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Lexikon: Wasserstoff-Lecktest

Synonyme: Wasserstoff-Dichtheitsprüfung, Formiergas-Dichtheitsprüfung, Wasserstoff-Lecktestsysteme

Quelle: ZELTWANGER Dichtheits- und Funktionsprüfsysteme GmbH

Definition Der Wasserstoff-Lecktest, auch als Wasserstoff- oder Formiergas-Dichtheitsprüfung bezeichnet, basiert auf dem Nachweis von Wasserstoff (H2) als Prüfgas. Die Wasserstoff-Dichtheitsprüfung gehört zu den empfindlichsten Prüfverfahren und ermöglicht die Erkennung sehr geringer Leckraten. In der Regel wird als Prüfgas ein sogenanntes Formiergas verwendet, ein unbrennbares Gemisch aus 95 % Stickstoff und 5 % Wasserstoff. Das Verfahren ermöglicht sowohl integrale Dichtheitsprüfungen als auch die Leckortung. Die integrale Dichtheitsprüfung findet in einer Prüfkammer statt und erfolgt mit speziellen Sensoren durch die Detektion von Wasserstoff, der aus dem Prüfling gesaugt wird oder in den Prüfling eindringt. Zur Lecklokalisierung wird der Prüfling mit einer Schnüffelsonde abgefahren, die an der Leckstelle austretenden Wasserstoff erkennt. Die Prüfsysteme umfassen grundsätzlich produktspezifische Adaptionen, eine Prüfgasversorgung, Wasserstoff-Sensoren in Verbindung mit einer Vakuumpumpe sowie eine Steuer- und Auswerteeinheit. Dazu können eine Prüfkammer oder Schnüffelsonde sowie z. B. Zuführungs- und Handhabungssysteme kommen. Funktionsprinzip Die Wasserstoff-Dichtheitsprüfung wird in der Regel mit Formiergas durchgeführt, einem ungefährlichen Gemisch aus 95 % Stickstoff und 5 % Wasserstoff, das als handelsübliche Mischung erhältlich ist. Wasserstoff ist das leichteste chemische Element und kommt als molekularer Wasserstoff in der Umgebungsluft nur in einer sehr geringen natürlichen Konzentration von 0,5 ppm vor. Wasserstoff verteilt sich sehr schnell im Prüfling, kann leicht durch Leckagen dringen und lässt sich nach der Prüfung relativ leicht entfernen. Anders als bei Helium erfolgt keine Kontamination der Umgebung. Die integralen Dichtheitsprüfungen erfolgen grundsätzlich in einer Prüfkammer. Der Prüfling wird mit Formiergas befüllt und die Prüfkammer evakuiert, wobei ein Hochvakuum nicht erforderlich ist. Das in die Prüfkammer austretende Gas wird gemessen und anschließend die Leckrate ermittelt. In umgekehrter Richtung lässt sich auch der Prüfling evakuieren, die Prüfkammer mit Formiergas befüllen und in den Prüfling eindringendes Gas messen. Bei der Leckortung wird der Prüfling mit Formiergas befüllt und mit einer sogenannten Schnüffelsonde abgefahren. Falls durch eine Leckage Wasserstoff in erhöhter Konzentration austritt, wird dies durch die Schnüffelsonde detektiert, ausgewertet und die Leckage signalisiert. Der Wasserstoff wird mit Hilfe spezieller Sensoren nachgewiesen, die bei der Absorption bzw. Reaktion mit Wasserstoff ihre Leitfähigkeit bzw. das Oberflächenpotential auf der Sensoroberfläche ändern. Die Sensoroberfläche besteht aus einer Wasserstoff absorbierenden Legierung (Metallhydrid), die auf einem nichtleitenden Trägersubstrat mit Elektroden zur elektrischen Kontaktierung aufgebracht ist. Über die Änderung der Leitfähigkeit bzw. Spannung durch die Absorption von Wasserstoff kann von der Auswertung die Wasserstoffkonzentration errechnet werden. Einsatzbereich Die Wasserstoff-Dichtheitsprüfung wird in Prüfstationen und -anlagen zur Dichtheitsprüfung sowie zur Leckortung eingesetzt. Die Wasserstoff-Dichtheitsprüfung wird angewendet, wenn hinsichtlich der maximal zulässigen Leckrate eine pneumatische Prüfung nicht ausreicht, der hohe Aufwand einer Helium-Dichtheitsprüfung jedoch nicht erforderlich ist. Das Verfahren ermöglicht die Erkennung sehr geringer Leckraten bis 5 x 10-7 mbarl/s und eignet sich für Prüflinge, die keine Groblecks aufweisen sollen. Integrale Dichtheitsprüfungen werden z. B. bei der Produktion von Fahrzeug-Klimaanlagen, Kraftstoffsystemen, Ölversorgungen und luftgefederten Fahrwerken durchgeführt. Einsatzbeispiele zur Leckortung sind z. B. die End-of-Line-Prüfung von montierten Automobilaggregaten wie Motoren oder Getrieben. Anwenderbrachen sind z. B. die Automobilzuliefer- und Automobilindustrie, die Luftfahrtindustrie, Medizintechnik etc. Anbieter in xpertgate: INFICON GmbH Inficon GmbH (Bereich Sensistor)