Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestinnnnung der Leckagerate bei einer Dichtheitsprüfung eines Prüfobjekts.

Mit der europäischen Norm DIN EN 1779„Dichtheitsprüfung: Kriterien zur Auswahl von Prüfmethoden und Prüfverfahren" wird erstmals eine

systematische Einteilung aller Dichtheitsprüfverfahren vorgenommen.

Außerdem wird auf die wichtigsten Einflussfaktoren und Bedingungen bei der Durchführung einer Dichtheitsprüfung eingegangen. Damit soll die Auswahl eines geeigneten Prüfverfahrens erleichtert werden.

Einer der Gründe für die Normierung entsprechend DIN EN 1779 ist die riesige Spanne von etwa 12 Größenordnungen bei der Bestimmung der Leckagerate. Hierfür stehen verschiedene Messverfahren zur Verfügung, aus denen das richtige Messverfahren für die vorgegebene Prüfaufgabe auswählt wird. Mit der Norm DIN EN 1779 sind Kriterien zur Auswahl von Prüfverfahren zur Dichtheitsprüfung vorgegeben. Eine Dichtheitsprüfung hängt von der Auswahl des Prüfverfahrens ab. Vor der Auswahl des Prüfverfahrens muss geklärt sein, wie hoch die spezifizierte zulässige Leckagerate für das Prüfobjekt ist und ob das Prüfobjekt eine ausreichende mechanische Festigkeit gegenüber dem Prüfdruck besitzt. Ferner muss geklärt werden, ob eine Leckstelle gefunden werden soll oder ob die Gesamtdichtheit des Prüfobjekts gefordert ist, oder ob die Größe der Leckagerate bestimmt werden soll.

Bei der Auswahl eines geeigneten Prüfverfahrens für eine Prüfaufgabe sollten bei der Auswahl des Verfahrens die Prüfkosten mit berücksichtigt werden. Hierbei geht es nicht nur um den zeitlichen Aufwand, sondern auch um die Kosten von Prüfgeräten und ggf. um Art und Menge des verwendeten

Prüfgases. In der Dichtheitsprüfung sind eine Vielzahl von Verfahren und Methoden bekannt. Bei Dichtheitsprüfungen mit detektierbaren Prüfgasen wie z.B.

Helium oder Wasserstoff werden zwei Verfahren verwendet: Das

Vakuumverfahren und das Überdruckverfahren. Bei dem Vakuumverfahren wird das Prüfobjekt evakuiert. Das Prüfgas befindet sich außerhalb des Prüfobjekts und wird durch eventuelle Lecks in das Prüfobjekt gesaugt. Ein an das Vakuum angeschlossener Prüfgasdetektor, wie zum Beispiel ein

Massenspektrometer, misst die Menge des in das Prüfobjekt eingedrungenen Prüfgases. Bei dem Überdruckverfahren wird das Prüfobjekt von innen mit Prüfgas gefüllt, dabei wird ein definierter Überdruck eingestellt. Austretendes Prüfgas wird zum Beispiel durch eine Schnüffelsonde detektiert, und die Menge des ausgetretenen Prüfgases wird gemessen.

Sowohl beim Vakuumverfahren als auch beim Überdruckverfahren sind zwei Prüfmethoden gebräuchlich: Ein lokales und ein integrales Verfahren. Bei dem lokalen Verfahren wird das Prüfgas mit einer Pistole an der zu prüfenden Stelle aufgesprüht (Vakuumverfahren), oder der zu prüfende Bereich wird mit einer Schnüffelsonde abgefahren (Überdruckverfahren). Bei dem integralen Verfahren befindet sich das Prüfobjekt in einer Hülle, die mit Prüfgas angereichert ist (Vakuumverfahren), oder in der entsprechenden Hülle wird der Konzentrationsanstieg des aus dem Prüfobjekt austretenden Prüfgases gemessen (Überdruckverfahren).

Das lokale Verfahren wird zur Lokalisierung von Leckagen angewendet. Die Messung der Leckagerate ist aufgrund von Luftströmungen am Prüfobjekt nur sehr ungenau oder gar nicht möglich. Zudem steigt unter Anwendung der Vakuummethode die Prüfgaskonzentration in der Umgebungsluft

unverhältnismäßig an, was die Empfindlichkeit des Messgerätes einschränkt. Um Leckageraten messen zu können, ist die integrale Methode anzuwenden.

