Abb. 1: Herkömmliche Anwendung der Norm DIN EN 1593: das Blasenprüfverfahren.

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1 Europäische Normen in der Lecksuchtechnik Handwerkszeug für den zertifizierten Dichtheitsprüfer Hans Rottländer Eine Leckage zu finden, das kannten früher alle Fahrradfahrer, denn ein Platten hatte man immer schon mal wieder. Ein lösbares Problem, denn jeder wusste wie er sein Loch im Reifen finden konnte. Entweder war es so groß, daß es sichtbar oder hörbar war oder man Griff zu der bewährten Methode und pumpte den Schlauch auf und hielt ihn unter Wasser. Die dann aufsteigenden Blasen zeigten sehr schnell, wo die Leckage zu beheben war (Abb. 1). Es ist erstaunlich, aber diese Technik ist, für aus vakuumtechnischer Sicht große Leckagen, immer noch weit verbreitet und wurde in der Norm DIN EN 1593 über Zerstörungsfreie Prüfung Dichtheitsprüfung Blasenprüfverfahren hinreichend als Methode beschrieben Abb. 1: Herkömmliche Anwendung der Norm DIN EN 1593: das Blasenprüfverfahren. Leckagen in dieser Größenordnung sind für die Vakuumtechnik in der Regel völlig unbrauchbar. Deshalb wurden für die Vakuumtechnik neben den Druckänderungsverfahren nach DIN EN 13184,

2 spezielle Leckdetektoren entwickelt, die Leckagen nicht nur lokalisieren können, sondern bei der Dichtheitsprüfung auch die Größe der Leckage bestimmen können. Angewendet wird in der Regel die DIN EN über Prüfgasverfahren. Was bedeutet das denn nun für die Bediener des Gerätes Leckdetektor? Es reicht nicht mehr alle erkennbaren Leckagen zu finden, um sie danach beseitigen zu lassen, nein es braucht jetzt eine Entscheidung: ist die gefundene Leckage für die vorgesehene Apparateanwendung zulässig oder unzulässig? Wer soll und kann oder darf die Entscheidung treffen? Hier setzt die in der DIN EN ISO 9712 Norm über Qualifizierung und Zertifizierung von Personal der zerstörungsfreien Prüfung an. 1. Auf dem Weg zum zertifizierten Prüfer: Als Grundvoraussetzung, um die geforderten Messungen durchführen zu können und Entscheidungen treffen zu können, benötigt der Anwender eine nachvollziehbare Ausbildung, die europaweit bescheinigt, eine geregelte Ausbildung nach der internationalen Norm DIN EN ISO 9712 erhalten und erfolgreich eine Qualifizierungsprüfung abgelegt zu haben. Zusammengefasste Inhalte der DIN EN ISO 9712: Die Dichtheitsprüfung ist eines von zehn Verfahren der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (ZfP). Eine nach Stundenzahl geregelte Ausbildung, mit theoretischen und praktischen Teilen, vermittelt das notwendige Wissen und Verständnis über Bedeutung und Anwendung der Lecksuchtechniken, und zur Beantwortung der Fragen Was ist dicht oder undicht? und Mit welcher Methode gelange ich kostengünstig zum Ziel?. Zusätzlich zur Ausbildungszeit wird der Nachweis einer Erfahrungszeit über die Durchführung einer Leckagesuche, deren Handhabung und Durchführung verlangt, um zur Qualifizierungsprüfung zugelassen zu werden. Eine weitere Mindestvoraussetzung ist außerdem die geprüfte und bescheinigte Sehfähigkeit, die nach Erlangung des Zertifikates jährlich zu wiederholen ist. Es gibt über alle Verfahren drei Qualifizierungsstufen. Der zertifizierte Dichtheitsprüfer der Stufe 1 (LT 1) hat nachgewiesen, Prüfungen nach Prüfanweisungen, unter Aufsicht von Stufe 2 oder Stufe 3 Personal, ausführen und darüber berichten zu können. Dazu benötigt er eine abgeleistete 48 stündige Schulungs- und 3 monatige

