Traditionele gaslekdetectie mist stelselmatig allerlei lekken. Het schermbeeld van de akoestische camera laat zien hoe het anders kan: een microfoonarray maakt zichtbaar waar het ultrasone lekgeluid vandaan komt, hier als kleurvlek op een flensverbinding, gemeten op één meter afstand. Rechts het frequentiespectrum: het lekgeluid zit boven de grens van het menselijk gehoor, en de camera rekent het lek direct om naar een debiet | Foto: Gasprotex
Vaste detectoren, draagbare snuffelaars, de zeepsoptest, de drukvaltest, de infrarood gascamera: elke traditionele methode heeft een blinde vlek. Samen laten ze meer lekken liggen dan de meeste procesbedrijven beseffen. Dat kost geld, energie, en het brengt bovendien de veiligheid in gevaar.
In vrijwel elke procesinstallatie wordt op lekken gecontroleerd. Vaste gasdetectoren bewaken de risicozones, een monteur loopt met een draagbare snuffelaar langs verdachte punten, en bij twijfel komt de spuitfles met zeepsop erbij. Stuk voor stuk nuttige methodes, maar met deze traditionele controles is een bedrijf nog niet lekvrij.
Elke traditionele methode heeft namelijk een blinde vlek, en juist in die blinde vlekken lopen de kosten op.
Vaste detectoren
Een stationaire puntdetector bewaakt slechts een beperkte zone rond zichzelf. Het gas moet de sensor fysiek bereiken voordat hij iets meet, en in de praktijk beslaat die dekking maar enkele meters. Zo’n detector wordt geplaatst waar het veiligheidsrisico het grootst is, namelijk waar mensen werken. Maar een lek dat een paar meter buiten dat bereik ontstaat, “ruikt” hij niet. Een installatie telt al snel honderden flenzen, koppelingen, kleppen en lasnaden. Een handvol vaste sensoren dekt daar maar een fractie van. Bovendien zijn ze afgesteld op een alarmdrempel (vaak een percentage van de onderste explosiegrens): ze slaan pas alarm bij een gevaarlijke concentratie, en niet bij een klein, chronisch lek dat onder die drempel blijft, maar wél maand na maand product en energie weglekt. Naast deze puntdetectoren bestaan er ook openpath detectoren. Deze verruilen het punt voor een lijn: een infraroodbundel van zender naar ontvanger bewaakt een traject van tientallen meters tot ruim 100 meter. Dit traject dekt aanzienlijk meer dan een puntsensor, maar kampt met 2 beperkingen.
Ten eerste registreert hij alleen gas dat dwars door de bundel drijft (een lek dat buiten de bundel blijft, mist hij). Ten tweede is het een infraroodtechniek en daarom ziet hij alleen gassen die infrarood absorberen, dus methaan en koolwaterstoffen wel, maar perslucht, stikstof en waterstof niet. Daarnaast bestaat er een vaste, stationaire ultrasone lekdetector die continu naar lekgeluid luistert. Maar ook deze opstelling deelt de grootste beperking van alle vaste detectiemethoden: ze bewaken een vooraf gekozen zone en lopen de installatie niet af. Het meetbereik wordt groter, maar het dekkingsprobleem blijft.
Draagbare snuffeldetectoren
De draagbare gasdetector of “snuffelaar” lost het vaste-punt-probleem deels op: je beweegt hem naar de verdachte plek. Maar daarmee verschuift het probleem naar de mens. Je moet de sensor fysiek dicht bij elk lek brengen, punt voor punt, en je moet vooraf weten waar je moet zoeken. Hooggelegen leidingbruggen, moeilijk bereikbare hoeken en plekken waar je simpelweg niet langs bent gelopen, blijven ongecontroleerd. De snuffeldetector is dus maar zo goed als de route die de bediener loopt en de hand die hem vasthoudt. Het resultaat hangt af van de looplijn, de tijd en de ervaring van de monteur, en een installatie compleet aftasten met een puntsensor is in de praktijk ondoenlijk.
De akoestische camera lokaliseert het lek op afstand, terwijl de installatie in bedrijf blijft | foto: Gasprotex
Andere sensortechniek?
Of een detector nu vast of draagbaar is, hij steunt op een sensortype dat bij het gas past: een katalytische (pellistor) of infrarood sensor voor brandbare gassen (LEL), een elektrochemische cel voor toxische gassen en zuurstof, of een foto-ionisatiedetector (PID) voor vluchtige organische stoffen. Waterstof absorbeert overigens geen infrarood en vraagt juist een pellistor. Die keuze bepaalt welk gas je betrouwbaar meet, niet hoeveel van je installatie je in beeld hebt. Een perfect gekozen sensor op de verkeerde plek, of net te ver van het lek, meet nog steeds niets. Het dekkingsprobleem zit dus niet in het type sensor, maar in waar en wanneer je meet.
Zeepsop en bellentest
De zeepsoptest is goedkoop en betrouwbaar, maar alleen op verbindingen die je fysiek kunt bereiken en waar je al een lek vermoedt. Op een flens boven je hoofd, in een krappe pijpenstraat of op een leiding onder druk die je niet kunt benaderen, houdt het op. Het is een methode om een vermoeden op specifieke punten te bevestigen, geen manier om een hele installatie te scannen.
