DE2930340A1

DE2930340A1 - Verfahren zur dichtheitspruefung von tanks

Info

Publication number: DE2930340A1
Application number: DE19792930340
Authority: DE
Inventors: Guenter Koerprich; Heinz Schmidl; Peter Thieme
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1979-07-26
Filing date: 1979-07-26
Publication date: 1981-02-19

Description

Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Tanks
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Tanks und ähnlichen Behältern mittels Druckluft, wobei dem jeweils zu prüfenden Behälter ein Referenzdruckbehälter zugeordnet ist und beide Behälter über einen DifferenzdruckaufneIrmer miteirander verbunden sind.
Durch die rE-AS 15 73 504 ist ein Dichtheitsprüfgerät mit einem Differenzdruckmeßgerät, das den Druck vor und hinter einer in die zum Prüfobjekt führende Druckluftleitung eingeschleiften Absperreinrichtung überwacht, die aus zwei in Reihe geschalteten VentiLs und einem am Verbindungspunkt dieser beiden Ventile abzweigenden Kontrollventil gebildet ist und die beim Aufbringen des Prüfdruckes geöffnet und in der Prüfzeit gesperrt ist, wobei ein Differenzdruckmeßgerät mit einer Referenzkammer und einer Testkammer sowie einer Differenzdruckanzeige verwendet wird. Die Referenzkammer ist an der mit der Druckluftleitung verbundenen Seite und die Testkammer an der mit dem Prüfobjekt verbundenen Seite der Absperreinrichtung angeschaltet. Eine Undichtheit des Prüfobjektes wird über die Differenzdruckanzeige direkt als Differenzdruck zwischen der Referenzkammer und der Testkammer angezeigt.
die Diese Anordnung ist jedoch nur für#Dichtheitsprüfung von kleinen Behältern verwendbar, wozu sie offensichtlich auch nur gedacht ist, denn sie ist als Massenprüfstation vorgesehen.
Durch die DE-AS 19 30 528 ist ein weiteres Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von Behältern bekannt geworden, bei dem mittels einer Messung des Druckunterschiedes zwischen einer Referenzkammer und einer mit dem Prüfobjekt verbundenen Testkammer eines Differenzdruckmeßgerätes ein unabhängiger Ausgangs-nkt an einem Anzeigegerät gewonnen wird, der durch Umwelteinflüsse nicht verändert werden kann und für alle Prüfungen konstant bleibt.
Hierzu wird das in der Füll- und Abgleichphase von dem Differenzdruckverstärker abgegebene Ausgangssignal gleichzeitig einer Referenzkammer und einer Testkammer des Differenzdruckanzeigers zugeführt und in einer Prüfphase die vorgenannten Kammern von der Referenzkammer und der Testkammer des Differenzdruckverstärkers voneinander getrennt, wobei die beiden Referenzkammern auf ihrem Druck konstant bleiben und die Testkammern mit dem Prüfobjekt bzw. dem Ausgangssignal des Differenzdruckverstärkers in Verbindung bleiben.
Auch diese Anordnung ist für die zuverlässige Dichtheitsprfung von großen Tanks bzw. Behältern nicht geeignet, ganz abgesehen von dem hohen Aufwand an Meßkammern, Meßgeräten und Ventilen, wobei jedes dieser Elemente allein von ihren natürlich gegebenen Toleranzen her eine genaue und zeitlich vertretbare Dichtheitsprüfung in Frage stellt. Gerade bei Differenzdruckverfahren, sollen sie zur einwandfreien Dichtheitsmessung von Großtanks verwendet werden, wirken sich Temperaturveränderungen und Temperaturdifferenzen innerhalb des Meßsystems unverhältnismäßig negativ aus.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Prüfverfahren für die Feststellung der Dichtheit großer Behälter bzw. Tanks zu schaffen, wobei die Einflüsse von Temperaturunterschieden, wie überhaupt Temperatureinflüsse, eliminiert werden und so sehr genau und in relativ kürzester Meßzeit Djchtheitsfehler angezeigt werden.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist am Beispiel einer Djchtheitsprüfung bei Flugzeugtanks beschrieben und erläutert. Das Meßsystem ist schematisch in der Zeichnung dargestellt, die in einem Blockschaltbild eine Prinzipdarstellung gibt.
