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PROFECTRONICS
Fachbeitrag · Prüftechnik

Leckratenmessung: Verfahren, Nachweisgrenzen und Umrechnung

Eine Dichtheitsanforderung ist eine Zahl mit Verfahren, Prüfdruck und Temperaturbedingung. Ohne diese Angaben legt eine Leckrate im Lastenheft keine prüfbare Anforderung fest.

Einordnung

Inhalt und Geltung

Lastenhefte übernehmen Dichtheitsanforderungen oft ohne Prüfbedingungen. Ein typischer Eintrag lautet „Leckrate kleiner 10⁻³“. Prüfdruck, Prüfgas, Prüfzeit und Temperaturstabilität fehlen. Diese 4 Angaben entscheiden über das Prüfmittel: Druckabfallprüfstand oder Heliumlecksucher. Ein Heliumlecksucher kostet etwa das Zehnfache eines Druckabfallprüfstands.

Der Beitrag ordnet die Verfahren nach ihrer belegten Nachweisgrenze. Er erklärt die Umrechnung zwischen Gasen und Einheiten. Ein Rechenbeispiel zeigt die größte Fehlerquelle beim meistgenutzten Verfahren: die Temperatur, nicht das Leck.

01

Definition der Leckrate

Bezug ist ein geschlossener, evakuierter Behälter mit 1 l Volumen. Wenn der Druck darin um 1 mbar je Sekunde steigt, dann beträgt die Leckrate 1 mbar·l/s[1]. Die Leckrate ist ein pV-Durchsatz und keine Masse. Sie hängt deshalb von Temperatur und Gasart ab. Beide Größen gehören in die Angabe.

Als Standardbedingungen gelten üblicherweise 1 013,25 hPa Eintrittsdruck gegen etwa 0 hPa Austrittsdruck bei Raumtemperatur[2]. Die Vakuumtechnik rechnet meist bei 20 bis 25 °C. Die ASTM-Praktiken für Massenspektrometer nennen Standardkubikzentimeter bei 0 °C[3]. Zwischen beiden Bezügen liegen 7 bis 9 %. Bei einem Abnahmegrenzwert ist dieser Unterschied relevant.

Zur Größenordnung: Ein kreisrundes Loch mit 0,1 mm Durchmesser lässt bei 1 bar Druckdifferenz etwa 1 mbar·l/s durch[4].

Dichtheitskriterien nach Anwendung

Die Vakuumliteratur führt seit Jahrzehnten eine Kriterientabelle zur Einordnung[1]. Die Tabelle ist keine Norm. Sie ordnet die Größenordnungen aber richtig ein.

Dichtheitskriterien nach Anwendung
KriteriumLeckrateAnmerkung
wasserdicht (Tropfenbildung)< 10⁻² mbar·l/stypische Anforderung an einen Kühlkreis im Feld
dampfdicht< 10⁻³ mbar·l/s„Schwitzen“ der Verbindung
bakteriendicht< 10⁻⁴ mbar·l/sPartikeldurchmesser rund 1 µm
öldicht< 10⁻⁵ mbar·l/srelevant für Öl- und Kraftstoffkreise
gasdicht< 10⁻⁷ mbar·l/sGrenze für Kältemittel- und Vakuumanwendungen
technisch „absolut dicht“< 10⁻¹⁰ mbar·l/sMessgröße ist die Permeation, kein Defekt

Zur letzten Zeile: Bei etwa 10⁻¹² mbar·l/s liegt das untere Ende der Nachweisbarkeit. Diese Leckrate entspricht rechnerisch einer Öffnung von 1 Ångström[1]. In diesem Bereich misst kein Verfahren mehr einen Materialfehler. Das Verfahren erfasst dann den Durchtritt von Gas durch die intakte Wand. Eine Dichtheitsanforderung in dieser Größenordnung ist damit eine Werkstoffanforderung und keine Fertigungsanforderung.

02

Normen zur Dichtheitsprüfung

Die europäische Normenfamilie zur Dichtheitsprüfung ist seit 2017 geteilt. Ein Teil ist in ISO-Normen übergegangen. Ein Teil steht unverändert auf dem Stand von 1999 und 2001. Prüfen Sie deshalb vor einem Normverweis den Status der Norm.