3 Erfahrungszeit in der Zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (ZfP). Die Schulungszeit wird mit einer Qualifizierungsprüfung, im Detail später beschrieben, nachgewiesen. Der zertifizierte Dichtheitsprüfer der Stufe 2 (LT 2) hat nachgewiesen Prüfungen nach Verfahrensanweisungen durchzuführen. Er kann Regelwerke in Prüfanweisungen umsetzen, Prüfergebnisse nach Regelwerken bewerten und auslegen. Außerdem kann er Personal der Stufe 1 und 2 anleiten und überwachen. Als methodentechnisch nicht eingeschränkter LT2 Prüfer benötigt er eine abgeleistete 120 stündige Schulungs- und eine 9 monatige Erfahrungszeit in der ZfP. Die Zeiten der Stufe LT 1 sind dabei eingeschlossen. Die Schulungszeit wird mit einer Qualifizierungsprüfung, im Detail später beschrieben, nachgewiesen. Der zertifizierte Dichtheitsprüfer der Stufe 3 (LT 3) hat allgemeine Kenntnisse über andere ZfP Verfahren nachgewiesen und in der Lage zu sein, ZfP Tätigkeiten auszuführen und zu leiten. Damit darf er die Verantwortung für Prüfeinrichtungen, ein Prüfungszentrum und die Belegschaft übernehmen. Außerdem kann er Normen, Regelwerke, Spezifikationen und Verfahrensbeschreibungen auslegen. Er darf zu verwendende Prüfverfahren, Verfahrensbeschreibungen und ZfP Prüfanweisungen festlegen und Personal aller Stufen anleiten. Als methodentechnisch nicht eingeschränkter LT 3 Prüfer benötigt er eine abgeleistete 192 stündige Schulungs- und eine 18 monatige Erfahrungszeit in der ZfP. Qualifizierungsprüfung Die Ansprüche an einen zerstörungsfreien Werkstoffprüfer (Dichtheitsprüfer) der Stufe 1 und 2 sind hoch. Er muss zwei schriftliche Prüfungen absolvieren, bestehend aus einem allgemeinen und einem spezifischen Teil, und drei unterschiedliche praktische Prüfstücke prüfen. Dabei ist jeder Prüfungsteil mit 70% oder mehr richtigen Antworten zu bestehen. An den praktischen Prüfstücken müssen alle relevanten Fehlstellen gefunden und Ihre Größe bestimmt werden, um die auch hier geltende Schwelle von 70% zu überschreiten. In der Stufe 2 ist außerdem eine Prüfanweisung zu einem dieser Prüfungsstücke anzufertigen. Auch hier ist die Schwelle von 70 % zu erreichen oder zu überschreiten. Für die Stufe 3 werden umfangreichere allgemeine Kenntnisse erwartet. Dazu zählen Kenntnisse der Werkstoffkunde und Verfahrenstechnologien, internationale Normen der Qualifizierungs- und Zertifizierungssysteme und allgemeine Kenntnisse von mindesten vier weiteren Verfahren der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, auf dem Niveau der Stufe 2. Des Weiteren werden Stufe 3

4 Kenntnisse des angewendeten Verfahrens und die nachgewiesene praktische Prüfung der Stufe 2 benötigt. 2. Die Arbeit des zertifizierten Prüfers Ein umfangreiches Normenpaket [1], dessen wichtigste Vertreter in Abb. 2 aufgeführt und im Folgenden kurz beschrieben sind, leistet den zertifizierten Prüfern die notwendige Unterstützung, um nach anerkannten Regeln Leckageraten zu bestimmen. DIN EN 1779 Auswahl von Prüfverfahren Wichtige physikalische Grundlagen DIN EN 1593 Blasenmethoden DIN EN Druckänderungsmethoden DIN EN Prüfgasmethoden DIN EN Prüfgeräte Auswahl DIN EN Kalibrieren von Referenzlecks DIN EN 1518 Charakterisierung v. MS-LD Abb.2 : Hierarchie der Normen für die Dichtheitsprüfung. Zusammengefasste Inhalte der DIN EN 1779 :1999 und Berichtigung: Diese Norm beschreibt und unterteilt die anwendbaren Verfahren der Dichtheitsprüfung in die sogenannten Vakuum-, Druck-, Blasen- und Druckänderungsverfahren, wie sie auch in [2] erklärt werden. Sie beschreibt wie die quantitativen Aussagen der Verfahren in Abhängigkeit der

