Druckluftleckageanalyse

Leckagen machen jeden Betreiber von Druckluftanlagen zum Zauberer, denn mit den Leckagen kann er ganz einfach sein Geld in Luft auflösen.

Druckluft ist ein hochwertiger und teurer Energieträger, entsprechend sorgfältig sollte mit Druckluft umgegangen werden. Leider geht in den Betrieben noch immer ein großer Teil der erzeugten Druckluft ungenutzt durch Leckagen verloren. Erfahrungen aus der Praxis belegen, dass die Leckageanteile in der Industrie meist zwischen 15 und 70 % liegen. Der Leckageanteil ist dabei definiert als Anteil, der durch Leckagen entweichenden Luftmenge, im Verhältnis zur insgesamt erzeugten Druckluftmenge. Betrachtet man lediglich die Leckagen während der Produktionszeiten, ist der Leckageanteil meist deutlich niedriger, da der Leckageanteil außerhalb der Produktionszeiten meist 100 % beträgt.

Als vernünftige Zielgröße sollte ein Gesamtleckageanteil von 10 % und weniger angestrebt werden. Eine Reduktion der Leckagen unter diesem Anteil ist in den meisten Fällen nur mit einem sehr hohen Aufwand zu erzielen und deshalb meist nicht wirtschaftlich. Berücksichtigt werden sollte zudem stets, dass der Leckageanteil auch vom Industriesektor abhängt.
So sind im Bereich der Chemie und Pharmaindustrie deutlich niedrigere Leckageanteile zu erwarten als in der rauen Umgebung z. B. eines Giesserei- oder Zementwerkes. Die Höhe des Leckageanteiles hängt jedoch in einem viel stärkeren Maße von den Anstrengungen der einzelnen Unternehmen ab.

Sie haben es also selbst in der Hand, Ihre Leckagen zu reduzieren und damit erhebliche Kosten und Energie zu sparen. Meist fehlt jedoch die Kenntnis des Leckageanteiles. Wir zeigen Ihnen im Folgenden, wie Sie zu einer einfachen Ermittlung der Leckagemengen in Ihrem Unternehmen kommen.

Ermittlung der Druckluftleckagen Behältermethode

Eine vereinfachte Bestimmung der Leckagen ist über eine Messung mittels der Entleerung des Druckbehälters möglich. Zur Durchführung der Messung werden lediglich eine Uhr und ein Manometer benötigt. Bekannt sein muss zudem das Speichervolumen des Behälters sowie ggf. des Druckluftnetzes. Zur Messung werden der Behälter und das Druckluftsystem zunächst auf den oberen Abschaltdruck gebracht, während alle Druckluftverbraucher außer Betrieb sind. Dann wird der Kompressor ausgeschaltet, und es erfolgt keine weitere Druckluftnachspeisung in das System.

Gestoppt wird nun die Zeit T, die vergeht, bis aufgrund der Leckagen ein Druckabfall von 1 bis 2 bar eingetreten ist. Dabei kann die Wahl der Drücke, zwischen denen die Messung erfolgt, frei gewählt werden. Je dichter aber der gewählte Druck am Ausschaltdruck Ihrer Drucklufterzeugung liegt, desto genauer ist diese Messung für die Leckagemenge. Mit den Angaben zum oberen Druck und dem unterem Druck kann nun anhand der gestoppten Zeit und des Speichervolumens die Leckagemenge bestimmt werden. Es gilt:

 

VL = Leckagemenge
VB = Druckbehältervolumen
pA = Druckbehälteranfangsdruck
pE = Druckbehälterenddruck
t   = Messzeit

Sofern das Speichervolumen in den Verteilleitungen im Verhältnis zum Behältervolumen groß ist, sollte es bei der Berechnung mitberücksichtigt werden (Faustregel: Liegt der Leitungsanteil unter 5 %, kann die Berücksichtigung entfallen).

Wir unterstützen Sie gern bei der Ermittlung Ihrer Leckagemenge, wobei unsere Aufgabe meistens mit dem Aufspüren von Leckagen in Ihrem Betrieb beginnt.

