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Dichtheitsprüfungen Sind sie noch ganz dicht?

| Autor/ Redakteur: Dr. Joachim Lapsien / Kathrin Schäfer

Dichtheitsprüfungen unter Einsatz von Druckluft haben sich als Prüftechnik für medizintechnische Komponenten etabliert. Dieser praxisorientierte Beitrag behandelt die Grundlagen der Dichtheitsprüfung ebenso wie die Grenzen für den Einsatz von Druckluft als Prüfmedium.

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Bild 1 | Typische Beispiele: Medizintechnische Produkte, die auf Dichtheit geprüft werden müssen, sind Insulinpumpen, Katheter, Dosiergeräte, Sensoren, Spritzen und vieles mehr.
Bild 1 | Typische Beispiele: Medizintechnische Produkte, die auf Dichtheit geprüft werden müssen, sind Insulinpumpen, Katheter, Dosiergeräte, Sensoren, Spritzen und vieles mehr.
(Bild: Ceta)

Dichtheitsprüfungen unter Verwendung von Druckluft sind zu einer etablierten Prüftechnik im Rahmen der Qualitätssicherung geworden. Da die Viskosität von Luft geringer ist als die von Flüssigkeiten, lässt sich hiermit beispielsweise die Wasserdichtheit oder die Leckdichtheit des Prüfteils gemäß den IP-Schutzarten überprüfen. Typische Beispiele für medizintechnische Produkte, die auf Dichtheit geprüft werden müssen, sind Insulinpumpen, Katheter, Dosiergeräte, Sensoren, Spritzen und vieles mehr (Bild 1).

Prüfmedium Druckluft

Druckluft als Prüfmedium einzusetzen, bietet Vorteile. Zu nennen ist die leichte Verfügbarkeit des Prüfmediums, die gute Integration in den automatisierten Fertigungsprozess, welche die Dichtheitsprüfung innerhalb der Produktionstaktzeit ermöglicht, sowie die objektive und quantitative Bewertung des Leckage-bedingten Druckverlustes. Das Verfahren ist berührungsfrei und nicht benetzend – Trocknungszeiten entfallen. Gemessen wird der integrale Druckverlust, ein Lokalisieren des Lecks ist folglich nicht möglich.

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Befüllbare Teile prüfen

Eine Druckverlustprüfung wird eingesetzt bei der Dichtheitsprüfung innen befüllbarer Prüfteile. Hierbei wird der Leckage-bedingte Druckverlust gemessen. Die Gesamtprüfung besteht aus den zeitlich aufeinander folgenden Phasen Füllen, Stabilisieren, Messen und Entlüften.

In der Füllphase muss das Prüfteil mit dem Prüfdruck befüllt werden. Die Stabilisierungsphase ist notwendig, damit Druckluftstörungen abklingen können, die durch den Befüllprozess entstehen und durch Schaltvorgänge der internen Ventile des Prüfgerätes erzeugt werden. Zudem muss sich die Temperatur der Druckluft an die Prüfteiltemperatur anpassen. Durch den Füllvorgang wird, im Falle einer Überdruckprüfung, die Druckluft adiabatisch komprimiert, was eine Temperaturerhöhung zur Folge hat. Der zeitliche Druckverlust wird in der Messphase gemessen und mit den zulässigen Toleranzen verglichen. Die Messphase muss so lang sein, dass hinreichend viele und aussagekräftige Messwerte vorliegen. Eine stabile Messphase ist dadurch gekennzeichnet, dass der Leckage-bedingte Druckverlust proportional zur Zeit ist. Daran schließt sich der Entlüftungsvorgang an.

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