Die Slow-Leak-Challenge
Ein PTFE-Wärmetauscher, der in eine undurchsichtige Prozessflüssigkeit eingetaucht ist, entwickelt ein sehr langsames Leck an einer der eingetauchten Rohr--zu--Verbindungen. Die Leckrate ist winzig -vielleicht 5-20 ml pro Stunde – zu klein, um sie anhand der Tankfüllstandsänderung, der Leitfähigkeit der Prozessflüssigkeit oder des Dampfdrucks zu erkennen. Doch über Wochen hinweg verunreinigt das Leck das Prozessbad mit Dampfkondensat und über Monate kann es zu messbaren chemischen Abweichungen kommen.
Die Armatur liegt unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche. Es gibt keine Möglichkeit, das Leck direkt zu beobachten. Das Entleeren des Tanks und ein Drucktest-des Wärmetauschers ist der Standardansatz, aber er ist teuer und zeitaufwändig. Eine Farbstoff-Tracer-Methode erkennt und lokalisiert das Leck, ohne den Tank zu entleeren.
Die Dye Tracer-Methode
Ein wasser-löslicher Fluoreszenzfarbstoff-, der aufgrund seiner Kompatibilität mit der Prozesschemie und seiner Nicht-Reaktivität mit PTFE-ausgewählt wurde, wird in den Dampfraum des PTFE-Wärmetauschers injiziert. Der Dampfraum wird dann mit Wasser oder Inertgas auf einen Druck beaufschlagt, der leicht über dem Prozessflüssigkeitsdruck in der Einbautiefe liegt. Das mit Farbstoff beladene Wasser wird durch den Leckpfad in die Prozessflüssigkeit gedrückt.
Anschließend wird mit einer UV-Lampe der Bereich um den Wärmetauscher abgetastet. Der durch das UV-Licht angeregte Fluoreszenzfarbstoff strahlt ein helles, sichtbares Leuchten aus. Das Leuchten erscheint als eine Wolke, die aus der undichten Armatur austritt und deren Position anzeigt.
| Farbstoff-Tracer-Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Farbstofftyp | Wasser-lösliches Fluoreszenzmittel (Fluorescein, Rhodamin) |
| Farbstoffkompatibilität mit PTFE | Inert (keine Absorption) |
| Erkennungsempfindlichkeit | Leckraten von nur 1 ml/h |
| Anregungswellenlänge | 365 nm (UV-A) |
| Emissionswellenlänge | 520-560 nm (grün-gelb) |
| Injektionsmethode | In den Dampfraum mit Wasserträger |
| Prüfdruck | Das 1,5-fache des hydrostatischen Drucks der Prozessflüssigkeit an der Armatur |
| Testdauer | 15–60 Minuten (Färbezeit) |
Das Testverfahren
Der Wärmetauscher ist von der Dampfzufuhr und dem Kondensatrücklauf isoliert. Der Dampfraum wird von Kondensat entleert. Eine Farbstofflösung -typischerweise 1-2 Gramm Fluorescein pro Liter Wasser wird in den Dampfraum gepumpt. Der Druck wird auf das Testniveau erhöht und gehalten.
Anschließend wird mit der UV-Lampe die Tankoberfläche abgetastet. Der aus dem Leck austretende Farbstoff bildet eine sichtbare fluoreszierende Wolke. Der Bediener beobachtet die Wolke und markiert die Stelle der undichten Armatur. Der Test wird bei Bedarf für verschiedene Abschnitte des Wärmetauschers wiederholt, um das Leck an einem bestimmten Anschluss zu lokalisieren.
Nach dem Test wird der Dampfraum mit klarem Wasser gespült, um den Farbstoff zu entfernen. Der Farbstoff in der Prozessflüssigkeit wird auf ein unschädliches Maß verdünnt oder durch die normale Badpflege entfernt.
Die PTFE-Kompatibilität
PTFE nimmt den Farbstoff nicht auf. Der Farbstoff verbleibt in der Wasserphase und dringt nicht in das Polymer ein. Nach dem Test sind die PTFE-Oberflächen unbeschädigt-keine Fleckenbildung, keine Restfluoreszenz. Die Farbstoff-Tracer-Methode ist für PTFE-Komponenten sicher.
Der Farbstoff wird für die spezifische Prozesschemie ausgewählt. Für saure Bäder wird ein Farbstoff verwendet, der bei niedrigem pH-Wert stabil ist. Für Lebensmittelkontaktprozesse ist ein Farbstoff in Lebensmittelqualität angegeben. Die Auswahl wird im Prüfverfahren dokumentiert.
Die Bestätigung und Reparatur
Nachdem das Leck lokalisiert wurde, wird der Wärmetauscher entfernt oder der Tank für die Reparatur entleert. Die undichte Verschraubung wird nachgezogen oder die Schlauchverbindung ersetzt. Nach der Reparatur bestätigt ein erneuter Farbstoff-Tracer-Test, dass das Leck beseitigt wurde.
Zusammenfassung
Farbstoff-Tracer-Tests erkennen und lokalisieren langsame externe Leckagen an untergetauchten PTFE-Wärmetauscherarmaturen. Ein in den Dampfraum injizierter Fluoreszenzfarbstoff tritt unter UV-Beleuchtung als sichtbare Wolke aus dem Leck aus. Die Methode erkennt Leckraten bereits ab 1 ml/h, lokalisiert das Leck an einer bestimmten Armatur und ist mit PTFE kompatibel. Der Test ermöglicht eine gezielte Reparatur ohne unnötige Demontage.
Technische Unterstützung für die Dichtheitsprüfung mit Farbstoff-Tracer ist nach Vorlage der Prozesschemie, der Armaturenkonfiguration, des Tankzugangs und etwaiger Farbstoffkompatibilitätsbeschränkungen verfügbar.
