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Druckluft-Leckage-Management

Das Messen und Reparieren von Druckluftlecks führt leicht zu 10 bis 20 % niedrigeren Energiekosten. Das weltweit beliebte Medium ist ein echter Kostenfresser.

Druckluft wird in Fabriken auf der ganzen Welt zur Steuerung von Maschinen, Prozessen und pneumatischen Geräten verwendet. Sie ist ein sicheres und leicht verfügbares Medium und kann über Schläuche und Rohre an allen möglichen Stellen eingesetzt werden. Den Vorteilen steht jedoch auch ein großer Nachteil gegenüber, denn Druckluft ist einer der teuersten Energieträger. Viele Unternehmen versuchen bereits, mit Druckluftleckagemanagement und -überwachung die Kosten zu senken, aber es gibt noch viele Unternehmen, bei denen erhebliche Einsparungen bei den Druckluftkosten möglich sind. Angefangen bei der einfachen Erkennung und Reparatur von Leckagen. Dies führt sofort zu einem Energiegewinn von 10 bis 20 % und wenn man es mit Druckluftüberwachung und Optimierungen erweitert, können die Einsparungen sogar 50 % erreichen!

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Das VPFlowScope M ist Industrie 4.0-fähig und misst gleichzeitig (bidirektional) thermischen Massendurchfluss, Druck, Temperatur und Gesamtdurchfluss.

Was macht Druckluft zu einem der teuersten Energieträger? Pascal van Putten, CEO von VPInstruments , erklärt: "Bei der Verdichtung von atmosphärischer Luft auf einen Druck von 90 bis 100 psi gehen 75 % der im Kompressor aufgenommenen elektrischen Energie als Wärme verloren. Druckverluste und Leckagen sorgen unter anderem dafür, dass der elektrische Wirkungsgrad der gesamten Druckluftanlage nur 7,5 bis 15 % beträgt. Das ist verbesserungsfähig, und man würde erwarten, dass die Unternehmen alles tun, um dies zu erreichen. Doch das ist nicht der Fall, und jedes Jahr werden weltweit Milliarden von Dollar an Energie verschwendet, nur weil viele Unternehmen es versäumen, Lecks zu reparieren und die Effizienz ihrer Druckluftanlage zu optimieren."

Nicht wirklich nachhaltig

Etwa 5 % der weltweit verbrauchten elektrischen Energie wird in Druckluft umgewandelt, in der Industrie sind es sogar 10 %. Die Erzeugung dieser enormen Energiemenge trägt zum CO2-Ausstoß und zum Klimawandel bei. Schon deshalb ist es sinnvoll und sogar notwendig, den Druckluftverbrauch zu senken. Darüber hinaus steigern Unternehmen ganz einfach ihre Erträge, wenn sie die Effizienz ihrer Druckluftanlage verbessern.

Leckagemanagement: niedrig hängende Früchte

Die Behebung von Druckluftleckagen ist ein entscheidender, aber oft übersehener Aspekt bei der Optimierung der Energieeffizienz in industriellen Umgebungen. Trotz der Einfachheit und des relativ geringen Investitionsbedarfs kann das Aufspüren und Reparieren von Lecks zu erheblichen Kosteneinsparungen führen. Pascal van Putten, CEO von VPInstruments, unterstreicht die Einfachheit der Lecksuche und -reparatur: "Es ist absolut nicht kompliziert und erfordert keine hohen Investitionen, um mit der Erkennung und Reparatur von Lecks zu beginnen. Der Systemdruck beträgt 100 PSI und die Stromkosten liegen bei 0,10 USD pro kWh. 10 Löcher von nur 1/16" kosten das Unternehmen 10.500 USD pro Jahr. Bei 10 Löchern von 1/8" steigen die Kosten auf 41.900 USD. Und in der Praxis stoßen wir oft auf Hunderte von Lecks in allen Größen, auch größer als 1/8″! Sie können sich vorstellen, wie hoch die finanziellen Verluste in einem solchen Fall sind.