Um die Leckagerate an Rundschweißnähten von Rohrverbindungen integral messen zu können, wird eine Kunststofffolie um den zu prüfenden Bereich gelegt und an den Enden mit Klebeband abgedichtet. In diese Hülle wird dann das Prüfgas gesprüht bzw. darin geschnüffelt. Das Volumen der Hülle ist zwar gering, aber Undefiniert. Das Anbringen der Hülle ist zeitaufwändig und umständlich. Klebebandrückstände können im späteren Einsatz stören. Aufgrund dieser Probleme wird in der Praxis meist ganz auf die Hülle verzichtet und einfach lokal geprüft. Dies hat einen sehr hohen Heliumverbrauch und einen völlig Undefinierten Prüfprozess zur Folge, der überdies nicht normkonform ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Leckagerate bei einer Dichtheitsprüfung eines

Prüfobjekts anzugeben, die kostengünstig durchgeführt werden kann bzw. kostengünstig ist.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der Erfindung gelöst. Der

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung der Leckagerate bei einer Dichtheitsprüfung eines Prüfobjekts. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte, Erzeugen eines Unterdrucks in dem Prüfobjekt,

Umhüllen von zumindest einem Teil der Oberfläche des Prüfobjekts mittels einer Umhüllvorrichtung, so dass der eingeschlossene Raum zwischen der Umhüllvorrichtung und dem Prüfobjekt ein eindeutiges Volumen definiert, Befüllen des eingeschlossenen Raums mit Prüfgas, Detektieren des

Prüfgasanteils in dem Prüfobjekt, Vergleichen des Prüfgasanteils in dem eingeschlossenen Raum mit dem Prüfgasanteil in dem Prüfobjekt, Ermitteln der Leckagerate anhand des Vergleichs des Prüfgasanteils in dem

eingeschlossenen Raum mit dem Prüfgasanteil in dem Prüfobjekt.

Der Unterdruck in dem Prüfobjekt kann beliebig klein sein. Jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren effektiver, je kleiner der Unterdruck ist. Am effektivsten funktioniert das Verfahren bei Vakuum oder Hochvakuum. Als Prüfgas wird in der Regel Helium verwendet. Es kommen jedoch auch Wasserstoff und andere detektierbare Gase in Frage.

Da die Umhüllvorrichtung ein eindeutiges Volumen definiert, in welches das Prüfgas einströmt, lässt sich die Prüfgaskonzentration in der Umhüllvorrichtung bestimmen. Dadurch wird es erst möglich, die

Prüfgaskonzentration in der Umhüllvorrichtung mit der Prüfgaskonzentration in dem Prüfobjekt zu vergleichen und aus diesem Vergleich auf die Leckagerate zu schließen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird zumindest ein Teil des

Prüfgases in der Umhüllvorrichtung gespeichert, so dass bei einem Absinken des Prüfgasanteils in dem eingeschlossenen Raum ein Teil des gespeicherten Prüfgases in den eingeschlossenen Raum diffundiert.

Auf diese Weise bleibt die Prüfgaskonzentration in dem eingeschlossenen Raum des Gehäuses annähernd konstant, so dass bei der Bestimmung der Leckagerate nicht ständig mit einer geänderten Prüfgaskonzentration in dem eingeschlossenen Raum gerechnet werden muss.

Gemäß einer günstigen Ausführungsform wird die Umhüllvorrichtung an einem Verbindungsbereich zweier rohrförmiger Komponenten des Prüfobjekts platziert. Da zusammengeschweißte rohrförmige Komponenten eine Rundschweißnaht bilden und die Rundschweißnaht besonders oft dazu neigt, Lecks zu bilden, ist es vorteilhaft die Umhüllvorrichtung an dieser Stelle anzubringen.

Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls durch eine Umhüllvorrichtung gelöst, die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Die Umhüllvorrichtung umfasst ein Gehäuse, wobei eine dem Prüfobjekt zugewandte Fläche des Gehäuses an eine, dem Gehäuse zugewandten Fläche des Prüfobjekts zumindest abschnittsweise angepasst ist, und wobei das Gehäuse mindestens eine erste Öffnung aufweist, durch welche das Prüfgas in das Gehäuse befüllbar ist.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung weist das Gehäuse an einer dem Prüfobjekt zugewandten Fläche zumindest teilweise eine für das Prüfgas permeable Schicht auf. Zwischen der permeablen Schicht und dem Gehäuse ist mindestens ein Zwischenraum vorgesehen, in dem das Prüfgas

speicherbar ist, so dass bei einem Absinken des Prüfgasanteils in dem eingeschlossenen Raum ein Teil des gespeicherten Prüfgases in den eingeschlossenen Raum diffundiert.

