7.3.1 Lecksuche mit Helium
Vor Beginn einer lokalisierenden Lecksuche oder integralen Dichtheitsprüfung wird der Lecksucher kalibriert. Dazu wird in den Pfeiffer Vacuum-Lecksuchern ein eingebautes Heliumprüfleck verwendet. Die Kalibrierroutine wird entweder beim Start des Lecksuchgeräts, durch Knopfdruck oder automatisch gestartet und läuft nach einem festgelegten Softwareprotokoll ab. Nach der Kalibrierung ist der Lecksucher bereit.
Der Benutzer wird durch optische und akustische Anzeigen jederzeit über den Zustand des Geräts und die gemessene Leckrate informiert. Bei der akustischen Anzeige ändert sich die Frequenz des Signaltons mit der Leckrate. Das Einsetzen des akustischen Signals kann vom Bediener durch Programmierung eines Schwellenwerts bestimmt werden. Optische Signale können entweder am Bedienteil des jeweiligen Geräts oder an einer drahtgebundenen oder drahtlosen Fernbedienung abgelesen werden. Dies ermöglicht die Durchführung der Lecksuche durch eine einzelne Person.
Grundsätzlich ist bei der Verwendung von Helium als Prüfgas auf folgendes zu achten:
- Helium ist leichter als Luft. Deshalb sollte bei der Anwendung von Helium in der Atmosphäre immer an der höchsten Stelle des Prüflings mit der Lecksuche begonnen werden. Dies vermeidet ein Falschsignal durch aufsteigendes Helium an einer Leckstelle oberhalb der aktuellen Prüfung. Allerdings kann der Heliumfluss nach oben durch Luftströmungen gestört werden. In Reinräumen mit laminarer Gasströmung von der Decke zum Boden kehrt sich die Arbeitsrichtung um.
- Es sollten keine größeren Mengen des Prüfgases versprüht werden, da es sonst zu erhöhten Helium-gehalten in der Umgebungsluft kommen kann. Dies resultiert in einem erhöhten Untergrundsignal des Lecksuchers und wachsender Unempfindlichkeit bei der Prüfung.
- Ist die Vorpumpe des verwendeten Lecksuchers oder eine Hilfspumpe ölgeschmiert, so sammelt sich Helium im Auspuffraum der Vorpumpe und löst sich im Öl. Von dort kann das Helium wieder in den Hochvakuumbereich zurückdiffundieren. Nach der Detektion großer Leckraten kann der Einsatz von Gasballast an der Vorpumpe hilfreich sein, um angesammeltes Helium aus dem Pumpsystem auszutreiben und das angezeigte Untergrundsignal zu erniedrigen.
Bei der Vakuummethode ist es notwendig, einen ausreichend niedrigen Druck zu erzeugen, damit der Lecksucher mit der höchsten Empfindlichkeit betrieben werden kann. Ansonsten zeigt das Lecksuchgerät noch Resthelium aus der abgepumpten Umgebungsluft an.
Deshalb müssen bei großen Prüflingen oft zusätzliche Vakuumpumpen (Hilfspumpen) mit hohem Saugver-mögen benutzt werden. Der Lecksucher soll in diesem Fall direkt am Pumpstutzen der großen Vakuumpumpe angeschlossen werden, also parallel zur Hilfspumpe betrieben werden.
Bei der Bestimmung der Leckrate ist bei laufender Hilfspumpe das sogenannte Teilstromverhältnis durch Messung mit einem Prüfleck an der Anlage zu bestimmen. Nur eine Messung zeigt zuverlässig, welcher Anteil des austretenden Prüfgases über die Hilfspumpe abgepumpt wird und welcher Anteil im Lecksucher nachgewiesen werden kann.
Bei Arbeiten mit der Schnüffelsonde muss der Druck im Behälter mindestens 100 hPa höher liegen als der Umgebungsdruck. Durch den natürlichen Heliumgehalt der Luft ist die Empfindlichkeit der Schnüffelmethode geringer als die der Vakuummethode. Außerdem ist auf die verzögerte Reaktion des Lecksuchers auf das einströmende Helium zu achten. Das zeitliche Ansprechverhalten ist auch von der Länge der eingesetzten Schnüffelsonde anhängig.
Die Dichtheitsprüfung mit Helium oder einem anderen Prüfgas muss nicht zwingend bei den Parametern durchgeführt werden, die für die Spezifikation maßgebend sind. Umrechnungen sind möglich für z. B. verschiedene Gase, Gase und Flüssigkeiten, unterschiedliche Druckverhältnisse, Massenleckraten und Volumenleckraten, etc. Für eine Formelsammlung zur Dichtheitsprüfung verweisen wir auf unser Lecksuchkompendium.
