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O+P Fluidtechnik 7-8/2022

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O+P Fluidtechnik 7-8/2022

WARTUNGSTOOL FÜR

WARTUNGSTOOL FÜR DRUCKLUFTSYSTEME LECKAGEN AUFSPÜREN – ENERGIE SPAREN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Ein deutscher Lebensmittel- und Getränkehersteller hat sich verpflichtet die Treibhausgasemissionen in der Produktion zu reduzieren. Ein wichtiges Element des Programms zielt auf die Verringerung der Emissionen, die sich aus unnötigem Energierespektive Stromverbrauch im Werk ergeben. Im Fokus steht vor allem die Energieverschwendung aufgrund von Leckagen im Druckluftsystem der Abfüllanlage. Die Lösung liegt im effizienten und zuverlässigen Detektieren der undichten Stellen mithilfe eines akustischen Bildgebungsgeräts. In vielen Bereichen der industriellen Produktion kommt Druckluft zum Einsatz. Anders als andere Energieträger wie Gas, Strom oder Wasser, die meist von einem externen Versorgungsunternehmen geliefert werden, wird Druckluft i. d. R. vor Ort erzeugt. Aus diesem Grund sind Industrieunternehmen für eine effiziente Erzeugung und Verteilung der Druckluft selbst verantwortlich. Drucklufterzeugung ist ein energieintensiver Prozess. Ein erheblicher Teil, der von einem Kompressor zur Verdichtung des Gases verwendeten Energie geht als Wärme verloren. Der Stromverbrauch ist hier alles andere als vernachlässigbar. Einmal erzeugt, dient Druckluft zur Automatisierung von Prozessen, zur Verpackung von Produkten, zur Bereitstellung von Antriebsenergie oder sogar zur Erzeugung anderer Gase vor Ort. Vor dem Hintergrund, dass Druckluft eine „teure“ Ressource ist, sollte eine Verschwendung auf ein Minimum reduziert werden. So gilt es unnö­ tige Druckluftverluste aufgrund von Leckagen im System zu vermeiden. Voraussetzung dafür ist ein effektives Tool, das problematische respektive undichte Anschlüsse und Leitungen zuverlässig detektiert und so die Grundlage für eine umfassende Wartungs- und Reparaturstrategie schafft. Der Energieverbrauch des Druckluftsystems der Abfüllanlage eines deutschen Lebensmittel- und Getränkeherstellers verursacht Kosten von etwa 300.000 € pro Jahr. Die Verantwortlichen schätzen, dass allein Leckagen und die damit einhergehenden Druckluft- Verluste zwischen 25 und 30 Prozent des Energieverbrauchs verursachen. Auf dieser Basis kalkuliert der Betreiber, dass sich mithilfe eines effektiven Wartungssystems Energiekosteneinsparungen von 120.000 bis 150.000 € pro Jahr realisieren lassen. HERKÖMMLICHE WARTUNGSMETHODEN Beim Aufspüren von Leckagen ist zu beachten, dass einige Komponenten eines Druckluftsystems besonders anfällig sind, z. B. Pneumatikzylinder, Flansche, Filter, Werkzeuge, Pressen und Fallhämmer, die man vorrangig überprüfen sollte. Klassische Methoden der Lecksuche sind das Hören auf ungewöhnliche Zischgeräusche oder das Bestreichen von Verbindungsstellen mit Seifenwasser und anschließendes Überprüfen auf Blasen. Die Seifenwasser-Methode ist ineffizient und eignet sich nicht für die Größe und den Umfang der Druckluftleitungen in einer Produktionsanlage. Was die Hör-Methode betrifft: Viele können das Zischen von Luftlecks nicht einmal in einer ruhigen Umgebung wahrnehmen, geschweige denn in einer in Betrieb befindlichen Abfüllanlage. Eine geeignetere Alternative zu den genannten Methoden ist eine Leckagen-Detektion per Ultraschall. Ultraschallprüfgeräte nutzen Mikrofone zum Aufspüren der Geräusche, die mit entweichender Luft/Gas in einem Bereich von etwa 38 bis 42 kHz einhergehen. Der von den Mikrofonen erfasste Schall wird vom Prüfgerät in für den Mensch wahrnehmbaren Schall umgewandelt. Das bedeutet allerdings: Um sicher festzustellen, ob ein verdächtiges Geräusch von einem Leck verursacht wurde oder nicht, 20 O+P Fluidtechnik 2022/07-08 www.oup-fluidtechnik.de

WARTUNGSSYSTEME ist ein entsprechend geschultes menschliches Gehör gefragt. Dieser Umstand macht die Methode subjektiv. Große Produktionsbetriebe wie der Getränkehersteller haben die Möglichkeit, die Überprüfung und Inspektion von Druckluftnetzen an Fremdfirmen auszulagern. Spezialisierte Unternehmen führen jährliche Überprüfungen durch und können dabei acht bis 15 Prozent der Leckagen aufspüren, was als guter Praxiswert gilt. Um aber die Energieverluste durch das Aufspüren und Eliminieren von Leckagen noch weiter zu senken, suchte der Getränkehersteller nach einem neuen Prüfsystem, das weniger von jährlichen Kontrollen durch einen externen Anbieter respektive subjektiven Beurteilungen abhängig ist. Entschieden hat sich der Betreiber für eine Leckagen-Erkennung mithilfe eines akustischen Bildgebungsgeräts. VISUALISIERTE LECKAGEN-ERKENNUNG Aktuelle Entwicklungen im Bereich industrieller akustischer Imager wie der ii900 von Fluke sind mit einer Vielzahl von Mikrofonen ausgestattet. Dies erlaubt eine Visualisierung des Schallfelds in einem erweiterten Sichtfeld, sodass Wartungsteams Leckagen in Druckluftsystemen schnell und genau lokalisieren können. So lassen sich Lecks auch in lauten Umgebungen und aus der Ferne aufspüren, was die Anlagen-Wartung im laufenden Betrieb ermöglicht. Die detektierten Leckagen werden auf einem LCD-Display angezeigt, sodass auch Anwender mit wenig Erfahrung sofort mit der Lecksuche beginnen können. Die akustischen Bildgeber können die Distanz zum Zielobjekt und die Größe der undichten Stelle abschätzen. Der Betreiber setzt das Fluke ii900 zur Ortung von Leckagen in folgenden Bereichen ein: Förderanlagen, Schläuche, Rohrleitungen, Flansche und Ventile in der Clean-in-Place-Anlage, Die detektierten Leckagen werden auf dem Display visualisiert. Die akustischen Bildgeber können die Entfernung zum Zielobjekt und die Größe der undichten Stelle abschätzen dem Siruphersteller sowie dem CO 2 -Mischer und schwer zugängliche Bereiche mit Schleusen. Auf Grundlage der ermittelten Daten kann das Gerät die geschätzten Energiekosten und die Rentabilität der Investition bestimmen. Für die angestrebte Verringerung der Kohlendioxidemissionen ist es von entscheidender Bedeutung, die verlorene Energie zu quantifizieren, um daraus die Reduzierung der Treibhausgase zu berechnen. Bilder: Aufmacher Grispb – stock.adobe.com, Fluke www.fluke.com www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2022/07-08 21

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