Wie wird die Leckagemenge einer Druckluftleitung ermittelt?

Grundlegende Überlegungen zur Berechnung des Luftverlusts

Die Leckagemenge einer Druckluftleitung bezeichnet in der Regel das Volumen des innerhalb einer bestimmten Zeitspanne aus dem Druckluftsystem entweichenden Gases. Bei der Berechnung empfiehlt es sich, die Rohrleitungen, den Luftbehälter sowie die zugehörigen Entnahmestellen als ein geschlossenes Volumen zu betrachten; nach Abschaltung oder Isolierung der Entnahmestellen wird die Druckabfallgeschwindigkeit beobachtet und anschließend unter Berücksichtigung des Gesamtsystemsvolumens in eine Leckagemenge umgerechnet.

Übliche Berechnungsmethoden

• Druckabfallmethode:Die Leckagemenge wird anhand des Systemvolumens und des Druckabfalls geschätzt; diese Methode eignet sich für eine schnelle Vorabprüfung vor Ort.
• Volumenmethode:Unter der Voraussetzung, dass das Behältervolumen bekannt ist, wird anhand der Druckdifferenzänderung die Menge an freier Luft ermittelt, die pro Zeiteinheit aus dem Behälter austritt.
• Durchflussmesserverfahren:Im Betriebszustand mit Nachdruck oder im Leerlauf wird über den Durchflussmesser der zur Aufrechterhaltung des Drucks erforderliche Durchfluss gemessen und als Leckagereferenz herangezogen.

Formel zur Schätzung nach der Druckabfallmethode

Falls während des Tests kein nennenswerter Gasverbrauch festgestellt wird, kann die folgende Vorgehensweise zur Abschätzung herangezogen werden:

• Zunächst ist das Gesamtvolumen des an der Prüfung beteiligten Systems zu bestimmen. V, einschließlich des Gasbehälters, der Hauptleitung, der Nebenleitungen sowie der damit verbundenen Pufferkapazität.
• Notieren Sie den Anfangsdruck P1 und den Enddruck P2 sowie die für den Druckabfall benötigte Zeit t.
• Nach Umrechnung auf das Volumen der freien Luft beträgt die Leckage etwa das Systemvolumen multipliziert mit der Druckdifferenz, dividiert durch die Zeit und den Atmosphärendruck.

Vereinfachte Darstellung:Q≈ V ×(P1-P2)÷t÷P0Dabei kann Q als der auf atmosphärische Bedingungen umgerechnete Leckagestrom verstanden werden, und P0 steht für den örtlichen Atmosphärendruck. Es wird empfohlen, durchgängig den absoluten Druck zu verwenden; bei Verwendung des relativen Drucks sind lediglich grobe Vergleiche mit gleicher Nennweite möglich.

Schritte der Feldtests

• Schalten Sie die Gasverbrauchsgeräte möglichst aus oder isolieren Sie die zu prüfende Rohrleitung von der Produktionsseite.
• Das System auf den normalen Betriebsdruckbereich aufladen und nach Erreichen eines stabilen Drucks mit der Zeitmessung beginnen.
• Erfassen Sie über einen bestimmten Zeitraum den Druckabfall und protokollieren Sie gleichzeitig die Zeit.
• Führen Sie die Messung mindestens zweimal durch, um Instrumentenschwankungen und innere Undichtigkeiten der Ventile auszuschließen.
• Anhand der Geschwindigkeit des Druckabfalls lässt sich der Grad der Leckage beurteilen; anschließend erfolgt die Ortung mithilfe von Hörschallmessungen, Seifenwasser oder Ultraschallprüfungen.

Faktoren, die die Genauigkeit der Berechnung beeinflussen

• Eine ungenaue Schätzung des Systemvolumens wirkt sich unmittelbar auf das Ergebnis der Leckage‑Mengenberechnung aus.
• Druckeinheiten werden miteinander vermischt, zum Beispiel Überdruck und Absolutdruck, bar, MPa Die Mischung kann zu Abweichungen führen.
• Während der Prüfung traten verdeckte Gasentnahmen, Entleerungen über Ablassventile sowie innere Undichtigkeiten an Ventilen auf.
• Temperaturschwankungen können zu Druckschwankungen führen; daher sollte eine Beurteilung bei starken Temperaturänderungen vermieden werden.
• Eine unzureichende Genauigkeit des Manometers oder des Sensors kann dazu führen, dass kleine Leckagen verstärkt oder überdeckt werden.

Wie lässt sich feststellen, ob eine Behandlung erforderlich ist?

Wenn der Druckabfall deutlich schneller verläuft als die historischen Normalwerte oder sich im Stillstands‑Druckhaltebetrieb weiterhin verringert, deutet dies in der Regel auf erhebliche Leckagen hin. Insbesondere an Verbindungen, Flanschen, Schnellkupplungen, Schläuchen, Entwässerungsventilen sowie an älteren Rohrabschnitten ist eine präventive Überprüfung vorrangig durchzuführen. Leckagen erhöhen nicht nur die Beladungszeit des Kompressors, sondern können auch zu Druckschwankungen führen und den stabilen Betrieb der Druckluftverbraucher beeinträchtigen.