PHOENIX Image

Lekdetectie in apparaten onder druk de gevoelige test 3 september 2020

4 MIN READ

Apparaten die boven atmosferische druk werken, zoals kleppen voor de olie- en gasindustrie, zijn een belangrijke toepassing voor het opsporen van lekken. Andere toepassingen zijn het controleren van de lekdichtheid van containers met biologische en nucleaire stoffen en zelfs de prestaties van autobanden.

Hier volgt een snel overzicht van de gevoelige test van een heliumtester – fundamenteel voor de detectie van lekken in apparaten onder druk.

Gevoelige test van een heliumtester

Er zijn veel methoden voor het opsporen van lekken, zoals een luchtbeltest of drukvaltest, maar geen enkele kan concurreren met de gevoeligheid en het vermogen om een lek te lokaliseren die een heliumlektester kan bieden. Bovendien maakt een heliuminstrument zowel kwantitatieve als kwalitatieve metingen mogelijk.

Een helium of, meer bepaald, een helium 4-lekdetector is in wezen een afgestelde massaspectrometer die dit gas detecteert en bovendien de mogelijkheid heeft om helium 3 (gebruikt in cryogenics) en waterstof te identificeren. De eenheid wordt geleverd met geschikte pompen, waardoor deze draagbaar is en alleen netstroom nodig is. Het apparaat is uiterst gevoelig voor helium.

Het onderzoeken van lekken in deze omstandigheden kan zowel een kwalitatieve als een kwantitatieve aanpak omvatten en net als bij vacuümtoepassingen is een heliumlekdetector essentieel. Afhankelijk van de specificatie is vaak een leksnelheid van minder dan 10-6 mbar l/s vereist. Helium lektesters met een ultieme gevoeligheid van 10-12 mbar l/s bieden de meest nauwkeurige oplossing.

Waarom we helium gebruiken als zoekgas

Het gebruik van helium als zoekgas heeft verschillende belangrijke voordelen:

  • Niet giftig
  • Relatief lage kosten
  • Slechts 5 ppm komt van nature voor in lucht 
  • Het is een van de kleinste atomen, dus kleine lekken kunnen worden onderzocht
  • Het is een gas met een lage dichtheid dat zich gemakkelijk verspreidt

Twee manieren om de heliumlekdetector te gebruiken

Onderstaand schema toont de lektester die in een kwantitatieve of integrale modus werkt om de totale leksnelheid van een onderdeel te bepalen. Deze waarde bepaalt de totale levensduur van bijvoorbeeld containers voor gevaarlijke gassen en vloeistoffen. Bij autobanden wordt de bandenspanning over het algemeen niet regelmatig gecontroleerd. De juiste leksnelheid zorgt er dus voor dat het drukverlies over een periode van enkele maanden voldoende laag is om te garanderen dat er geen veiligheidsproblemen zijn.

Overdrukmethode integrale detectie

Afhankelijk van de grootte van de testkamer kunnen extra pompen nodig zijn om de kamer onder 10-3 mbar te pompen en ervoor te zorgen dat de eenheid binnen het meest gevoelige bereik werkt. Dit betekent echter dat niet al het helium door de lektester wordt gedetecteerd. Om de juiste leksnelheid te bepalen, moet rekening worden gehouden met de pompverhoudingen van de lekdetector en de kamerpompen om een nauwkeurige meting te verkrijgen. 
 
Als het onderdeel van voldoende waarde is om herbewerking te rechtvaardigen, kunnen de werkelijke lekken worden bepaald door de detector in de zogenaamde 'sniffermodus' te gebruiken, met behulp van een sniffer die op de inlaatpoort van de lekdetector is bevestigd en door het onderdeel onder druk te zetten met helium. Onderstaande afbeelding toont een typische opstelling:

Overdrukmethode lokale detectie

In deze modus wordt een sonde met een kleine opening aangesloten op de inlaat van de lekdetector door middel van een flexibele vacuümslang, gewoonlijk 4 m lang. De grootte van de opening regelt de stroom van gedetecteerd helium, zodat de inlaatdruk naar de instrumenten onder 10-3 mbar wordt gehouden, wat nauwkeurige metingen van de leksnelheid mogelijk maakt. Dit heeft de volgende voordelen:

  • Exacte locatie van lekkages wordt bepaald
  • Het presteert in een kwalitatieve modus
  • Geen extra pompen nodig 
  • De daadwerkelijke uitstroom uit het object wordt gemeten, wat een daadwerkelijke lekkage uit het apparaat simuleert

Een sniffer met extra pomp maakt een slanglengte van 20 m mogelijk

U zult merken dat het minimale detectieniveau in dit geval 1x10-7 mbar l/s is. Dit is het gevolg van lucht met een natuurlijke concentratie van 5 ppm helium, wat een minder gevoelig detectieniveau oplevert dan de eerder beschreven lokale modus. Voor veel toepassingen kan dit echter aanvaardbaar zijn.

Basisbeginselen van lekdetectie

Download ons eBook 'Grondbeginselen van lekdetectie' en ontdek de basisprincipes en technieken voor lekdetectie.

Basisprincipes van het opsporen van lekkages – coverafbeelding

By submitting this request, Leybold will be able to contact you through the collected information. More information can be found in our privacy policy.