Bei vielen Behältern oder Tanks ist eine sogenannte "NSprüfung zur Feststellung der Dichtheit bzw. Leckagefreiheit nicht möglich. Dies gilt insbesondere für die Treibstoff tanks von Flugzeugen. So werden solche Behälter einer Trockenprüfung unterworfen, die in Form von gasförmigen Medien - in erster Linie Druckluft - durch Messung von Druckunterschieden auf ein mögliches Leck Rückschlüsse erlauben. Diese bekannten Verfahren erlauben aber insbesondere bei großen Behältern von beispielsweise looo bis 5000 Litern Fassungsvermögen keine eindeutige und zuverlässige Aussage mehr, denn die in dem Meßsystem eingeschlossene Druckluft verändert durch die Temperatureinflüsse ihre Druckwerte sehr stark. Dies mag ein einfaches Beispiel erläutern: bei einem Prüfdruck von beispielsweise oft31 bar Überdruck verursacht schon ein Temperaturabfall von 1 0C einen Druckabfall von 45 mm Ws, was 4,4m bar entspricht ( 3,3 Torr bzw. o,o6 psi). Es ist also sehr schwierig zu entscheiden, ob ein Druckabfall durch ein Leck oder nur durch Temperaturabfall herbeigeführt wurde.
Mit den Verfahren und Anordnungen nach dem Stand der Technik sind die Temperatureinflüsse nicht zu eliminieren. Das vorliegende Verfahren aber bezieht diese Einflüsse in die Dichtheitsprüfung ein. Der Prüfling - also der Flugzeugtreibstofftank 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel - wird mit einem Druckluftsystem verbunden. Dieses Druckluftsystem setzt sich aus einer Druckluftleitung 16 mit den Absperrventilen 16a, 16b, einem Referenzdruckbehälter 11 und einem Differenzdruckaufnehmer 15 zusammen. Der Prüfling ist über eine Verbindungsleitung 16c und den Differenzdruckaufnehmer 15 direkt mit der Referenzkammer verbunden. Jede Treibstoffkammer des Prüflings lo ist mit einem Temperaturmeßgerät 12 versehen, außerdem besitzt auch der Referenzdruckbehälter 11 ein Temperaturmeßgerät bzw. Temperaturmeßfühler . Alle diese Temperaturfüh ler 12 sind nun mit einem elektronischen Rechner und Meßwertwandler 13 verbunden, der seinerseits die von ihm ermittelten Werte, sofern sie das Vorhandensein eines Lecks signalisieren, einem Anzeigegerät 14 übermittelt.
Das Prüfverfahren vollzieht sich wie folgt: Der Prüfling 1o und der Referenzdruckbehälter 11 werden gleichzeitig mit Druckluft gefüllt. Nach dem Absperren der Druckluft durch das Sperrventil 16a werden Prdfling und Referenzdruckbehälter 12 durch das Sperrventil 16b voneinander getrennt.
Nunmehr besteht lediglich über die Leitung 16c und den Differenzdruckaufnehmer 15 eine Verbindung zwischen beiden Behältern (1 0, 11) Der Differenzdruckaufnehmer 15 ist durch eine Membrane 15a in zwei Druckkammern geteilt, wovon die eine vom Referenzdruckbehälter beaufschlagt wird und die andere vom Prüfling. Im theoretischen Prüffall - also bei konstanten Umwelteinfldssen usw. - wird in diesem Differenzdruckaufnehmer ein Leck im Prüfling dadurch festgestellt, daß sich die Membrane in Richtung des geringeren bzw. des abfallenden Druckes hin ausbiegt. In der Praxis aber machen sich insbesondere bei den großen Tanks die durch Temperatureinflüsse hervorgerufenen