Bevor die Sonde den Boden verlässt: Helium-Überdruck-Leckprüfung

Bericht​ Ende Oktober führte die Tiefverarbeitungsanlage bei Dinoer eine Überdruck-Helium-Leckprüfung an jedem Teil einer Charge von ICCP-MMO-Sondenanoden durch. Es werden keine Bestelldetails bekannt gegeben. Dies war ein routinemäßiges Qualitätstor in der Produktionslinie.

Eine Sondenanode hat keine komplizierte Form: ein Stück Titanrohr der Güteklasse 2, ein Ende an einen Flansch geschweißt, das andere mit einer Kappe versehen, ein Kupferleiter verläuft durch die Mitte, das Kabelende ist mit Harz vergossen. Kompliziert ist die Siegelkette. Der Flansch-O-Ring, die wärmebeeinflusste Schweißzone, die Harzschnittstelle, der Punkt, an dem das Kabel austritt – all das kann einen Pfad im Mikrometerbereich verbergen. Sobald Meerwasser oder Bodenfeuchtigkeit eindringt, wandert es entlang des Kupfers, oxidiert den Leiter und tötet die gesamte Sonde zwei Jahre nach der Versenkung ab.

„Wenn die Beschichtung versagt, können Sie neu beschichten. Wenn die Versiegelung versagt, gibt es nichts zu retten.“ Der Bediener an dieser Station sagte es, ohne vom Messgerät aufzublicken.

Der Test verwendet Überdruck. Das Teil wird mit hochreinem Helium gefüllt und an die Umgebungsluft gebracht. Eine Helium-Massenspektrometersonde scannt langsam die äußere Oberfläche. Helium hat eine kleine Molekülgröße und eine niedrige Viskosität, sodass es Poren findet, die für das Auge nicht sichtbar sind. Das Instrument misst bis in den Bereich von 10⁻¹² Pa·m³/s – eine bessere Abdeckung als Vakuumschnüffeln, insbesondere an Ecken und in der Kabelübergangszone, wo Unterdruckmethoden häufig fehlschlagen.

Beim ersten Stück dieser Charge empfing die Sonde ein Signal 5 mm innerhalb der L-Ecke. Messwert: 1,2×10⁻⁷ Pa·m³/s, zwei Größenordnungen über dem internen Grenzwert. Sie haben es aufgeschnitten. Die Ecke wies eine haarfeine fehlende Verbindung auf – keinen durchgehenden Riss, sondern lediglich eine Mikroporosität an der Wurzel des Schlüssellochverschlusses. Auf dem Röntgenfilm nahezu unsichtbar.

Die Lösung war klar: Zurück zum Schweißtisch, erneute Fase, geringere Wärmezufuhr, erneut schweißen, erneut testen. Der zweite Durchgang ergab 3×10⁻⁹ Pa·m³/s, eine Größenordnung unter dem Grenzwert.

Von diesem Zeitpunkt an wurde die Charge von der Probenahme zur 100 %-Prüfung übergegangen. Für jede Sonde sind jetzt der Leckagewert, die Schweißchargennummer und die Beschichtungsladungs-ID im Archiv zusammengefasst. Eine Kette, in beide Richtungen rückverfolgbar.

Der Werkstattingenieur brachte es auf den Punkt: Eine kathodische Schutzanlage bleibt zehn Jahre oder länger im Untergrund. Ein Anodenversagen beginnt normalerweise nicht mit der Beschichtung. Es beginnt mit dem Siegel. „Der Kunde sieht diesen Schritt nie. Das Meerwasser schon.“

Die Überdruck-Helium-Leckprüfung ist heute ein Standardschritt in der Tiefverarbeitungssequenz – sie umfasst Sonden, flexible Anodenverbindungen, rohrförmige Anodenendkappen und alles mit einer internen leitenden Verbindung.