5 Charakteristika der Gasströmungen auf Standardbedingungen zurückgerechnet werden können. Insbesondere sind hier die Berechnungen der Abweichungen von den Standarddruck- und Standardtemperaturverhältnissen aufgeführt. Außerdem verschafft die Norm einen Überblick über die anwendbaren in Normen beschriebenen Verfahren und beinhaltet eine Umrechnungstabelle vieler bekannter Messeinheiten für Leckagen. Zusammengefasste Inhalte der DIN EN 1593 : : In dieser Norm werden die zwei grundsätzlichen Methoden, das Eintauch- und das Filmverfahren, beschrieben, bei denen Blasenbildung zur Lokalisierung von Fehlstellen angewendet wird. Außerdem sind Hinweise für die Anwendung und zu berücksichtigende Fakten bei der Anwendung beschrieben. Als Prüfgas wird in der Regel Luft verwendet. Zusammengefasste Inhalte der DIN EN / : Die Druckänderungsverfahren sind Gegenstand dieser Norm und können sowohl zur Dichtheitsprüfung von Überdruck- als auch Vakuumbehältern angewendet werden. Die Druckänderungsverfahren liefern kein Leckagelokalisierung sondern eine sogenannte integrale Leckrate. Auch hier kommt vorwiegend Luft oder reiner Stickstoff als Prüfgas zur Anwendung.

6 l A B d p A p B p A > p B Abb. 3: Erzeugung einer Prüfgasströmung im Leckkanal (Wandstärke l, Leckdurchmesser d) ausgelöst durch die Druckdifferenz p A p B. Zusammengefasste Inhalte der DIN EN / : Bei dieser Norm werden die Erzeugung und der Nachweis einer Prüfgasströmung (Abb. 3) in zwei Gruppen beschrieben. Die erste Gruppe beschäftigt sich mit einer Prüfgasströmung in das Prüfobjekt (Vakuumprüfung) und die zweite Gruppe beschäftigt sich mit einer Prüfgasströmung aus dem Prüfobjekt (Überdruckprüfung) [3]. Die Verfahren und deren Anwendung werden sehr detailliert beschrieben, um reproduzierbare nachvollziehbare quantitative Ergebnisse zu erhalten. Die Vakuumprüfung beschreibt dabei drei Verfahren und die Überdrucktechnik deren fünf. Als Prüfgase werden wie schon zuvor bei den Überdruckverfahren häufig Luft oder Stickstoff aber auch spezielle Gase wie Kältemittel verwendet. Bei der Vakuumverfahrensanwendung (Abb. 4) wird dagegen in der Regel Helium und unter bestimmten Gegebenheiten Wasserstoff als Prüfgas verwendet. Bei Wasserstoffanwendungen sind allerdings entsprechende Sicherheitsvorkehrungen einzuhalten, um ein zündfähiges Gasgemisch zu vermeiden.

7 Abb. 4: Lecksuche nach der in DIN EN beschriebenen Vakuumverfahrensanwendung. (Das Gerät müsste über das Bildchen des Detektors gelegt werden)bitte den Einlaß des Leckdetektors mit der schwarzen Linie per Strich verbinden damit es auch so erkennen kann. Zusammengefasste Inhalte der DIN EN / Ein wichtiges Thema bei der Bestimmung von Dichtheit ist das geeignete Prüfgerät passend zur Art und Größe der zu messenden Leckagerate auszuwählen. Hier werden wichtige Hinweise zu jedem Prüfverfahren bezüglich des benötigen Messmittels als auch dem Zubehör und der Verfahrenstechnisch zu berücksichtigen Rahmenbedingungen und Abläufe bei der Durchführung beschrieben. Zusammengefasste Inhalte der DIN EN / : Um erfolgreich Leckdetektoren, die Gasströme quantitativ bestimmen sollen, einsetzen zu können, benötigt man in der Regel ein Messnormal oder ein Referenzleck [4]. Mit diesem kalibrierten Referenzleck kann die Leckratenanzeige des Detektors überprüft und kalibriert werden. Diese Norm beschreibt die verschiedenen Typen verfügbarer Referenzlecks, deren Eigenschaften und wie die Messunsicherheit solcher Kalibrierlecks zu berechnen ist. Gleichzeitig legt Sie fest, welche der erfassten Daten in einem Prüfbericht festzuhalten sind.