Normen zur Dichtheitsprüfung, Recherchestand August 2026
NormGegenstandAusgabeStatus
EN 1779Auswahl von Prüfmethoden und Verfahren1999-10gültig, Entwurf prEN 1779:2024 in Arbeit[5], [6]
EN 1593Blasenprüfverfahren1999-11gültig, nicht ersetzt[7]
EN 13184Druckänderungsverfahren2001-07gültig, nicht ersetzt[8]
EN 13185Prüfgasverfahren2001-07zurückgezogen[9]
EN ISO 20485Prüfgasverfahren2018-05gültig, ersetzt EN 13185[10], [11]
EN 1330-8Terminologie Dichtheitsprüfung1998-07zurückgezogen[12]
ISO 20484Terminologie Dichtheitsprüfung2017gültig, Nachfolger von EN 1330-8[13]
ISO 20486Kalibrierung von Referenzlecks für Gase2017gültig[14]
ISO 18081Lecksuche mittels Schallemission2024-07gültig, ersetzt Ausgabe 2016[15]

Zurückgezogene Normen in Unterlagen. „Leckrate nach EN 1330-8“ und „Prüfgasverfahren nach EN 13185“ verweisen auf zurückgezogene Dokumente[9], [12]. Beide Verweise stehen noch in aktuellen Herstellerunterlagen. Gültig sind ISO 20484 für die Begriffe und ISO 20485 für das Verfahren.

Das mit Abstand meistgenutzte industrielle Verfahren ist die Druckänderungsmessung. Mit EN 13184 aus dem Jahr 2001 hat es die älteste und dünnste Normengrundlage der ganzen Familie.

In den USA sind die Praktiken für Massenspektrometer aktuell. Sie nennen ausdrücklich Empfindlichkeitsbereiche:

  • ASTM E493/E493M, Inside-Out-Verfahren: 10⁻¹⁰ bis 10⁻⁶ Pa·m³/s für Helium[3]
  • ASTM E498/E498M, Prüfgassonde: ab 1 · 10⁻⁸ Pa·m³/s[16]
  • ASTM E499/E499M, Schnüffelsonde: ab 1 · 10⁻⁷ Pa·m³/s[17]

Der oft zitierte Leitfaden ASTM E479 zur Erstellung einer Prüfvorschrift für die Dichtheit ist inaktiv[18].

03

Verfahren und Nachweisgrenzen

Die Übersicht führt Werte aus 3 unabhängigen Herstellerkompendien und einer Fachveröffentlichung zusammen[1], [2], [4], [19]. Die Werte streuen teilweise um eine Dekade. Diese Streuung ist selbst ein Ergebnis. Wenn eine Quelle zwischen theoretischer und in der Praxis erreichter Grenze unterscheidet, dann zeigt die Abbildung beide Werte.

10⁻¹² 10⁻¹⁰ 10⁻⁸ 10⁻⁶ 10⁻⁴ 10⁻² 10⁰ LECKRATE · mbar·l/s Ultraschall / akustisch Blasenprüfung im Tauchbad Druckabfall mit Luft Differenzdruck Druckanstieg im Vakuum Helium-Schnüffelprüfung Formiergas 95/5 (H2) Helium-Akkumulation Helium-Vakuum-Integralprüfung WASSERDICHT BAKTERIENDICHT ÖLDICHT GASDICHT ABSOLUT DICHT DRUCKBASIERT PRÜFGASBASIERT PRAKTISCH ERREICHT
Abb. 1 · Nachweisgrenzen im Vergleich, logarithmisch. Der Balken zeigt die Spanne zwischen theoretischer und in der Praxis erreichter Grenze. Der schwarze Punkt zeigt den Wert, der in der Praxis belastbar ist. Zwischen Druckabfallverfahren und Helium-Integralprüfung liegen rund 8 Dekaden. Werte nach Pfeiffer[2], Leybold[1], INFICON[4] und Block[19].

Die Abbildung zeigt 3 Bereiche, in denen die Quellen übereinstimmen. Diese Werte eignen sich für ein Lastenheft:

  • Druckabfallverfahren mit Luft: theoretisch rund 10⁻⁴ mbar·l/s, industriell realistisch 10⁻³ bis 10⁻² mbar·l/s[4].
  • Helium-Schnüffelprüfung: 10⁻⁷ bis 10⁻⁶ mbar·l/s.
  • Helium-Integralprüfung in der Vakuumkammer: rund 10⁻¹² mbar·l/s, übereinstimmend in allen 3 Kompendien[1], [2], [4].

