Gaslekdetectie

Welke gassen kun je met akoestische lekdetectie opsporen?

Akoestische lekdetectie (ultrasoon) werkt niet op één specifiek gas. Het werkt op elk gas dat onder druk door een opening ontsnapt. In dit artikel leggen we uit waarom dat zo is, welke gassen je in de praktijk tegenkomt en wat een lek per gastype betekent voor je bedrijf.

Het principe: geluid, niet gas

Een akoestische camera detecteert geen gasconcentratie. Hij detecteert geluid: het ultrasone geluid dat ontstaat wanneer gas onder druk door een opening stroomt. Of dat nu perslucht is, stikstof, waterstof of ammoniak maakt voor het meetprincipe niet uit. Zolang er een drukverschil is, produceert het lek een geluidssignaal.

Dit is het fundamentele verschil met conventionele gasdetectie. Vaste sensoren en handheld sniffers zijn gasspecifiek: een ammoniak-sensor detecteert geen methaan, een infraroodsensor reageert niet op waterstof. Een akoestische camera detecteert ze allemaal met één instrument.

De beperking is het omgekeerde: akoestische detectie vertelt je niet welk gas er lekt. Alleen dát er gelekt wordt en wáár. In de meeste industriële situaties weet je welk gas er in een leiding zit, dus dat is zelden een probleem.

De gassen in de praktijk

Perslucht

Het meest voorkomende medium bij akoestische lekdetectie. Perslucht is in vrijwel elke productiefaciliteit aanwezig: voor pneumatiek, verpakking, transport, reiniging en instrumentatie. Lekken in persluchtleidingen kosten geen gas maar wel energie. Bij continue bedrijfsvoering (24/7) lopen de kosten van één klein lek al op tot meer dan €1.200 per jaar.

Stikstof (N₂)

Stikstof wordt breed ingezet als inert gas: voor blanketing van opslagtanks, inertisering van reactoren en leidingen, als beschermgas bij lasprocessen, en in MAP-verpakking in de voedingsmiddelenindustrie. Stikstof is 3 tot 8 keer duurder dan perslucht*. Een stikstoflek is dus per liter significant duurder dan een persluchtlek.

Waterstof (H₂)

Waterstof is onzichtbaar, reukloos en extreem brandbaar. Conventionele gasdetectie van waterstof is lastig: infraroodsensoren werken niet op H₂ (waterstof absorbeert geen IR-straling), en katalytische sensoren hebben beperkingen bij hoge concentraties. Akoestische detectie omzeilt dit probleem volledig: het geluid van het lek is onafhankelijk van de chemische eigenschappen van het gas. Met de groei van waterstof als energiedrager neemt het belang van betrouwbare lekdetectie toe. Waterstof is bovendien het duurste industriegas, waardoor elk lek direct financieel voelbaar is. Lees ook: waterstof lekdetectie en waarom traditionele methoden tekortschieten

CO₂ (kooldioxide)

CO₂ wordt gebruikt bij carbonatatie in brouwerijen en frisdrankindustrie, als natuurlijk koelmiddel (R-744), voor pH-regulering in waterbehandeling, en als beschermgas bij lassen. In hoge concentraties is CO₂ verstikkend. Een lek in een afgesloten ruimte is een direct veiligheidsrisico. Akoestische detectie vindt het lek voordat concentraties gevaarlijk worden.

Ammoniak (NH₃)

Standaard koelmiddel in de voedingsmiddelenindustrie: zuivelfabrieken, vleesverwerkingsbedrijven, distributiecentra met vriesopslag. Ammoniak is toxisch, al bij lage concentraties irriterend en in bepaalde mengverhoudingen met lucht explosief. Ammoniak-koelinstallaties vallen onder PGS-13 en de machinekamer wordt aangemerkt als ATEX-zone. Vaste ammoniak-detectie bewaakt de machinekamer. Maar leidingwerk door productieruimtes en technische gangen valt vaak buiten die bewaking. Een periodieke akoestische inspectie brengt lekken in kaart die buiten het bereik van vaste sensoren zitten.