Druckunterschiede so stark bemerkbar, daß eine zuverlässige Messung bzw. Leckfeststellung nicht möglich ist. Um diese Einflüsse nun zu eliminieren, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, jeder Prüflingekammer und dem Referenzdruckbehälter, Temperaturfühler 12 zuzuordnen. Diese Meßgeräte 12 geben ihre Werte laufend in Form von Signalen einem elektronischen Rechner 13 ein, der mit entsprechenden Sollwerten programmiert ist. Die Meßeingänge der einzelnen Temperaturfühler 12 werden entsprechend der jeweiligen Behältergröße bzw. des zu messenden Volumens voreingestellt. Dies ist erforderlich, da ja alle Tanks mit unterschiedlichen Volumen miteinander verbunden sind und eine Temperaturänderung in einem kleinen Tank den Gesamtdruck weniger verändert als eine Temperaturänderung in einem großen Behälter.
Der Rechner 13 ermittelt nun aus den gesamten Meßeingängen die Druckunterschiede und stellt hierbei fest, ob diese durch ein Leck oder nur durch Temperaturgefälle verursacht worden sind. Zeigen die Werte des Rechners ein Leck an, so werden diese Signale dem mitlaufenden Schreiber 14 eingegeben, der sie zur optischen Anzeige bringt. Natürlich ist auch eine Kopplung mit einer akustischen Anzeige denkbar.
Anhand des sichtbar gemachten Torrwertes der Druckdifferenz läßt sich nun gleichzeitig die Leckrate, d.h. die ungefähre Leckgröße ermitteln.
Für solche Tanks oder Behälter, die bereits schon im Betrieb und insbesondere mit Treibstoffen gefüllt waren und nun einer Prüfung zu unterziehen sind, empfiehlt es sich, als Druckluft ein sogenanntes Schutzgas zu verwenden, denn beispielsweise gerade bei Treibstofftanks von Flugzeugen verbleiben immer relativ hohe und leicht entzündliche Treibstoffreste im Behälter.
Die Vorteile des vorliegenden Verfahrens lassen sich wie folgt zusammenfassen: In erster Linie wird die zuverlässige Leckfeststellung bei großen Tanks unter absoluter Eliminierung der Temperatureinflüsse ermöglicht. Trotz großer Volumen der zu prüfenden Behälter können sehr kleine Lecks festgestellt werden und insbesondere die Meßzeiten werden durch das vorgeschlagene Verfahren ganz wesentlich verkürzt. Vorteilhaft erweist sich gerade bei der P--4fung von Flugzeugtanks auch die Möglichkeit, daß jeder Prüftest durch einen Ausdruck vom Schreiber belegt wird.
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Claims

Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Tanks Patentansprüche 1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Tanks und Behältern mittels Druckluft, wobei dem zu prüfenden Behälter ein Referenzdruckbehälter zugeordnet ist und beide Behälter über einen Differenz-Druckaufnehmer miteinander verbunden sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jedem Behälter (lo,ll) Temperaturmeßgeräte (12) zugeordnet werden, deren Werte in einen elektronischen Rechner (13) zur Verarbeitung eingegeben und die hier errechneten Werte miteinander verglichen und ermittelte Differenzen einem Schreiber (14) zur Darstellung und Anzeige übermittelt werden0 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Temperaturmeßgeräte (12) sowohl die Tankinnen- als auch deren Außentemperatur feststellen und die Werte dem programmierten Rechner (13) zur Druckberechnung eingeben.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e -k e n n z e i c h r, e t , daß die zu prüfenden Behälter, insbesondere wenn sie bereits schon einmal naß gefüllt waren, mittels eines Schutzgases als sogenannte Druckluft gefüllt werden.