Eigenschaften der Verfahren

Druckabfall. Das Verfahren braucht wenig Aufwand, ist schnell und kostengünstig. Es reagiert stark auf Temperaturänderungen, bis zur Unbrauchbarkeit (siehe Abschnitt 04). Weitere belegte Einschränkungen: Wasserkondensation verfälscht die Messung. In der Vakuumtechnik hat das Verfahren kaum Bedeutung[1].

Druckanstieg im Vakuum. Nach Herstellerangabe vermeidet das Verfahren die Temperatureffekte[4]. Dafür wirkt die Ausgasung der Wand. Ein Kriterium unterscheidet beide Effekte und gehört in jede Prüfvorschrift: Wenn die Zeit für einen bestimmten Druckanstieg konstant bleibt, dann liegt ein Leck vor. Wenn die Zeit länger wird, dann war es Ausgasung[1].

Blasenprüfung. Das Verfahren ist anschaulich und normativ abgedeckt, hat aber 2 Nachteile. Das nasse Prüfteil muss danach trocknen[4]. Bei getakteter Fertigung kostet das Zeit. Beim Schaumsprühen hängt das Ergebnis von der Aufmerksamkeit des Prüfers ab[4]. Damit ist das Schaumsprühen kein prozessfähiges Verfahren.

Schallemission. ISO 18081 nennt eine grundlegende physikalische Einschränkung: Turbulente Strömung erzeugt detektierbare Emissionen, laminare Strömung in der Regel nicht[15]. Gaslecks liefern stärkere Signale als Flüssigkeitslecks. Bei Zweiphasenströmung erzeugt Kavitation Signalspitzen. Diese Spitzen liegen um mindestens eine Größenordnung über den Turbulenzsignalen[15].

Formiergas statt Helium. Ein Gemisch aus 95 % Stickstoff und 5 % Wasserstoff erreicht Lecks von 5 · 10⁻⁷ mbar·l/s. Das Prüfgas ist der Wasserstoff im Gemisch. Gegenüber Helium hat Wasserstoff 3 Vorteile[19]:

  • Der atmosphärische Untergrund von Wasserstoff liegt bei 0,5 ppm, von Helium bei 5 ppm. Das ergibt einen zehnfach besseren Ausgangspunkt für das Signal-Rausch-Verhältnis.
  • Die dynamische Viskosität von Wasserstoff beträgt 8,7 µPa·s, von Helium 19,4 µPa·s. Bei laminarer Strömung tritt reiner Wasserstoff damit leichter durch ein Leck. Dieser Vorteil gilt nur für reinen Wasserstoff. Formiergas mit 95 % Stickstoff strömt etwa wie Stickstoff.
  • Das Gas haftet nicht an Oberflächen und lässt sich deutlich schneller ausspülen. Das reduziert Verschleppung und Spülzeiten.

Nach ISO 10156 gilt das Gemisch als nicht brennbar. Es kostet einen Bruchteil von Helium[19].

Farbeindringprüfung. Das Verfahren gehört systematisch nicht in diese Übersicht. ISO 3452-1 beschreibt ein Prüfverfahren für Oberflächenrisse[20]. Das Verfahren liefert keine quantitative Leckrate. Es lokalisiert ein Leck, es misst die Leckrate nicht.

04

Druckabfallverfahren: Einfluss der Temperatur

Die Grundgleichung: Bei einer Leckrate q entweicht aus einem Volumen V in der Zeit Δt ein Druckäquivalent Δp[1].

Δp = q · Δt / V

Die Schwierigkeit liegt an anderer Stelle. Eine Temperaturänderung im geschlossenen Volumen ändert den Druck wie ein Leck. Der Betrag ist meist größer als das Lecksignal. Eine Abkühlung täuscht ein Leck vor. Eine Erwärmung täuscht Dichtheit vor.

Aus der allgemeinen Gasgleichung bei konstantem Volumen folgt direkt:

Δp / p = ΔT / T

Bei Raumtemperatur sind das 0,34 % des Absolutdrucks je Kelvin. 2 unabhängige Quellen bestätigen diesen Wert[21], [22]. Bei 1 bar Absolutdruck entspricht 1 K rund 3,4 mbar, bei 2 bar Absolutdruck rund 6,8 mbar.