Um die Lecks aufzuspüren und zu reparieren, werden Sie ein paar Tausend USD für ein einfaches Messsystem und Teile wie Dichtungen, Schläuche und Schnellkupplungen ausgeben. Wir bezeichnen Lecks daher als die "niedrig hängenden Früchte" in Druckluftanlagen. Sie sind leicht zu erkennen, leicht zu reparieren und bringen einen unmittelbaren finanziellen Gewinn. Unternehmen beauftragen oft eine externe Agentur mit der Durchführung eines Leckage-Audits, bei dem alle im Werk gefundenen Lecks mit TAGs gekennzeichnet werden. Es ist nicht ungewöhnlich, dass, wenn der Prüfer ein Jahr später in die Fabrik zurückkehrt, die von ihm angebrachten TAGs immer noch vorhanden sind. Es wurde also nichts unternommen, während die Kosten weiterlaufen wie bisher!"

Jede Sekunde lösen sich viele Dollar in Luft auf, wenn Druckluftlecks nicht repariert werden

Verhinderung von Produktionsausfallzeiten

Neben den finanziellen Vorteilen gibt es noch einen weiteren und vielleicht noch wichtigeren Grund, dafür zu sorgen, dass das Druckluftsystem optimal und effizient funktioniert. Eine zuverlässige Druckluftversorgung ist in vielen Betrieben entscheidend für die Kontinuität vieler Produktionsprozesse. Die richtige Durchflussmenge und der richtige Druck entscheiden über den korrekten Betrieb von Produktionsmaschinen. Leckagen tragen jedoch zu Druckverlusten bei. Unzureichender Druck kann nicht nur zu Maschinenstillständen führen, sondern auch die Qualität der Produkte beeinträchtigen. Fehler in der Verpackung oder uneinheitliche Textur/Geschmack von Lebensmitteln können unweigerlich zu kostspieligen Rückrufaktionen führen. Ganz zu schweigen vom Imageschaden für Ihr Unternehmen. Wenn ein Druckabfall fälschlicherweise als Gerätedefekt diagnostiziert wird, besteht außerdem die Möglichkeit, dass Investitionen in neue Geräte erforderlich werden. Dies führt zu (unnötigen) zusätzlichen Investitionen, die an anderer Stelle besser eingesetzt werden könnten. Die Optimierung von Druckluftsystemen steigert nicht nur die Energieeffizienz, sondern schafft auch die Grundlage für einen zuverlässigen und gut funktionierenden Produktionsprozess.

Methoden zur Lecksuche

Wenn irgendwo in der Fabrik eine Hydraulikleitung ein Leck hat und die Pfütze mit Hydraulikflüssigkeit auf dem Boden immer größer wird, ist es selbstverständlich, dass das Problem so schnell wie möglich gelöst wird. Nicht so bei Druckluftlecks. Schließlich ist es "nur Luft", es gibt keine Notsituation, man wird sich schon darum kümmern. Aufschieben führt zur Kündigung, und die finanziellen und (möglichen) betrieblichen Folgen einer solchen nonchalanten Haltung werden jetzt deutlich.
Es gibt verschiedene Techniken und Lecksuchmethoden, um Lecks in Druckluftsystemen schnell und einfach aufzuspüren und so eine minimale Betriebsunterbrechung und maximale Kosteneinsparungen zu gewährleisten. Wir führen einige davon auf:

  • Lecksuche mit Ultraschall. Dies ist eine häufig angewandte Methode zur Ortung von Druckluftlecks. Ultraschalldetektoren können von Luftlecks erzeugte Hochfrequenztöne erfassen und für den Menschen "hörbar" machen, so dass Wartungsteams die Quelle genau lokalisieren, markieren und reparieren können.
  • Überwachung des Kompressors. Eine häufig angewandte zusätzliche Methode zur Erkennung von (drohenden) Leckagen ist die sorgfältige Überprüfung/Überwachung des Kompressors. Bei dieser Methode wird die aktuelle Leistung des Kompressors mit der erreichbaren/erwarteten Leistung gemäß der Spezifikation verglichen. Strukturelle Abweichungen im negativen Sinne können direkt auf Leckagen hinweisen.
  • Entlüftungstest. Mit dieser Methode wird die Zeit gemessen, die ein Druckluftsystem benötigt, um einen bestimmten Druckabfall zu erreichen. Wird dies in regelmäßigen Abständen durchgeführt, kann ein trendbasierter Einblick in die Gesamteffizienz des Systems gewonnen werden.

