Über Ultraschall werden unsichtbare Problemstellen ausfindig gemacht.

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Ultraschallprüfgerät für Druckluftanlagen Der Spur der Leckage folgen

01.10.2018

Druckluftanlagen gehören in Industrie und Handwerksbetrieben zum täglichen Gebrauch. Doch diese Anlagen können zu teuren und heimlichen Energieverbrauchern werden. Ein Anlagenspezialist für energieeffiziente Lösungen in der Drucklufttechnik wird seit Neuestem durch einen Hersteller für Messtechnik unterstützt - mit einem Ultraschallprüfgerät.

In großen Industrieunternehmen oder in kleinen Handwerksbetrieben – überall ist Druckluft notwendig. Die Liste der Branchen, die auf Druckluft angewiesen sind, ist lang. Ob beispielsweise als Energieträger, zur Reinigung, zum Lackieren oder zur Erzeugung von Stickstoffen – alle diese Prozesse sind auf Luft unter Druck angewiesen.

Im sächsischen Lauta sitzt die Firma Apikal Anlagenbau. 60 Mitarbeiter entwickeln, planen und bauen hier Druckluftanlagen für unterschiedlichste Anforderungen. Die Kunden kommen aus allen Branchen, von der Lebensmittelindustrie über die Energieversorgung bis hin zum Chemiekonzern.

Energieeffiziente Anlage

Eine besonders wichtige Rolle für Apikal spielt die Energieeffizienz. „Viele unserer Kunden setzen die Energiemanagementnorm ISO 50001 systematisch um. Wir helfen von Beginn an, die Anlage energieeffizient zu planen und decken beeinflussbare Faktoren zur Verbesserung der Energieeffizienz auf“, erläutert der Geschäftsführer Klaus Händler.

Neben der energieeffizienten Herstellung der Druckluft stellt Apikal das stabile Laufen der Anlage sicher. Bei Störfällen stehen Servicetechniker in Sachsen, Sachsen-Anhalt und Baden-Württemberg innerhalb von maximal 24 Stunden zur Verfügung.

Thomas Müller, Kundendienstleiter aus Sachsen-Anhalt, ist unter anderem für Wartungen, Reparaturen und Störungsbeseitigungen verantwortlich. „Druckluftanlagen sind nach wie vor in Industrie und Handwerk die (un)heimlichen Energieverbraucher. Wir bieten unseren Kunden daher, im Rahmen der Wartung ihrer Anlagen, ein umfassendes Leckagesuchpaket an.“ Denn auch jede noch so gut geplante Anlage weist die unsichtbaren Problemstellen auf. Leckagen können laut Studien teuer werden. Sie zeigen: Rund 30 Prozent der für Druckluft eingesetzten Energie geht durch sie verloren.

Wartung per Ultraschall

Die Druckluftspezialisten nutzen seit einiger Zeit ein Sonaphone. Mit dem Ultraschallprüfgerät von Sonotec können die Servicetechniker Leckagen an Druckluft-, Gas- und Vakuumanlagen im Handumdrehen aufspüren.

An Leckagen entsteht, unbemerkt vom Menschen, Ultraschall. Das Sonaphone kann Leckagen sicht- und hörbar machen, unabhängig von Durchfluss, Volumen und Größe. „Zunächst führen wir bei unseren Kunden eine Druckluftauslastungsanalyse durch. So sehen wir, ob Leckagen existieren und wie viel Druckluft verloren geht. Um anschließend die Lecks punktgenau zu orten und deren Verlust zu bewerten, setzen wir das Sonaphone ein“, erklärt Thomas Müller den Einsatz der Gerätetechnik.

Für die Ortung kommt der Luftschallsensor BS10 zum Einsatz. Mit drei Aufsätzen können Leckagen auf Entfernungen von bis zu acht Metern gefunden werden. Werden noch größere Entfernungen benötigt, bietet Sonotec den Sensor BS30 an. Der Parabolsensor kann eine Reichweite von bis zu 25 Metern abdecken.

Breitbandige Sensoren

Sonotec setzt somit auf mehr Bandbreite. Durch ein breitbandiges Mikrofon können sie gleichzeitig Ultraschallsignale von 20 bis 100 kHz empfangen und verarbeiten. Die dadurch gewonnenen zusätzlichen Informationen sind für die Zustandsbewertung von großer Bedeutung und ebnen den Weg für neue Anwendungen, wie die automatische Bewertung von Leckagen.