Ein Rechenbeispiel zeigt die Wirkung in einer realen Prüfung: Prüfvolumen 110 cm³, Prüfdruck 2 000 mbar Absolutdruck, 23 °C, zulässige Leckage 0,5 cm³/min, Prüfzeit 5 s[21].

0+0,5−0,5 −0,38 +0,68 +0,30 zulässige Leckage 0,5 cm³/min über 5 s Erwärmung um 0,1 K gemessen wird ein Druckanstieg — das Teil erscheint dichter als dicht DRUCKÄNDERUNG IN 5 s · mbar Prüfvolumen 110 cm³ · Prüfdruck 2000 mbar abs. · 23 °C
Abb. 2 · Überlagerung von Leckage und Temperaturdrift im Druckabfallverfahren. Das gerade noch zulässige Leck erzeugt in 5 s −0,38 mbar. Eine Erwärmung um 0,1 K erzeugt +0,68 mbar. In Summe misst der Prüfstand einen Druckanstieg: Das leckende Teil erscheint dichter als ein dichtes Teil. Zahlenwerte nach Dr. Wiesner Steuerungstechnik[21].

0,1 K Erwärmung kehrt das Vorzeichen des Messsignals um. Daraus folgen 3 Gegenmaßnahmen: Temperaturstabilisierung, Differenzdruckmessung gegen ein Referenzteil oder ein anderes Verfahren.

Auflösung des Drucksensors

Auch ohne Temperaturdrift begrenzt die Auflösung des Druckaufnehmers das Verfahren. Ein Anwendungsbericht nennt dazu ein Beispiel: Ein errechneter Druckabfall von 7,2 · 10⁻⁴ mbar ist auf einer Skala von 5 bar nicht darstellbar. Messgeräte mit dieser Auflösung sind nicht verfügbar[23]. Als praktische Untergrenze nennt eine Quelle rund 0,1 Pa, also 0,001 mbar[24].

Daraus folgt die kleinste nachweisbare Leckrate. Die Gleichung ist eine Herleitung von Profectronics, keine Formel aus einer Norm:

qmin = V · ΔpAuflösung / Δt

Die kleinste nachweisbare Leckrate ist proportional zum Prüfvolumen und zur Sensorauflösung. Sie ist umgekehrt proportional zur Prüfzeit. Deshalb versagt das Verfahren bei großen Volumina. Bei großen Prüflingen hat deshalb das Nachströmverfahren einen Vorteil. Dort bestimmt die Drosselwirkung des laminaren Strömungselements die Prüfzeit, nicht das Volumen[22].

Nicht belegte Einflüsse. Zur adiabaten Erwärmung beim Befüllen und zur daraus folgenden Beruhigungszeit fand die Recherche keine zitierfähige Quelle mit Zahlenwerten. Der Effekt ist unstrittig: Das Gas erwärmt sich beim Befüllen, kühlt danach auf Wandtemperatur ab und erzeugt einen scheinbaren Druckabfall. Belastbare Beruhigungszeiten muss jeder Prüfstand für seine Geometrie selbst ermitteln. Dasselbe gilt für den quantitativen Feuchteeinfluss. Dazu sind nur qualitative Aussagen belegt[1], [23].

05

Umrechnung zwischen Einheiten, Gasen und Medien

Einheiten

Belegte Umrechnungen
Größeentspricht
1 Pa·m³/s10 mbar·l/s[1], [4]
1 atm·cm³/s1,013 mbar·l/s[4]
1 sccm0,0169 mbar·l/s (1,013/60)[4]

Von Gas zu Gas

Das gültige Gesetz hängt vom Strömungsregime im Leck ab[1]. Bei laminar-viskoser Strömung verhalten sich die Leckraten umgekehrt proportional zur dynamischen Viskosität. Bei molekularer Strömung verhalten sie sich umgekehrt proportional zur Wurzel der Molmasse. Zwischen 10⁻⁶ und 10⁻⁴ mbar·l/s liegt grob der Übergang[1]. Nach einer zweiten Quelle weichen die Leckraten von Helium und Luft ab etwa 10⁻⁴ mbar·l/s voneinander ab. Unter 10⁻⁷ mbar·l/s überwiegt die molekulare Strömung[2].

