Diagnosesystem Ultraschall-Kamera erkennt Lecks in Druckluftleitungen

Autor / Redakteur: Javier Irazola / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Lecks in Druckluftleitungen eines Industriebetriebs lassen sich mit einer speziellen Ultraschall-Kamera erkennen. Das Besondere: Anwender können Notizen hinterlassen

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Die Industrie-Schallkamera Fluke ii900 erkennt Lecks an schwer zu erreichenden Orten.
Die Industrie-Schallkamera Fluke ii900 erkennt Lecks an schwer zu erreichenden Orten.
(Bild: Fluke)

Druckluftlecks in einer Leitung lassen sich ganz altmodisch mit einer Seifenlösung aufspüren. Allerdings ist das Verfahren mit der Seifenlösung bei großen Abmessungen im industriellen Umfeld bei einer Fertigungsanlage ungeeignet. Druckluftleitungen spielen in technischen Anlagen eine wichtige Rolle. Bei intakten Druckleitungen können die Anlagen wie vorgesehen funktionieren. Andererseits wirken sich Defekte auf die Druckleitungen und somit nachteilig auf die Betriebsabläufe aus.

In einem großen Industriebetrieb kann sich sein Verdichtersystem über eine große Fläche erstrecken und verschiedene Betriebsanlagen mit Druckluft versorgen. Probleme in einem Druckluftsystem können an verschiedenen Stellen der Leitungen auftreten:

  • am Verdichter,
  • am Lufttrockner,
  • an der Hauptleitung oder
  • an Zuleitungen zu Anlagen/Geräten.

Lecks sind die Hauptursache eines verringerten Leistungsvermögens bei Verdichtersystemen. Lecks verringern den Luftstrom durch eine Leitung, sodass der Luftdruck nicht zum Betrieb der angeschlossenen Anlage bzw. des angeschlossenen Geräts ausreicht. Abhilfe: Lecks suchen und beseitigen.

Lecks in Druckluftleitungen auffinden

Lecks in einer Druckluftleitung lassen sich leicht feststellen, wenn sie zu hören sind. Allerdings hören viele Menschen Druckluftlecks auch ohne Nebengeräuschen nicht. In einer lauten lauten Fertigungsanlage genauso wenig. Auch wenn ein Leck zu hören sein sollte, so muss überprüft werden, ob sich das Leck an der vermuteten Stelle befindet. Dann muss man zu der betreffenden Stelle gelangen. Das ist allerdings im laufenden Beitrieb einer Anlage oder Maschine nicht immer einfach. Beispielsweise können sich Anlagenteile bewegen und Druckluftleitungen unter Umständen in mehr als 15 m Höhe verlaufen.

Das Eingangs beschriebene Verfahren, Druckluftlecks mit Seifenlösung aufzuspüren, ist viel zu ineffizient und für Abmessungen und Anwendungsbereich von Druckluftleitungen in einer Fertigungsanlage ungeeignet. Die Suche von Lecks mit Ultraschall stellte gegenüber dem Verfahren mit Seifenlösung eine Verbesserung dar. Obwohl dieses analoge Verfahren der Lecksuche besser war und bis vor Kurzem die beste verfügbare Möglichkeit darstellte, hat es einige Nachteile.

Lecks mit Ultraschall aufspüren

Bei Ultraschallmessgeräten werden Mikrofone verwendet, um Geräusche von entweichender Luft bzw. entweichendem Gas in einem Frequenzbereich von ca. 38 bis 42 kHz zu erkennen. Um dieses Verfahren in großen Fabrikanlagen effektiv nutzen zu können, muss der Frequenzbereich allerdings viel weiter reichen. Darüber hinaus wird bei diesen Geräten nach wie vor das menschliche Hörvermögen benötigt, um festzustellen, ob ein Geräusch durch ein Leck verursacht wird oder nicht. Dadurch unterliegt die Leckerkennung subjektiven Einflüssen, die von der Erfahrung des Anwenders abhängen und oftmals dazu führt, dass fälschlicherweise Lecks festgestellt werden, wo keine sind, und andererseits vorhandene Lecks übersehen werden.

Druckluftlecks zu erkennen hat sich weiter entwickelt: Von der Verwendung von Luftblasen über den Ultraschall bis zum Einsatz digitaler Diagnosegeräte. Mit Digitalisierung lassen sich künftig Umsätze über den Fertigungsprozess generieren und gleichzeitig Ausgaben senken, indem weniger Ausschuss produziert wird.

Bei einem ganzheitlichen Ansatz für die Fehlersuche bei einem Verdichtersystemen macht im Rahmen der Prüfung ein Messgerät die Schallsignale sichtbar. Hinzu kommt, dass Prüfingenieure vom Boden aus Leitungen in der Höhe aus prüfen können. Damit müssen nicht mehr mühsam einzelne Komponenten des Systems während der Stillstandszeit auf Fehler untersucht werden. Die Sensoren der Ultraschallmesstechnik sind empfindlich genug, um Lecks jeder Größe auch an schwer erreichbaren Stellen zu erkennen.

Die Arbeit mit der Industrie-Schallkamera

Zum Einsatz kommt die Industrie-Schallkamera Fluke ii900 mit zahlreichen Mikrofonen, die bei einem Frequenzbereich von 2 kHz bis 52 kHz arbeiten. Dank des so erweiterten Sichtfelds Instandhaltungs-Teams Luft-, Gas- und Vakuumlecks bei Druckluftanlagen schnell und exakt lokalisieren. Selbst dann, wenn starke Umgebungsgeräusche vorherrschen. Das Messgerät lässt sich auch von einem technische Laien bedienen.

Das Gerät visualisiert die technischen Gegebenheiten auf einem LC-Bildschirm mit einer Diagonale von 17,8 cm. Außerdem verfolgt das Gerät Systempfade und prüft auf mögliche Lecks. Die Schallfrequenz des Lecks lässt sich isolieren, um laute Hintergrundgeräusche auszufiltern. Das Leck lässt sich beseitigen und anschließend wird das Reparaturergebnis mit der Industrie-Schallkamera überprüft.

Innerhalb eines Tages lässt sich ein gesamtes System überprüfen und vorhandene Lecks erkennen. Mit der integrierten Software der Industrie-Schallkamera lässt sich feststellen, wo sich die Lecks im System befinden. Außerdem lassen sich vom Anwender Bildschirmnotizen anbringen, die Lecks beurteilen (wie groß sind die Lecks?) und problemlos Berichte erstellen. In die Berichte lassen sich Bilder der Lecks, Kennzeichnung von Geräten/Anlagen, Notizen, Größe des jeweiligen Lecks und weitere Informationen aufnehmen. Das können beispielsweise Kosten sein, die das Leck verursacht, wenn es nicht beseitigt wird. Somit lässt sich ein kompletter Bericht für Reparaturteams erstellen.

* Javier Irazola ist Global Product Manager im Geschäftsbereich Industrial-Imaging bei der Fluke-Corporation.

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