Nachdem Sie Ihre individuellen Einsparpotenziale durch die Reduzierung der Leckagen ermittelt haben, gilt es, im nächsten Schritt Maßnahmen umzusetzen um die Leckagen tatsächlich zu reduzieren. Dazu ist es erforderlich, die Leckagestellen im Betrieb aufzufinden. Bekanntermaßen treten die Leckagen zum überwiegenden Teil im letzten Drittel der Druckluftverteilung auf. So sind insbesondere Schläuche, Kupplungen, Zylinder, Wartungseinheiten und ähnliche Komponenten anfällig für Leckagen.

In vielen Fällen reicht es, zum Aufspüren von Leckagen schon während der Betriebsruhe durch den Betrieb zu gehen. Leckagen machen sich häufig durch Zischgeräusche deutlich bemerkbar.
Wenn einer unserer Servicetechniken auf die Suche geht, lassen sich auch noch unerkannte Druckluftleckagen durch ein Ultraschallortungsgerät finden.
In diesem Fall stören auch normale Geräusche die Identifikation der Leckagestellen nicht.

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Dokumentation von Leckagen

Während der Begehung des Betriebes mit einem Lecksuchgerät erstellt unser Servicetechniker auch eine Dokumentation der Leckagestellen. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Leck nicht sofort beseitigt werden kann. Bei der Leckagekennzeichnung wird zwischen drei Kategorien von Leckagen unterschieden.

Alle Labels haben je nach Kategorie unterschiedliche Farben haben und die folgenden Informationen enthalten:
• Nr. der Leckagestelle
• verantwortliche Person

In vielen Fällen ist es hilfreich, die Leckagestellen zusätzlich mit Hilfe einer Digitalkamera zu dokumentieren.

Die Suche und Beseitigung stellt hierbei keinen einmaligen Vorgang dar, sondern er müsste in regelmäßigen Zeitintervallen wiederholt werden, da Leckagen stets aufs Neue auftreten, vielfach auch an immer den gleichen Stellen. Deshalb empfiehlt es sich, die Dokumentation der Leckagestellen zu systematisieren und so auch störanfällige Komponenten oder Schwachstellen zu identifizieren. Die Dokumentation der Leckagen können wir Ihnen auch z. B. anhand von einer Excel-Liste erstellen, die beispielsweise die folgenden Informationen enthalten kann:
• Nr. der Leckage [laufende Nummer der gefundenen Leckage]
• Ort der Leckage [soweit bekannt genaue Bezeichnung des Arbeitsplatzes und der Stelle, an der das Leck auftritt ggf. Foto]
• Leckageklasse [A, B, C]
• Bezeichnung der defekten Komponente [Kupplung, Wartungseinheit, Schlauch, Ventilinsel, Zylinder etc.]
• möglicher Grund der Leckage
• Datum der Identifikation
• Datum der Beseitigung wenn die Leckage bei der Suche beseitigt werden kann
• verantwortliche Person

Wird dieses Vorgehen konsequent durchgeführt, so lassen sich Leckagen sicher und zuverlässig erkennen und beseitigen. Aufgrund der mit den Leckagen verbundenen hohen Kosten rechnet sich der Aufwand für die Dokumentation der Leckagen schnell. Gleichzeitig liefert sie auch Hinweise für die vorausschauende Instandhaltung. Über der Identifikation und der Dokumentation von Leckagen darf natürlich die Beseitigung der Leckagen nicht vergessen werden.

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Fazit

Druckluftleckagen sind die Ursache für die häufigste und größte Energie- und Kostenverschwendung im Bereich der Druckluftversorgung und somit auch eine unnötige CO² Belastung für unsere Umwelt. Überprüfen und beseitigen Sie Leckagen in Ihrem Druckluftsystem regelmäßig (mindestens einmal pro Jahr). Leihen oder kaufen Sie ein Ultraschall-Leckagesuchgerät oder Sie lassen einen unserer Servicemonteure kommen. Dokumentieren und markieren Sie die bei der Suche gefundenen Leckagen deutlich.

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