Für das gebräuchlichste Paar sind die Faktoren belegt[2]:

laminar: qLuft = 1,08 · qHelium
molekular: qLuft = 0,37 · qHelium

Für die Praxis gilt die umgekehrte Lesart: Im molekularen Bereich ist die gemessene Heliumleckrate rund 2,7-mal größer als die entsprechende Luftleckrate. Wenn ein Heliumlecksucher eine Luftanforderung prüft, dann muss der Prüfer diesen Faktor kennen. Sonst lehnt er Teile ab, die die Anforderung erfüllen.

Von Gas zu Flüssigkeit: Kapillarkriterium

Die Literatur enthält keine allgemeingültige Umrechnung von Gasleckrate zu Wasserleckrate. Der Grund liegt in der Strömungsphysik: Für Flüssigkeiten gilt keines der beiden Gesetze für Gasströmung. An ihre Stelle tritt ein Kapillarkriterium für den größten Leckdurchmesser, den eine Flüssigkeit noch zurückhält[2]:

dmax = 4 · σ · cos θ / Δp

Darin sind σ die Oberflächenspannung, θ der Kontaktwinkel und Δp die Druckdifferenz.

Zahlenbeispiel bei 0,3 MPa Druckdifferenz und cos θ = 1: Wasser hält in Lecks unter etwa 1 µm Durchmesser[2]. Unter den Flüssigkeiten dieser Quelle haben Kältemittel die kleinste Oberflächenspannung. R134a hat 8,1 mN/m, Wasser 72,3 mN/m[2]. Nach dem Kriterium hält flüssiges R134a damit nur in Lecks unter etwa 0,1 µm. Es tritt durch Öffnungen aus, die Wasser verschließt.

Dieselbe Quelle nennt für AdBlue eine Oberflächenspannung um mehr als den Faktor 50 unter der von Wasser[2]. Dieser Wert ist nicht plausibel. AdBlue ist eine wässrige Harnstofflösung mit 32,5 %. Ein Herstellerdatenblatt nennt eine Oberflächenspannung von mindestens 65 mN/m bei 20 °C[32]. Der Wert liegt nahe bei Wasser.

Unterschiede zwischen wässrigen Medien entstehen deshalb vor allem über den Kontaktwinkel und über Zusätze. Tenside senken die Oberflächenspannung stark, und der Kontaktwinkel hängt vom Werkstoff ab[2].

Reihenfolge im Prüfablauf. Nach einer Wasserdruckprüfung findet die Dichtheitsprüfung das Leck nicht. Die Flüssigkeit im Leckkanal maskiert das Leck[2]. Die Dichtheitsprüfung gehört deshalb vor die Nassprüfung.

Kältemittelverlust als Leckrate

Für Kälte- und Wärmepumpenanwendungen steht die Anforderung meist als Massenverlust pro Jahr im Lastenheft. Die Umrechnung lautet:

q = (m / M) · R · T / t

Für R134a nennt eine Quelle für 1 g pro Jahr 7,6 · 10⁻⁶ mbar·l/s[4]. Eine andere Quelle nennt 6,5 · 10⁻⁶ mbar·l/s[1]. Die Nachrechnung mit den Größen aus der zweiten Quelle (Molmasse 102,03 g/mol, 298 K) ergibt 7,7 · 10⁻⁶ mbar·l/s. Das Ergebnis stützt den ersten Wert.

2 Herstellerkompendien nennen für dieselbe Aufgabe Werte mit 17 % Unterschied. Rechnen Sie Konstanten aus Herstellerunterlagen nach, bevor sie in ein Abnahmekriterium eingehen.

06

Kalibrierung mit dem Prüfleck

Jede quantitative Leckratenmessung braucht ein Referenzleck. ISO 20486 regelt dessen Kalibrierung und nennt die Kennwerte für die Praxis[14]:

Referenzlecks nach ISO 20486
EigenschaftPermeationsleckKapillarleck
Temperaturkoeffizient≈ 3,5 %/K≈ 0,3 %/K
Leckratenbereich10⁻¹⁰ bis 10⁻⁴ Pa·m³/s> 10⁻⁷ Pa·m³/s

Die Temperaturkoeffizienten unterscheiden sich um eine Größenordnung. Das ist das maßgebliche Auswahlkriterium. Ein Permeationsleck in einer Halle ohne Klimatisierung hat bei ± 5 K bereits ± 17,5 % Unsicherheit. Das ist mehr als die typische Kalibrierunsicherheit. Das National Institute of Standards and Technology (NIST) bestätigt die Größenordnung unabhängig: bis zu 4 % je K für Helium-Permeationslecks[25].