Die Ultraschallortung ermöglicht eine sehr genaue Lokalisierung der Leckstellen. Die Lecks werden dann für die Reparatur markiert.

  • Trendanalyse. Der Einsatz von Durchflussmessern und Überwachungssystemen liefert wertvolle Daten über mögliche Leckagen. Durch die Analyse der Mess- und Trenddaten ist es möglich, Bereiche innerhalb der Anlage zu identifizieren, in denen im Laufe der Zeit oder akut signifikante Veränderungen aufgetreten sind. Dies kann durch (plötzliche) Leckagen verursacht werden. Diese "verdächtige Zone" kann dann gezielt mit Ultraschallmessungen untersucht werden.
  • Verbrauch von Ausfallzeiten. Es gibt immer noch viele Fabriken, die am Wochenende nicht produzieren. Aber trotzdem laufen ihre Kompressoren am Wochenende an. Die Messung des Stromverbrauchs der Kompressoren während der Stillstandszeiten ist ein sehr guter Indikator für die Menge der Leckagen in einer Fabrik.

Lecks in Druckluftsystemen können überall auftreten. Sie treten häufig an Kupplungen und in (älteren) Schläuchen auf. Aber auch bei (falsch montierten oder korrodierten) Rohrleitungen, Armaturen, Filtern, Reglern und Schmiervorrichtungen (FRL). Auch in Produktionsanlagen können Lecks an Regel- und Absperrventilen, Flanschen, Zylinderstangendichtungen und Gewindedichtungen auftreten.

Verantwortung für den Haushalt

"Es ist von entscheidender Bedeutung, dass das Wartungsteam selbstständig Leckagen reparieren kann, ohne jedes Mal eine Genehmigung 'von oben' einholen zu müssen", betont Van Putten. "Das hat nämlich eine sehr bremsende und demotivierende Wirkung. Es wäre sinnvoll, eine Richtlinie einzuführen, die besagt, dass eine Reparatur, die weniger als drei bis sechs Monate Energieverschwendung kostet, sofort und ohne formelle Genehmigung durchgeführt werden kann. Außerdem können die Einsparungen, die nach der Reparatur in der Folgezeit anfallen, dem Energiesparbudget zugerechnet werden. Damit wird ein autarker, zyklischer Fonds im Unternehmen geschaffen, so dass die Behebung von Leckagen und die weitere Optimierung des Druckluftnetzes einen wesentlichen Beitrag zur Gewinnsteigerung leisten werden."

Druckminderung

Nach der Behebung von Leckagen ist es wichtig, die Druckluftanlage gezielt zu analysieren und zu optimieren. Mit Hilfe einer permanenten Überwachung wird zum Beispiel der aktuelle Druckluftverbrauch gemessen und überwacht, und Veränderungen werden rechtzeitig signalisiert. VPInstruments hat das Echtzeit-ÜberwachungssystemVPVision entwickelt, das in Kombination mit den Durchfluss-, Druck- und Temperaturmessgeräten VPFlowScope die Informationen liefert, die ein maximal wirtschaftliches Druckluftsystem ermöglichen. Aus Sicherheitsgründen wird oft ein (zu) hoher Arbeitsdruck eingestellt, zum Beispiel 7 bar. Aber ist das notwendig? Manchmal sind Maschinen, die einen hohen Druck benötigen, längst ersetzt worden. Wenn man den Druck in kleinen Schritten reduziert und das System und die Maschinenleistung ganztägig auf korrekten Betrieb überwacht, ist es oft möglich, den Druck um 14,5 bis 21 PSI zu reduzieren. Denken Sie daran, dass jede Druckreduzierung um 14,5 PSI eine Senkung der Energiekosten um 7 % bedeutet, wobei das Ausprobieren keine Kosten verursacht!

Mit VPVision (hier mit 6 Durchflussmessern) kann das gesamte Druckluftnetz überwacht und optimiert werden, wobei Leistung, Durchfluss, Druck, Temperatur, Taupunkt und mehr erfasst werden.

Die Möglichkeiten der Druckluftüberwachung für Ihr Unternehmen

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