Leckageortung mit Prüfgas: Wie das Wasserstoff-Stickstoff-Verfahren funktioniert

Aus welcher Gasmischung besteht das Prüfgas?

Als Prüfgas ist am Markt Formiergas mit 5 Volumenanteilen Wasserstoff in 95 Volumenanteilen Stickstoff der Standard, weil diese Mischung außerhalb der Explosionsgrenzen von Wasserstoff in Luft liegt und trotzdem die für die Ortung nötige Nachweisempfindlichkeit erreicht.

Wasserstoff ist in Luft zwischen einem Anteil von 4 % und 75 % brennbar; die Mischung 5/95 hält den Wasserstoffanteil deutlich unterhalb der unteren Zündgrenze, sobald das Gas auf Umgebungsluft trifft. Zusätzlich verdünnt sich der austretende Anteil an der Leckstelle in Sekunden weiter, weil Wasserstoff sofort nach oben aufsteigt.

Reiner Wasserstoff wird deshalb im Gebäudeinneren nicht verwendet. Auch der teure Tracer Helium ist zwar physikalisch möglich, wird aber vor allem in industriellen Prüfständen und der Vakuumtechnik eingesetzt, kaum im Wohnungsbau.

Die Bezeichnung Formiergas stammt aus der Schweißtechnik, wo dieselbe Mischung als Wurzelschutzgas beim Schweißen nichtrostender Stähle dient — die Ortung nutzt damit ein etabliertes und breit verfügbares Industriegas.

Wie läuft die Ortung mit Prüfgas Schritt für Schritt ab?

Der Ablauf umfasst fünf Arbeitsschritte: Absperren und Entleeren des Leitungsabschnitts, Dichtheitsvorprüfung, Befüllen mit Formiergas und Aufbau eines definierten Überdrucks, systematisches Abfahren der Fläche mit einem Wasserstoffsensor und abschließende Bestätigung der Fundstelle durch eine zweite Messung.

Vor dem Einleiten des Prüfgases wird der Abschnitt mit Druckluft oder Stickstoff vorgeprüft, um sicherzustellen, dass er überhaupt eine Undichtigkeit aufweist — sonst wird das teurere Formiergas gespart. Für die Dichtheitsprüfung nennt das ZVSHK-Merkblatt einen Prüfdruck von 150 hPa und eine anschließende Belastungsprüfung mit maximal 3 bar bis Nennweite DN 50.

Nach dem Befüllen wird die Oberfläche in engen Bahnen, üblicherweise in Abständen von 10 cm bis 20 cm, mit einem Handmessgerät abgesucht. Übliche Wasserstoffsensoren arbeiten im ppm-Bereich, sodass bereits winzige Leckraten deutlich vom Umgebungswert abweichen.

An der Stelle mit der höchsten Konzentration wird der Rohrverlauf mit einer zweiten Ortungsart bestätigt und erst dann punktuell auf typischerweise 20 cm mal 20 cm geöffnet.

• Schritt 1: Betroffenen Strang absperren, Wasser vollständig ablassen
• Schritt 2: Dichtheitsvorprüfung mit Luft oder Stickstoff, Druckabfall protokollieren
• Schritt 3: Befüllen mit Formiergas 5/95, Überdruck typischerweise 0,5 bar bis 1 bar
• Schritt 4: Rastersuche mit Wasserstoffsensor, mehrere Bahnen über der Leitung
• Schritt 5: Bestätigung durch Kontrollmessung und Leitungsortung, punktgenaue Freilegung

Wo hat die Ortung mit Prüfgas ihre Stärken?

Prüfgas ist immer dann die Methode der Wahl, wenn Druck und Temperaturunterschied als Signalquellen ausfallen — vor allem bei drucklosen Leitungen, sehr kleinen Leckraten und Ortungen unter dampfdiffusionsdichten Belägen.

In der Trinkwasser-Installation zeigt Prüfgas seine Stärken an schleichenden Undichtigkeiten hinter Verbundestrich, bei denen kein Betriebsgeräusch mehr entsteht. Auch an Fußbodenheizungen wird es eingesetzt, wenn die Heizschlangen entleert werden können und die Warmwasser-Thermografie kein klares Bild liefert.

Bei Heizungsanlagen kommt die Methode nach dem Entleeren eines Heizkreises zum Zug. Der Kreis wird am Verteiler abgesperrt und über einen Kesselanschluss oder eine Rücklauftrennstelle mit Formiergas gefüllt.

Ein weiterer Einsatzbereich sind erdverlegte Trinkwasser- oder Regenwasserleitungen, bei denen die klassische Schallortung durch Bodenlärm oder größere Verlegetiefen an ihre Grenzen stößt.

Wo stößt die Prüfgasortung an Grenzen?

Grenzen ergeben sich, wenn das Prüfgas seitlich abwandern kann, wenn die Leitung nicht sauber absperrbar ist oder wenn benachbarte Strukturen wie offene Randfugen, Installationsschächte und Hohlraumdecken das Gas verschleppen.

In Altbauten mit undichten Sockelanschlüssen oder offenen Estrichrandfugen wandert das Gas über weite Strecken. Der Sensor zeigt dann eine erhöhte Konzentration an einer Stelle, die mehrere Meter neben der eigentlichen Leckage liegt — jede Messung muss deshalb durch Referenzpunkte abgesichert werden.

Auch die Betriebsart schränkt ein: Solange Wasser in der Leitung steht, muss zuerst vollständig entleert werden. Bei stark verzweigten Verteilungen ist das mit erheblichem Aufwand verbunden, weil sonst Wasserpolster in Hochpunkten den Prüfgasdruck lokal abfangen.

Und selbst dort, wo das Gas ankommt, kann eine schlecht belüftete Umgebung die Ortung erschweren: Der Wasserstoffanteil in der Raumluft steigt insgesamt an und das Signal-Rausch-Verhältnis am Sensor sinkt.

• Offene Randfugen und Anschlussschlitze verschleppen das Signal
• Vollständige Entleerung des Abschnitts ist Grundvoraussetzung
• Stark verzweigte Netze erhöhen den Vorbereitungsaufwand deutlich
• Handsensoren reagieren auf jede Wasserstoffquelle, auch auf ausgasende Batterien
• Belüftete Kellerräume verdünnen die Konzentration und erschweren die Punktbestimmung

Wie wird das Verfahren normativ eingeordnet?

Fachlich fällt die Ortung mit Formiergas unter die Prüfgasverfahren nach DIN EN 1779 („Zerstörungsfreie Prüfung — Dichtheitsprüfung — Kriterien zur Auswahl von Methoden und Verfahren"), die die Methoden nach ihrer Nachweisempfindlichkeit und ihrer Eignung für den Prüfobjekttyp klassifiziert.

Prüfgasverfahren mit Wasserstoff- oder Heliumsensor liegen in dieser Klassifizierung unter den empfindlichsten in Frage kommenden Verfahren, deutlich über der Nachweisgrenze klassischer Druckprüfungen. Moderne Handsensoren erreichen bei Formiergas Nachweisgrenzen im ppm-Bereich.

Die Norm ist keine Anleitung, sondern eine Auswahlhilfe. Sie beschreibt, welches Verfahren für welchen Prüfobjekttyp geeignet ist, und bildet die technische Grundlage für die Wahl von Prüfgas gegenüber Alternativen wie Ultraschall- oder Blasenverfahren.