Lees ook: ATEX-zones uitgelegd: wat betekent zone 2 voor lekdetectie?

F-gassen (koudemiddelen)

F-gassen zoals R-134a, R-410A en R-32 worden gebruikt in klimaatinstallaties en industriële koeling. Ze zijn sterk broeikaswerend: het Global Warming Potential (GWP) van R-410A is 2.088 keer dat van CO₂. De F-gassenverordening verplicht bedrijven tot periodieke lekcontrole. Akoestische detectie kan een aanvulling zijn op de verplichte lekcontrole, met name voor het lokaliseren van lekken in complexe installaties.

Methaan (CH₄)

Methaan komt voor in de olie- en gaswinning, biogasinstallaties en afvalverwerking. Het is brandbaar, explosief en een krachtig broeikasgas (GWP van 80 over 20 jaar). LDAR-programma’s (Leak Detection and Repair) in de petrochemie richten zich voor een belangrijk deel op methaanlekken. Akoestische detectie wordt hierbij ingezet als snelle screeningsmethode om grote aantallen componenten te scannen.

Lees ook: Lekdetectie-normen voor industriële gassen: van LDAR tot NTA 8399

Propaan, butaan en andere koolwaterstoffen

Bij opslagterminals, LPG-installaties en chemische processen. Brandbaar en explosief. Lekdetectie is hier primair een veiligheidskwestie, niet een kostenvraag. Akoestische detectie werkt voor alle koolwaterstoffen onder druk.

Stoom

Stoom is strikt genomen geen gas maar een damp. Voor het meetprincipe maakt dat niet uit: stoom die onder druk door een opening ontsnapt produceert hetzelfde ultrasone geluid als een gaslek. Stoomlekken bij flenzen, appendages en doorvoeren zijn daardoor met dezelfde akoestische camera op te sporen, tijdens bedrijf. Een stoomlek kost direct energie (de ketel moet het verlies continu aanvullen) en vormt bovendien verbrandingsgevaar voor wie er onverwacht mee in aanraking komt. In stoomnetten voor procesverwarming en tracing lopen de verliezen van een handvol lekken snel op.

Overzicht per gastype

Wanneer akoestische detectie niet werkt

Geen drukverschil, geen geluid. Akoestische detectie werkt op basis van het geluid dat een drukverschil produceert. Bij systemen zonder drukverschil (bijvoorbeeld zwaartekrachtleidingen of open tanks) is er geen signaal om te detecteren.

Vacuümsystemen. Bij vacuümlekken stroomt lucht naar binnen in plaats van gas naar buiten. Het geluidssignaal is zwakker en moeilijker te lokaliseren. In de praktijk brengen we daarom voor vacuümlekdetectie doorgaans een aanvullende ultrasone geluidbron in de leiding aan.

Zeer kleine lekken bij een klein drukverschil. Bij hele kleine openingen in combinatie met een klein drukverschil kan het ultrasone signaal onder de detectiedrempel vallen. In deze gevallen zijn tracer-gasmethoden (helium, waterstof) geschikter.

Geen gasidentificatie. De camera vertelt je niet welk gas er lekt. In installaties met meerdere gastypen in dezelfde ruimte moet je weten welk gas in welke leiding zit.

Lees ook: Kruisgevoeligheid bij vaste gasdetectie: waarom gasspecifieke sensoren hun eigen blinde vlekken hebben

Wat past bij jouw situatie?

* Factor 3 bij eigen stikstofproductie ter plaatse (PSA-generator). Factor 8 bij inkoop van vloeibare stikstof in bulk. Het verschil hangt af van verbruiksvolume, contractvorm en locatie.

GasProtex spoort gas- en persluchtlekken op in de Nederlandse industrie, met een akoestische camera die ATEX-gecertificeerd is voor zone 2 en 22.

Veelgestelde vragen