Thomas Müller befestigt den Sensor am Sonaphone und startet die App LeakExpert auf dem Gerät. Die speziell zugeschnittene Software ermöglicht die Lecksuche und -bewertung und begleitet den Prüfer Schritt für Schritt während der gesamten Suche. „Gerade das intuitive Handling der Gerätetechnik hat mich überzeugt. Schon nach einer fünfminütigen Einweisung können auch neue Mitarbeiter und Kunden mit dem Gerät umgehen“, beschreibt er den Vorteil der Technik. Für die exakte Bewertung gibt man den Systemdruck und das Gas in der App an. Die automatische Bewertung von Leckagen wird so zum Kinderspiel.

Störgeräusche sind kein Problem

Mit der „Grob-nach-fein-Methode“ sucht der Servicetechniker nach Leckagen. Um den Bereich der Leckage grob einzugrenzen, wird das große akustische Horn auf den Luftschallsensor gesteckt. Der Servicetechniker verfolgt das Spektrogramm auf dem Display und das Signal über den Kopfhörer.

Um Störgeräusche auszublenden, besteht die Möglichkeit, aus zwei verschiedenen Verfahren der Hörbarmachung auszuwählen: „Phasevocoder“ und „Heterodyn“. Ist prozessbedingt ein hoher Umgebungs-Ultraschallpegel zu erwarten, kann im Audio­verfahren „Heterodyn“ eine Mischerfrequenz gewählt werden, bei der der Umgebungslärm gedämpft ist. Damit ist eine Lecksuche auch in anspruchsvollen Umgebungen problemlos möglich.

Nach der groben Eingrenzung geht es an die genaue Lokalisierung der Schadstelle. Der Feinsucher-Aufsatz wird auf den Luftschallsensor gesteckt. Sobald der Servicetechniker das Schallpegel-Maximum gefunden hat, löst er per Knopfdruck die automatische Leckbewertung aus. Thomas Müller erinnert sich an den Aufwand für die Bewertung vor Anschaffung des Prüfgeräts: „Für eine zuverlässige Abschätzung bedurfte es viel Erfahrung. Über die Öffnung und den Druck haben wir den Leckageverlust bei unseren Kunden bewertet. Diese Arbeit übernimmt jetzt das Sonaphone für uns.“

Automatisch ermittelt es die Leckklasse und den Verlust in l/min. Im System kann man Fotos, Sprachmemos, Kommentare und weitere Daten zum Leck hinzufügen. Die digitale Kurzbeschreibung der Leckage ist schnell erstellt und Thomas Müller sucht schon nach der nächsten Leckstelle. „Der Vorteil des Geräts zeigt sich vor allem am Ende der Lecksuche. Mit nur wenigen Klicks können wir für unsere Kunden direkt einen Bericht erstellen, als PDF, ZIP oder CSV. Übersichtlich werden alle Problemstellen tabellarisch aufgelistet. Unsere Kunden haben so schnell einen Überblick, wo sich die Leckagen befinden und welche besonders kritisch sind und schnell repariert werden müssen“, erklärt Thomas Müller den aus seiner Sicht größten Vorteil.

Funktionsüberprüfung von Kompressoren

In Zukunft möchte Apikal das Sonaphone auch für weitere Anwendungsgebiete einsetzen. Man kann mit dem Ultraschallprüfgerät nicht nur Leckagen finden und bewerten, sondern auch Teilentladungen aufspüren, die Dichtheit von drucklosen Systemen sowie Kondensatableiter und Lager überprüfen.

Besonders interessant: die Funktionsprüfung der Lager von Elektromotoren in Kompressoren. Der breitbandige Körperschallsensor BS20 und die LevelMeter-App kommen zum Einsatz. Mit der Körperschallaufnahme über Zeit kann der Prüfer sehen, wie sich der Zustand des Lagers entwickelt und gegebenenfalls Maßnahmen einleiten.

„Durch den Einsatz des Sonaphone sparen wir heute eine Menge Zeit. Unsere Kunden sparen hingegen vor allem eines - Energie. In kürzester Zeit erhalten sie einen Bericht über die Leckagen der Anlage und können entsprechende Reparaturen einleiten“, erklärt Thomas Müller. So profitieren beide Seiten von der neuen Gerätetechnik.

Bildergalerie

  • Mit der integrierten Kamera können Bilder der Leckage aufgenommen werden.

    Bild: Sonotec

  • In der näheren Umgebung der Leckage gibt der Feinsucher Aufschluss über die genaue Lage und die ausströmende Druckluftmenge.

    Bild: Sonotec

  • Das intuitiv bedienbare Ultraschallprüfgerät ortet, bewertet und klassifiziert Druckluftleckagen.

    Bild: Sonotec

  • Dichtheitsprüfung nach Abschluss der Installationsarbeiten an einer Druckluftcontainerstation.

    Bild: Sonotec

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