8 Zusammengefasste Inhalte der DIN EN 1518 : : Um einen massenspektrometrischen Leckdetektor, wie er z. B. in [5] beschrieben wird, richtig einsetzen zu können, hilft es wenn wie in dieser Norm wichtige Eigenschaften der Geräte, ihre Konstruktionsmerkmale, ihre Grenzen und deren Herleitung beschrieben sind. Diese Rahmendaten erlauben dann, für eine Anwendung ein passendes Gerät auswählen zu können. 3. Zusammenfassung Die Dichtheitsprüfung oder auch Lecksuche bedarf heute einer recht umfangreichen Ausbildung, um zuverlässig Fehlstellen im Sinne einer anzuwendenden Spezifikation aufzufinden und quantitativ zu bestimmen. In zunehmend mehr Industriebereichen gewinnt die Dichtheitsprüfung ausgeführt durch qualifizierte und zertifizierte Prüfer an Bedeutung, um den Kunden eine erwartete Qualität anbieten bzw. bestätigen zu können. Entsprechende Ausbildungen werden von verschiedenen Unternehmen angeboten unter anderem der Oerlikon Leybold Vacuum Academy und bieten die Möglichkeit, eine entsprechende Ausbildung zu erhalten und an einer Qualifizierungsprüfung erfolgreich teilnehmen zu können. In Zusammenarbeit mit einem akkreditierten Zertifizierer, wie z. B. der SECTOR Cert - Gesellschaft für Zertifizierung mbh, kann danach ein entsprechendes Zertifikat beantragen werden. Nach abgeschlossener Erfahrungszeit erhält man so einen europaweit gültigen Zertifikatsausweis mit Zertifikatsnummer. Referenzen: [1] Die hier aufgeführten Normen werden in jeweils aktueller Form herausgegeben vom Beuth Verlag Berlin, einer Tochter des DIN Deutsches Institut für Normung e. V.. [2] VIP Lexikon, Vakuum für Anwender - Teil 1: Lecksuche, Vakuum in Forschung und Praxis 25 (2013) 3, [3] VIP Lexikon, Vakuum für Anwender - Teil 2: Lecksuche, Vakuum in Forschung und Praxis 25 (2013) 6,

9 [4] W. Jitschin, B. Farangis: Kalibrierung von Schnüffel-Testlecks Messung des Leckagestroms gegen Atmosphäre, Vakuum in Forschung und Praxis 25 (2013) 4, [5] Wolfgang Maus-Friedrichs: Dichtheitsprüfungen und Lecksuche ohne Helium, Vakuum in Forschung und Praxis 25 (2013) 6, Autoreninformationen: Dipl.-Ing. Hans J. Rottländer, geboren 1954, nach dem Studium der Nachrichtentechnik seit 1983 im Hause Oerlikon Leybold Vacuum tätig als Prüffeldingenieur für Leckdetektoren, Massenspektrometer und Totaldruckmessgeräte, Softwareingenieur für Lecksuch- und Gasanalyseanlagen in kundenspezifischer Ausführung, Serviceproduktmanager für alle elektronischen Produkte aus dem Hause Oerlikon Leybold Vacuum, technischer Vertrieb für Messgeräte, Produktmanagement für Totaldruckmessgeräte, Bauteile, Ventile, Leckdetektoren und trockenen Vorvakuumpumpen. Seit Herbst 2005 in der Kunden- und internen Aus- und Weiterbildung der Oerlikon Leybold Vacuum Academy tätig und seit 2006 Leiter des Prüfungszentrums für Dichtheitsprüfung. Zusammenfassung Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über die Europäischen Normen (EN) in der Lecksuchtechnik. Dabei wird zum einen der Inhalt dieser Normen im Hinblick auf Prüfverfahren und Prüfgeräte dargelegt. Zum anderen wird aufgezeigt, welche Anforderungen in Europa an die Qualifikation der mit der Lecksuche betrauten Personen gestellt werden. Summary European Standards with regard to Leak Detection Technologies The following article gives a review on the European Standards (EN) with regard to leak detection technologies. On the one hand, the contents of these standards are summarized with regard to test methods and test equipment. On the other hand, the specifications are described which have to be met in Europe by the personnel which is consigned to perform leak detection.

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