4), s. Fig. 3.
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Bei geschlossenem Handventil 5 baut sich der Unterdruck sehr schnell auf. Erst bei einem gewissen Mindestdruck zeigen sich bei Mikroporen evtl. Kontrollbläschen. Das Prüfgerät erhält deshalb die weitere Kontrollampe 8, die. über einen nicht dargestellten Unterdruckschalter erst bei einem Mindestunterdruck anspricht.
Eine 100 #ige Evakuierung der Luft ist wirtschaftlich nicht möglich, da der Vorgang zu lange dauert. Außerdem wird das Prüfgerät sonst bis an die Belastungsgrenze beansprucht. Deshalb soll die Evakuierung aus Sicherheitsgründen bis beispielsweise 90 $> = ca. 700 mm Quecksilbersäure durchgeführt werden. Das Sicherheitsventil 11 mit eingebautem Pfeifton zeigt das Erreichen des vorgesehenen Unterdrucks an.
Der Prüfvorgang wird nach Ertönen des Pfeiftons durch Betätigung des Handventils 5 abgebrochen und nach seitlichem Verschieben des Gerätes um Prüfgerätlange von neuem begonnen.
Um auch in Kehlen die Nähte der Auskleidung prüfen zu können, erhält das Prüfgerät einen auswechselbaren Dichtungsrahmen mit entsprechender Formgebung für die Ecken. Innen- und Außenecken werden mit einem kugelig geformten Prüfgerät auf gleicher Basis geprüft.
Zur Prüfung der undichten Stellen ist vorteilhaft eine schaumtreibende Flüssigkeit aufzuwenden. Bekannt sind solche Mittel auf der Basis von Seifenlösung o.dgl. in farblosem und dünn-
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flüssigem Zustand für die Prüfung von Schweißnähten bei Stahlbehältern.
Diese Prüfflüssigkeit ist bei der Prüfung von glatten und beispielsweise hellen Kunststoffbahnen nicht mit Sicherheit verwendbar. Die Flüssigkeit läuft nach dem Auftragen auf den glatten, sich bei der Prüfung hochwölbenden und auch auf senkrechten Wänden befestigten Flächen ab und hinterläßt einen zu dünnen PiIm, so daß nur einmal und ganz kurz ein Eontrollbläschen entsteht, welches ggf. der Beobachtung, vor allem wenn mehrere Stellen zugleich auftreten, entgehen kann. Um diese Unsicherheit zu vermeiden, wird die Prüfflüssigkeit nach einem weiteren Erfindungsgedanken thixotrop eingestellt und kann ggf. zusätzlich dunkel eingefärbt werden. Dadurch bleibt an schrägen und/oder senkrechten Flächen der zu prüfenden Fläche ein dickerer Film hängen und ermöglicht entweder größere oder mehrere Kontrollbläschen, die längere Zeit stehenbleiben. Beim Platzen dieser Bläschen, was nicht zu vermeiden ist, hinterlassen diese an den Fußpunkten der Bläschen deutlich dunklere, kreisförmige linien, die um die undichte Stelle gezogen sind. Somit ist auch eine bleibende Markierung von Fehlstellen ermöglicht.
Dazu tritt als weiterer Vorteil, daß durch die zwangsweise Verfärbung der Umgebung der zu prüfenden liahtverbindungen eine einfache, optische Kontrolle gegeben ist, daß überhaupt geprüft wurde.
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Claims (7)

  1. ^ 40 -
    ή\7) Vorrichtung zur Prüfung der Dichtigkeit von Nahtverbindungen von Kunststoffbahnen mittels durch eine Pumpe erzeugtem Unterdruck in einem Prüfraum, dadurch gekennzeichnet , daß eine Halbzylinderschale mit vorzugsweise abgerundeten Enden in Form von Viertelkugeln aus durchsichtigem Material, beispielsweise Acrylglas, ggf. mit innenliegender, durchsichtiger Aussteifung, die auf der offenen, unteren Seite mit einem ausreichend breiten, umlaufenden Rahmen, aus beispielsweise PVC, und efner Dichtung aus beispielsweise geschlossen-porigem Schaumstoff ausgestattet ist, vorgesehen ist.
  2. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der i
    Rahmen auswechselbar und zum Prüfkörper hin abgedichtet ist.
  3. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelventil zur Regulierung und Entspannung des durch Anschluß an eine Vakuum-Pumpe erzeugten Innendrucks in der Halbzylinderschale vorgesehen ist.
  4. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontrollampe vorgesehen ist, die über einen Unterdruckschalter das Erreichen eines bestimmten Unterdruckes in der Halbzylinderschale durch Aufleuchten anzeigt.
  5. 5.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherung in Form eines Ventils vorgesehen ist, das
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    das Erreichen des gewünschten max. Unterdrucks durch beispielsweise einen Pfeifton anzeigt und gleichzeitig die Außenluft einströmen läßt.
  6. 6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterdruck-Manometer vorgesehen ist, das den jeweils vorhandenen Unterdruck bzw. bei Stillstand der Anzeige eine größere Fehlstelle meldet.
  7. 7.) Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit von ITahtverbindungen mit einer Errichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine thixotrop eingestellte und dunkel eingefärbte Flüssigkeit, Paste o.a. beispielsweise eine Seifenlösung, auf die zu prüfende Naht aufgetragen wird, so daß bei Ausübung des Unterdruckes bei undichten Stellen Kontrollbläschen entstehen und beim Platzen derselben deutlich sichtbare Markierungen um die Fehlstellen herum auf den Kunststoffbahnen hinterlassen werden.
    Troisdorf, den 16.2.1972
    MG/Ro
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