Die Zwischenräume dienen als Prüfgasspeicher und geben das gespeicherte Prüfgas ab, um eine konstante Prüfgaskonzentration in dem

eingeschlossenen Raum des Gehäuses aufrechtzuerhalten. Gemäß einer vorteilhaften Variante weist das Gehäuse an einer dem

Prüfobjekt zugewandten Fläche randseitig ein Dichtmaterial auf.

Das Dichtmaterial gewährleistet, dass das Prüfgas nicht durch einen Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Prüfobjekt entweicht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gehäuse an einer dem Prüfobjekt zugewandten Fläche eine Einlage auf, welche die für das Prüfgas permeable Schicht und/oder das randseitige Dichtmaterial umfasst. Dies ist vorteilhaft, da die Einlage sowohl die für das Prüfgas permeable Schicht als auch das randseitige Dichtmaterial umfasst.

Gemäß einer günstigen Ausführungsform besteht die Einlage aus

Silikonkautschuk. Es kommen jedoch auch andere Elastomere in Frage, die für das Prüfgas permeabel sind. Silikonkautschuk ist besonders vorteilhaft, da es abhängig von der Dicke einerseits für das Helium permeabel genug, andererseits aber auch undurchlässig genug ist, um als Dichtmittel verwendet zu werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Gehäuse eine erste Halbschale und eine zweite Halbschale, und die erste und die zweite

Halbschale sind mittels eines Scharniers miteinander verbunden. Auf diese Weise lässt sich das Gehäuse unkompliziert auf das Prüfobjekt montieren und wieder demontieren.

Gemäß einer vorteilhaften Variante weist das Gehäuse mindestens eine zweite Öffnung zum Ausströmen des Prüfgases aus dem Gehäuse auf.

Die zweite Öffnung dient dazu, das Prüfgas gezielt aus dem eingeschlossenen Raum des Gehäuses ausströmen zu lassen.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 : eine Draufsicht auf eine Umhüllvorrichtung mit aufgeklappten

Halbschalen, und

Fig. 2: eine Seitenansicht einer Umhüllvorrichtung mit zugeklappten

Halbschalen. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Umhüllvorrichtung 1 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Umhüllvorrichtung 1 ist zum Befestigen an einem Prüfobjekt 2 geeignet. Das Prüfobjekt 2 ist rohrförmig und besteht aus einer ersten und einer zweiten Komponente 14, 15, die in einem

Verbindungsbereich 4 zusammengeschweißt sind. Das Zusammenschweißen der ersten und der zweiten rohrförmigen Komponente 14, 15 führt zu einer Rundschweißnaht 16 in dem Verbindungsbereich 4. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich dazu, eine Dichtheitsprüfung der Rundschweißnaht 16 durchzuführen und, falls die Rundschweißnaht 16 ein Leck aufweist, die Leckagerate, mit der das Prüfgas durch das Leck strömt, zu bestimmen.

Die Umhüllvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 5 mit einer ersten und einer zweiten Halbschale 1 1 , 12. Die erste Halbschale 1 1 weist einen hohlförmigen Innenbereich mit einer ersten Einlage 10 und die zweite Halbschale 12 weist einen hohlförmigen Innenbereich mit einer zweiten Einlage 17 auf. Die höh Iförm igen Innenbereiche mit den Einlagen 10, 17 der ersten und der zweiten Halbschale 1 1 , 12 bilden die dem Prüfobjekt 2 zugewandte Fläche des Gehäuses 5 und sind an eine dem Gehäuse 5 zugewandte Fläche des Prüfobjekts 2 angepasst. Die erste und zweite Einlage 10, 17 bestehen aus Silikonkautschuk und erstrecken sich jeweils von dem Innenbereich bis zu einem Randbereich der ersten bzw. der zweiten Halbschale 1 1 , 12. Die erste Halbschale 1 1 weist eine erste Öffnung 6 auf, die durch die erste Einlage 10 einen von der ersten Einlage 10 eingeschlossenen Raum 3 mit der Umgebung verbindet. Die zweite Halbschale 1 1 weist eine zweite Öffnung (nicht dargestellt) auf, die durch die zweite Einlage 17 einen von der zweiten Einlage 17 eingeschlossenen Raum 3 mit der Umgebung verbindet.

