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Lecksuch- und -lokalisierungstechnik

 

Jede Vakuumanlage wird im Laufe der Zeit Lecks aufweisen. Dies macht sich oft erst dadurch bemerkbar, dass der gewohnte Betrieb Probleme aufweist. Wenn man der Meinung ist, dies könnte auf Leckagen zurükzuführen sein, müssen diese gefunden werden.

 

Dies ist insbesondere bei großen Vakuumanlagen wie z.B. ITER eine besondere Herausforderung und erfordert besondere Ausrüstung zur Messung und Lokalisierung von Leckagen. Hier handelt es sich nicht nur um potentielle Leckagen nach außen sondern insbesondere auch um interne Leckagen von kühlwasserführenden Rohrleitungen. Infolge der über tausend verschiedenen Komponenten (Module, Kassetten, Kühlleitungen, Anschlüsse) innerhalb der ITER Vakuumkammer muss die Genauigkeit der Leckprüfung von Einzelteilen vor der Montage <10-10 Pa·m3/s sein. Damit ist eine integrale Leckrate von etwa ~10-8 Pa·m3/s pro 1 m2 der inneren Wand erreichbar.

Das Standardverfahren zur Quantifizierung eines Lecks basiert auf einer Restgasanalyse per Massenspektrometrie. Die vielen verschiedenen Komponenten machen es notwendig, Lecks genau zu identifizieren, idealerweise innerhalb einer Leitung, noch besser die entsprechende Komponente. Die Dichtheit der Wasserkreisläufe kann getestet werden, indem Helium in die Ringleitungen gegeben oder dem Kühlmittel ein Nachweismittel zugefügt wird. Zur Detektion wird eine hochauflösende Kombination aus Gaschromatographie und Massenspektrometrie (GCMS) vorgeschlagen, deren Nachweisgrenzen zur Zeit von uns untersucht werden.

 

Für die Lokalisierung von Einzelleckagen müssen alle möglichen Szenarien (verteilte, einzelne , sichtbare, verstecke Leckagen, die auch in Verbindung mit Wärme- und mechanischer Belastung der inneren Wand auftreten) betrachtet werden. In diesem Zusammenhang arbeitet KIT mit der PTB Berlin zusammen, die ein Meßverfahren auf der Basis von Laserabsorptionsspektrometrie entwickelt hat. Es wird angestrebt, diese Methode für ITER zu qualifizieren.

 

Weitere Informationen:

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