Spurgas Helium für die Dichtheitsprüfung

Die Helium-Dichtheitsprüfung basiert auf dem Nachweis von Helium als Prüfgas, das in der Umgebungsluft nur in einer sehr geringen natürlichen Konzentration von ca. 5 ppm vorkommt. Daher ist auch durch den Nachweis einer geringen Heliummenge eine zuverlässige Prüfaussage möglich. Vor einer Helium-Dichtheitsprüfung wird in der Regel zuerst eine Grobleckmessung durchgeführt

Die Prüfkammer wird evakuiert und der Prüfling mit Helium beaufschlagt. Durch Leckagen entweichendes Helium wird durch eine Hochvakuumpumpe angesaugt und detektiert

Die Prüflinge werden entweder vor dem Verschließen mit Helium gefüllt oder nachträglich für eine bestimmte Zeit einem Helium-Überdruck ausgesetzt, sodass Helium in den Prüfling eindringt. Anschließendend folgt zeitnah die Prüfung in einer Vakuum-Prüfkammer, bei der die Menge des austretenden Heliums ermittelt wird. Als Nachweissystem für das Prüfgas dient ein Massenspektrometer, das aus einer Ionenquelle, dem Trennsystem sowie dem Ionendetektor aufgebaut ist

Spurgas Helium

  • Kommt in der Natur nur atomar vor, bildet keine Moleküle. Chemisch inert aufgrund seiner (einzigen) vollständig besetzten Valenzelektronenschale.
  • Kleinstes Atom, obwohl Atomkern größer als Wasserstoff, aber die Elektronen sind näher am Kern.
  • Nach Wasserstoff das zweithäufigste Element im Universum
  • Erdgas enthält durchschnittlich 0.4 % He und ist damit wirtschaftlich die wichtigste Quelle für die Heliumgewinnung
  • Ist von allen Gasen am Schwersten zu verflüssigen und kann bei Normaldruck nicht in festen Zustand gebracht werden. Bei 30 bar: Gefrierpunkt -271,4 °C. Bei Normaldruck liegt der Siedepunkt bei -269 °C.
  • Dichte (20 °C): 0,1664 Gramm / Liter
  • Molmasse: 4,003 u (kleines, leichtes Molekül, das gut durch kleine Lecks geht)
  • vertretbarer Preis für industrielle Applikationen

Einige Anwendungen von Helium:

  • Inertgas beim Schweißen leichter Metalle / bestimmter Legierungen
  • Füllgas für Ballons
  • Zusatz zur Atemluft beim Tieftauchen gegen die Taucherkrankheit
  • Medizintechnik: bei erschwerter Atmung
  • Ionenstrahlen aus He-Kernen um Augentumore oder erkrankte Gehirngefäße zu behandeln
  • Lebensmittelindustrie: Verwendung als Treibgas oder Packgas, als Lebensmittelzusatzstoff E 939 zugelassen

 

Weitere Spurgase

Weitere Testgase für die Dichtheitsprüfung sind z.B. Wasserstoff und SF6.