ISO 20486 nennt außerdem Vorgaben zur Handhabung. In der Praxis bleiben diese Vorgaben regelmäßig unbeachtet[14]:

  • Temperaturangleich mindestens 12 h vor der Messung
  • Aufwärmzeit des Lecksuchers mindestens 2 h
  • bei Vakuumbetrieb mindestens 30 min Abpumpen, um angesammeltes Prüfgas zu entfernen

Als Referenzbedingungen gelten 20 °C und 1 000 mbar Auslassdruck.

Zur erreichbaren Unsicherheit: Ein Hersteller gibt für ein kalibriertes Heliumleck bei 23 °C eine erweiterte Messunsicherheit von ± 5,7 % bei 95 % Überdeckungs-Wahrscheinlichkeit an. Das Toleranzband der Spezifikation beträgt ± 20 %. Daraus folgt ein Testunsicherheitsverhältnis von 3,5 zu 1. Das Zertifikat gilt mindestens 1 Jahr. Die Leckrate sinkt jährlich um einen kleinen Prozentsatz, weil der Partialdruckunterschied zur Umgebung abnimmt[26].

Solche Lecks sind über die nationalen Metrologieinstitute rückführbar. Das NIST kalibriert Lecknormale von 1 · 10⁻⁶ bis 1 · 10⁻¹³ mol/s, mit temperaturabhängigen Messungen über 0 bis 50 °C[25].

07

Anforderungen in Kältetechnik und Elektronikkühlung

Kälte und Wärmepumpen: F-Gas-Verordnung

Die Verordnung (EU) 2024/573 ist am 11.03.2024 in Kraft getreten[27]. Für Betreiber und Hersteller ortsfester Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen legt sie Dichtheitskontrollen mit gestaffelten Intervallen fest[28]. Die Schwelle hängt von der Gasgruppe ab: Gase nach Anhang I gehen in CO₂-Äquivalent ein, ungesättigte Fluorkohlenwasserstoffe nach Anhang II Gruppe 1 in Kilogramm Füllmenge.

Prüfintervalle nach Artikel 5 der Verordnung (EU) 2024/573
Füllmenge Anhang IFüllmenge Anhang II Gruppe 1ohne Leckage-Erkennungmit Leckage-Erkennung
ab 5 t CO₂-Äquivalentab 1 kgkontrollpflichtigkeine Angabe
unter 50 t CO₂-Äquivalentunter 10 kgalle 12 Monatealle 24 Monate
50 bis 500 t CO₂-Äquivalent10 bis 100 kgalle 6 Monatealle 12 Monate
ab 500 t CO₂-Äquivalentab 100 kgalle 3 Monatealle 6 Monate

Ab 500 t CO₂-Äquivalent oder ab 100 kg Gas nach Anhang II Gruppe 1 ist ein Leckage-Erkennungssystem Pflicht. Das System alarmiert den Betreiber oder ein Wartungsunternehmen. Es muss mindestens alle 12 Monate kontrolliert werden (Artikel 6)[28].

Für die Prüfstandsauslegung folgt daraus: Die Kontrollpflicht hängt nicht nur vom Treibhauspotenzial ab. R1234yf hat ein Treibhauspotenzial von 0,501 und steht in Anhang II Gruppe 1. Eine Einrichtung ist deshalb ab 1 kg R1234yf kontrollpflichtig[28]. Ältere Gemische nach Anhang I erreichen die Schwelle von 5 t CO₂-Äquivalent schon bei wenigen Kilogramm.

In der Serienfertigung von Kälte- und Klimageräten gilt als Zielgröße ein Kältemittelverlust von 0,5 g pro Jahr. Das entspricht dem mittleren 10⁻⁶-Bereich in Standardkubikzentimetern pro Sekunde. Zur Anschauung: etwa eine Blase mit 3 mm Durchmesser unter Wasser alle 1,2 h[29].

