Eigenschaften von Spürgasen

Gas

Name
Wasserstoff
Helium
Luft
molare Masse

g/mol
2,016
4,003
28,89
Viskosität

μPa s
8,9
19,8
18,36
Thermische
Geschw.
m/s
1770
1256
467
mittlere freie
Weglänge
μm
198
126
68,5
Wärmeleit-
fähigkeit
W/m K
0,149
0,183
0,0275

Die Lecksuche mit Spürgasen (engl. Tracer Gases) sind die empfindlichsten Nachweisverfahren. Mit Helium als Spürgas kann man unter extrem sauberen Laborbedingungen noch Leckageraten im 10-12 mbar l/s Bereich nachweisen. Das entspricht einem Gasverlust von ca. 1 Kubikzentimeter in 30 000 Jahren.


Die Methode mit dem Spürgas Helium und dem Nachweis mit einem Massenspektrometer wurde in den USA um das Jahr 1945 entwickelt. Eine der ersten Veröffentlichungen stammt von Nier (1947, siehe unter Literaturangaben).


Bevor es die Helium-Lecksuche gab, war die empfindlichste Lecksuchmethode die Halogen-Lecksuche. Als Spürgas wurde R-12 (Freon bzw. Frigen) verwendet und unter besten Bedingungen war eine Leckrate von 10-8 mbar l/s nachweisbar. Diese Methode wird kaum noch angewandt, da umweltschädliche Fluor- chlorkohlenwasserstoffe als Spürgade verwendet werden. Deshalb wird hier auf die Beschreibung dieser Testmethode verzichtet. In Kälteanlagen werden heute Ersatzgase benutzt. Für Lecksuche an solchen Anlagen gibt es Massenspektrometer-Lecksuchgeräte für schwerere Gase als Helium oder Wasserstoff.


Darüber hinaus gibt es noch ein Lecksuchverfahren mit Ammoniak, bei dem das Prüfobjekt mit diesem Gas gefüllt und außen mit nassem Lackmuspapier beklebt wird. Eine Farbänderung an dem Papier zeigt die Stelle der Leckage. Das letzte erwähnte Verfahren ist das der Wärmeleitungsmessung: das Prüfobjekt wird mit dem Spürgas gefüllt wobei man ein Gas bevorzugen sollte, das sich in der Wärmeleitung von der Luft- Wärmeleitung deutlich unterscheidet. Die größten Unterschiede zur Luft haben die Gase Wasserstoff und Helium. Mit einem speziellen Schnüffelgerät, bestückt mit einem Wärmeleitungs-Sensor wird nach dem Ort der Leckage gesucht. Grundsätzlich sollte man ein Gas bevorzugen, das sich in der Wärmeleitung von der Luft- Wärmeleitung deutlich unterscheidet. Die größten Unterschiede zur Luft haben die Gase Wasserstoff und Helium.