Die erste und die zweite Halbschale 1 1 , 12 sind mittels eines Scharniers 13 miteinander verbunden, so dass die erste und die zweite Halbschale 1 1 , 12 auf- und zugeklappt werden können, wobei Fig. 1 die erste und zweite

Halbschale 1 1 , 12 im aufgeklappten Zustand zeigt. Das rohrförmige Prüfobjekt 2 ist in der zweiten Halbschale 12 angeordnet.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Umhüllvorrichtung 1 , bei der die erste und die zweite Halbschale 1 1 , 12 zugeklappt sind, wobei das rohrförmige

Prüfobjekt 2 zwischen der ersten und der zweiten Halbschale 1 1 , 12

eingeklemmt ist. Die erste und die zweite Einlage 10, 17, die aus

Silikonkautschuk bestehen, bewirken, dass das Prüfobjekt 2 nicht verrutscht. Ferner weisen die erste und die zweite Halbschale 1 1 , 12 jeweils ein

Zwischenraum 8 auf, der sich zwischen der ersten bzw. der zweiten Einlage 10, 17 und der ersten bzw. der zweiten Halbschale 1 1 , 12 befindet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann erst in dem zugeklappten Zustand der Halbschalen 1 1 , 12 durchgeführt werden. In diesem Zustand wird als erstes ein Unterdruck in dem Prüfobjekt 2 erzeugt. Der Unterdruck ist so groß, dass in dem Prüfobjekt 2 ein Hochvakuum entsteht. Anschließend wird Helium, das als Prüfgas fungiert, durch die erste Öffnung 6 in das Gehäuse 5 gefüllt. Das Helium breitet sich in dem Gehäuse 5 aus und entweicht über die zweite Öffnung (nicht dargestellt). Da die erste und zweite Einlage 10, 17 aus

Silikonkautschuk bestehen und Silikonkautschuk sich bis zu einem

Randbereich der ersten und der zweiten Halbschale 1 1 , 12 erstreckt, fungiert der Silikonkautschuk an dem Randbereich als Dichtmittel und dichtet einen Spalt zwischen der ersten bzw. der zweiten Halbschale 1 1 , 12 und dem

Prüfobjekt 2 dermaßen ab, dass das Helium nicht durch diesen Spalt entweichen kann. Nach einer gewissen Zeit, erreicht die Heliumkonzentration in dem Gehäuse 5 einen annähernd konstanten Wert.

Sollte die Rundschweißnaht in dem Verbindungsbereich 4 ein Leck aufweisen, wird das Helium aufgrund des Hochvakuums in das Prüfobjekt 2

hineingesaugt. An das Prüfobjekt 2 ist ein Heliumdetektor (nicht dargestellt) angeschlossen, der die Heliumkonzentration ständig misst und überwacht. Im Falle eines Lecks in der Rundschweißnaht des Verbindungsbereichs 4 des Prüfobjekts 2 steigt die Heliumkonzentration in dem Prüfobjekt 2 über die Heliumkonzentration in der Luft an. Die Heliumkonzentration in dem Prüfobjekt 2 kann mit der Heliumkonzentration in dem Gehäuse 5 der Umhüllvorrichtung 1 verglichen werden. Aus diesem Vergleich kann auf die Leckagerate des Heliums durch das Leck geschlossen werden.

Des Weiteren weisen die Zwischenräume 8 keinen Zugang zu der ersten oder zweiten Öffnung 6 auf. Wird das Gehäuse 5 mit Helium gefüllt, erreicht die Heliumkonzentration in einem von der ersten und zweiten Einlage 10, 17 eingeschlossenen Raum 3 einen konstanten Wert. Da der Silikonkautschuk für Helium permeabel ist, diffundiert das Helium durch die erste und zweite Einlage 10, 17 und erreicht die Zwischenräume 8. Auf diese Weise stellt sich auch in den Zwischenräumen 8 die gleiche Heliumkonzentration ein wie in dem eingeschlossenen Raum 3. Weist die Rundschweißnaht 16 des

Verbindungsbereichs 4 jedoch ein Leck auf, strömt Helium durch das Leck, und die Heliumkonzentration in dem eingeschlossenen Raum 3 sinkt. Da in den Zwischenräumen 8 noch die ursprüngliche Heliumkonzentration herrscht, diffundiert das Helium von den Zwischenräumen 8 durch die permeable Schicht der ersten und zweiten Einlage 10, 17 in Richtung des

eingeschlossenen Raums 3, und die Heliumkonzentration in dem eingeschlossenen Raum 3 ist wieder annähernd auf die ursprüngliche Heliumkonzentration angestiegen. Auf diese Weise fungieren die

Zwischenräume 8 als Heliumspeicher, welche die Heliumkonzentration in dem Gehäuse 5 konstant halten.

Bezugszeichenliste

Umhüllvorrichtung

Prüfobjekt

eingeschlossener Raum

Verbindungsbereich

Gehäuse

erste Öffnung

permeable Schicht

Zwischenraum

Dichtmaterial

Erste Einlage

erste Halbschale

zweite Halbschale

Scharnier

Erste Komponente

Zweite Komponente

Rundschweißnaht

Zweite Einlage