Flüssigkeitsgekühlte Elektronik

Das Open Compute Project (OCP) verlangt für Kühlplatten eine Druckabfallprüfung nach EN 1779. Das Akzeptanzkriterium ist ein Druckabfall unter 0,5 %. Eine Blasenprüfung im Tauchbad ergänzt die Prüfung. Dazu kommen eine hydrostatische Prüfung beim maximalen Betriebsdruck über 5 min und eine Berstprüfung beim dreifachen Betriebsdruck über 2 min[30].

Die zugehörige Anforderungsspezifikation stellt 2 Regelwerke gegenüber. IEC 62368-1 verlangt Dichtheitsprüfungen beim dreifachen Normalbetriebsdruck und beim zweifachen Druck im Fehlerfall. ASME B31.3 verlangt sie beim 1,5-fachen Auslegungsdruck[31].

Grenzen des Kriteriums „unter 0,5 % Druckabfall“. Ohne Prüfvolumen, Prüfdruck, Prüfzeit und Temperaturstabilität lässt sich das Kriterium nicht in eine Leckrate übersetzen. 0,5 % Druckänderung liegen in derselben Größenordnung wie eine Temperaturdrift von rund 1,5 K[21], [22]. Wer das Kriterium übernimmt, muss deshalb die Temperaturbedingung mit vereinbaren. Ohne diese Bedingung erfasst das Kriterium auch Temperaturänderungen der Umgebung.

08

Inhalt einer Dichtheitsanforderung

Aus den Abschnitten 01 bis 07 folgt eine Liste mit 7 Angaben. Die Liste ist eine Schlussfolgerung von Profectronics, keine Vorgabe einer Norm.

  1. Zahlenwert mit Einheit und Prüfgas. „10⁻⁸ mbar·l/s Helium“ und „10⁻⁸ mbar·l/s Luft“ unterscheiden sich im molekularen Bereich um den Faktor 2,7. Im laminaren Bereich, zum Beispiel bei 10⁻³ mbar·l/s, beträgt der Faktor 1,08[2].
  2. Prüfdruck und Druckrichtung. Überdruck von innen oder Vakuum von außen ändert Verfahren und Ergebnis.
  3. Prüfzeit und Beruhigungszeit. Beim Druckabfallverfahren bestimmen beide zusammen mit dem Volumen die Nachweisgrenze.
  4. Temperaturbedingung. Zulässige Drift während der Prüfung, in Kelvin. Ohne diese Angabe ist eine Druckabfallanforderung unter etwa 10⁻² mbar·l/s nicht prüfbar[21].
  5. Bezugstemperatur der Leckratenangabe. 0 °C oder 20 °C. Der Unterschied beträgt 7 bis 9 %[3].
  6. Kalibriernachweis. Prüfleckart, Kalibrierintervall und Temperaturkoeffizient. Bei einem Permeationsleck gehört die Umgebungstemperatur in die Prüfvorschrift[14].
  7. Reihenfolge im Prüfablauf. Dichtheitsprüfung vor jeder Nassprüfung[2].

Zur Verfahrenswahl: Für Anforderungen unter etwa 10⁻³ mbar·l/s empfiehlt Profectronics kein Druckabfallverfahren. Zwischen druckbasierten und prüfgasbasierten Verfahren liegen mehrere Dekaden. Längere Prüfzeiten schließen diese Lücke nicht. Nur ein anderes Verfahren schließt sie.

Geltung: Recherchestand August 2026. EN 1779 ist in Revision. Der Entwurf prEN 1779:2024 umfasst 61 Seiten. Die geltende Fassung von 1999 umfasst 15 Seiten[5], [6]. Prüfen Sie vor einer neuen Prüfvorschrift den Entwurf.

Profectronics baut Prüfstände und zertifiziert nicht. Die Konformitätsbewertung eines Prüflings trifft eine akkreditierte Stelle.

09

Quellen

Alle Fundstellen abgerufen im August 2026, Fundstelle [32] im Oktober 2026. Für Normen hinter Bezahlschranken stehen die Katalogeinträge der Herausgeber. Zahlenwerte aus diesen Normen stammen aus frei zugänglichen Vorschaufassungen. Prüfen Sie diese Werte vor einer verbindlichen Verwendung am Originalexemplar.