Drukvaltest
Een druk- of drukvaltest maakt duidelijk dat je systeem lekt door de drukdaling te meten. Nuttig om een lek aan te tonen, maar niet om het te lokaliseren. Bovendien moet je voor zo’n test het systeem vaak buiten bedrijf stellen. Met deze test kom je er dus achter dát er een probleem is, maar niet welke van de honderden verbindingen de oorzaak is. Dat geldt breder: meerdere traditionele methodes laten wel zien dat er ergens een lek is, maar niet waar. En juist het lokaliseren kost de meeste tijd.
Infrarood gascamera
Een optische gascamera (optical gas imaging) maakt een gaswolk op afstand zichtbaar. Een sterke methode, want hij brengt een hele scène ineens in beeld in plaats van één meetpunt. De beperking ervan zit ‘m erin dat zo’n camera alleen gassen registreert die IR absorberen bij de golflengte waarop hij werkt, zoals methaan en veel koolwaterstoffen. Perslucht, stikstof, zuurstof en waterstof blijven onzichtbaar. Daarnaast is voldoende temperatuurverschil tussen gas en achtergrond nodig en een vrije zichtlijn, en kwantificeren van een lek blijft lastig. Dit is dus een waardevolle methode voor specifieke gassen, maar geen universele oplossing. Juist de gassen die een installatie het meest verspilt, perslucht voorop, ziet hij niet.
3 soorten lekken blijven liggen
Leg je de methodes naast elkaar, dan zie je 3 categorieën die er telkens doorheen glippen:
Perslucht en andere niet-toxische media
Hiervoor hangt meestal geen vaste detector; het is immers niet gevaarlijk. Toch is persluchtlekkage een van de duurste verborgen kostenposten in de industrie. Uit praktijk- en energiecijfers blijkt dat 20-30% van de geproduceerde perslucht via lekken verloren gaat. Dat is veel verspilde elektriciteit.
Kleine, chronische lekken onder de alarmdrempel
Geen acuut veiligheidsrisico, dus de detectie zwijgt, maar bij methaan, stikstof, CO₂ of koudemiddelen tikt de rekening door, financieel en in emissies. Voor bedrijven in de fossiele-energieketen scherpt de EU-Methaanverordening de eisen rond methaanlekken aan. Breder in de industrie maakt de herziene F-gassenverordening koudemiddellekken steeds meer een compliance-kwestie. Juist deze onzichtbare lekken komen daarmee nadrukkelijker in beeld.
Alles tussen twee inspecties in
Een periodieke controle is een momentopname. Een lek dat een week na de jaarlijkse ronde ontstaat, lekt 11 maanden ongemerkt door. In dat gat lopen de kosten op.
Akoestische detectie
Mobiele akoestische (ultrasone) lekdetectie pakt precies het zwakke punt aan dat de hierboven besproken methodes gemeen hebben, namelijk dekking. Een lek produceert ultrasoon geluid dat het menselijk oor niet hoort. Met een akoestische camera loopt een operator langs de leidingen, maakt dat geluid zichtbaar en lokaliseert het lek op afstand, zonder de installatie stil te hoeven leggen. (Er bestaan ook vaste akoestische detectoren, maar die bewaken opnieuw slechts één zone; juist het aflopen van de installatie maakt hier het verschil.) Zo scan en analyseer je in één ronde de hele installatie, inclusief de hooggelegen en onbereikbare delen die de andere methodes overslaan. En omdat de methode het geluid van de ontsnapping zelf registreert, werkt ze ongeacht het gas: ultrasoon detecteert ook perslucht, stikstof en waterstof, die een infraroodcamera niet ziet. Ook deze methode heeft een beperking: er moet een drukverschil zijn dat het gas laat uitstromen en turbulentie (en daarmee ultrasoon geluid) veroorzaakt. Een diffuus lek zonder noemenswaardige stroming hoor je niet, en de gevoeligheid neemt af met de afstand en bij veel omgevingsgeluid.
Combineren
Kortom, geen enkele methode is universeel. De kracht zit hem in de combinatie:
Vaste puntdetectie = bewaken (ruiken) van een risicozone, voor veiligheid.
Draagbare meting, zeepsop en drukvaltest = bevestigen van een vermoeden op één plek.
Infrarood gascamera = zien van IR-actieve gassen op afstand.
Akoestische survey = horen en lokaliseren van lekken over de hele installatie, ongeacht het gas.
Deze methodes concurreren dus niet met elkaar, maar dekken elkaars blinde vlekken. De kern: een bedrijf dat alle traditionele controles toepast, is veilig, maar daarmee niet lekvrij. Wie energiekosten en emissies serieus neemt, behandelt veiligheid en lekopsporing als twee overlappende, maar aparte belangen, en zorgt voor een methode die de hele installatie dekt.
Praktische handvatten
Voor wie de dekkingsgaten in de eigen installatie wil inschatten, drie vragen:
Welk deel van mijn verbindingen wordt überhaupt gecontroleerd, en hoe vaak?
Tel je flenzen, kleppen en koppelingen, en wees reëel over wat een vaste sensor of een handmatige route daadwerkelijk bereikt.
Meet ik mijn persluchtlekkage?
Zo niet, dan is dat het laaghangend fruit, meestal direct in euro’s uit te drukken. De ISO 11011 norm geeft een kader om persluchtsystemen systematisch te beoordelen.
Kwantificeer ik lekken, of registreer ik ze alleen?
Pas als elk lek een euro- en CO₂-cijfer krijgt, kun je prioriteren: wat eerst repareren, en wat kan wachten.