  1. Leybold GmbH · Fundamentals of Leak Detection · 2024 · www.leybold.com/content/dam/brands/leybold/downloads/gated/Fundamentals-of-leak-detection-2024.pdf · Herstellerkompendium
  2. Pfeiffer Vacuum · Compendium Leak Detection · abgerufen 2026 · www.pfeiffervacuum.com/media/documents/leak-detection-know-how/leak-detection-compendium-pfeiffer-vacuum.pdf · Herstellerkompendium
  3. ASTM International · ASTM E493/E493M-11(2022) · Standard Practice for Leaks Using the Mass Spectrometer Leak Detector in the Inside-Out Testing Mode · 2022 · store.astm.org/e0493_e0493m-11r22.html · Norm
  4. INFICON · A Comprehensive Guide to Leak Detection — Leak Testing in the Automotive Industry · 2016 · www.inficon.com/media/7992/download/-Portals-0-PDF-ebooks-INFICON_E-Book_LeakTestingInTheAutomotiveIndustry_mika00en-b_1604.pdf · Herstellerkompendium
  5. DIN Media · DIN EN 1779:1999-10 · Zerstörungsfreie Prüfung — Dichtheitsprüfung — Kriterien zur Auswahl von Prüfmethoden und -verfahren · 1999 · www.dinmedia.de/en/standard/din-en-1779/19709150 · Norm
  6. DIN Media · DIN EN 1779:2024-12 (Entwurf) · prEN 1779:2024 · 2024 · www.dinmedia.de/en/draft-standard/din-en-1779/384653977 · Normentwurf
  7. DIN Media · DIN EN 1593:1999-11 · Dichtheitsprüfung — Blasenprüfverfahren · 1999 · www.dinmedia.de/en/standard/din-en-1593/23304901 · Norm
  8. DIN Media · DIN EN 13184:2001-07 · Dichtheitsprüfung — Druckänderungsverfahren · 2001 · www.dinmedia.de/en/standard/din-en-13184/38031246 · Norm
  9. DIN Media · DIN EN 13185:2001-07 · Dichtheitsprüfung — Prüfgasverfahren (zurückgezogen) · 2001 · www.dinmedia.de/en/standard/din-en-13185/38031343 · Norm, zurückgezogen
  10. DIN Media · DIN EN ISO 20485:2018-05 · Dichtheitsprüfung — Prüfgasverfahren · 2018 · www.dinmedia.de/en/standard/din-en-iso-20485/278805559 · Norm
  11. BSI / ANSI Webstore · Vorschau BS EN ISO 20485:2018 (nationaler und europäischer Vorspann) · 2018 · webstore.ansi.org/preview-pages/BSI/preview_30334715.pdf · Normvorschau
  12. DIN Media · DIN EN 1330-8:1998-07 · Terminologie — Begriffe der Dichtheitsprüfung (zurückgezogen) · 1998 · www.dinmedia.de/en/standard/din-en-1330-8/5198490 · Norm, zurückgezogen
  13. ISO · ISO 20484:2017 · Non-destructive testing — Leak testing — Vocabulary · 2017 · www.iso.org/standard/68188.html · Norm
  14. ISO · ISO 20486:2017 · Non-destructive testing — Leak testing — Calibration of reference leaks for gases · 2017 · www.iso.org/standard/68191.html · Norm
  15. ISO · ISO 18081:2024 · Acoustic emission testing — Leak detection by means of acoustic emission · 2024 · www.iso.org/standard/84936.html · Norm
  16. ASTM International · ASTM E498/E498M-11(2022) · Standard Practice for Leaks Using the Mass Spectrometer Leak Detector or Residual Gas Analyzer in the Tracer Probe Mode · 2022 · store.astm.org/e0498_e0498m-11r22.html · Norm
  17. ASTM International · ASTM E499/E499M-11 · Standard Practice for Leaks Using the Mass Spectrometer Leak Detector in the Detector Probe Mode · 2017 / 2025 · store.astm.org/e0499_e0499m-11r17.html · Norm
  18. GlobalSpec / Engineering360 · ASTM E479 · Standard Guide for Preparation of a Leak Testing Specification — Status „Inactive" · abgerufen 2026 · standards.globalspec.com/std/1731798/ASTM%20E479 · Normstatus
  19. M. Block (Sensistor Technologies) · Hydrogen as Tracer Gas for Leak Testing · ECNDT 2006 · www.ndt.net/article/ecndt2006/doc/Tu.2.6.1.pdf · Konferenzbeitrag
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