Instandhaltung von Druckluftsystemen Geräusche sichtbar machen: Diese Technologie hilft, Druckluftlecks aufzuspüren

Von Dominik Stephan

Anbieter zum Thema

Druckluft, so nützlich sie ist, ist in vielen Betrieben ein Energiefresser: Gerade Undichtigkeiten und Leckagen sorgen dafür, dass Jahr für Jahr Tausende Euro verschwendet werden. Bemerkbar machen sich diese Lecks durch Druckverluste und ein feines Zischen - aber gefunden ist der Fehler damit noch lange nicht. Könnte man die austretende Luft nur sehen... genau das geht mit akustischen Kameras.

Akustische Kameras wie Flirs Si124 können hlefen, Luftlecks in Druckluftanlagen zu erkennen.
Akustische Kameras wie Flirs Si124 können hlefen, Luftlecks in Druckluftanlagen zu erkennen.
(Bild: Jani Vuorio/Flir)

Psst... hören Sie das? Wenn es pfeift, knarzt, zischt oder rumpelt, heißt es die Ohren spitzen. Doch ein Geräusch zu hören ist eine Sache - eine Geräuschquelle zu lokalisieren eine ganz andere. Dabei geht es im Betrieb nicht nur um störenden Lärm: Ungewöhnliche Klänge, Geräusche oder ein sich verändernder Schallpegel kann ein Indiz für Störungen, Unregelmäßigkeiten oder sogar Schäden an Anlagenteilen sein.

Wie also lässt sich ein Laut bis an die Quelle zurückverfolgen? Nun, etwa mit sogenannten akustischen Kameras: Diese kombinieren ein Kamerabild mit einer Reihe speziell ausgerichteter Mikrofone, um eine Geräuschquelle direkt auf dem Kamerabildschirm sichtbar zu machen. Derartige optisch-akkustische Visualisierungslösungen sind zwar seit Anfang der 2000er bekannt, doch waren die Geräte in der Vergangenheit groß und aufwändig. Mittlerweile haben neue Generationen kleiner "Handheld"-Akustikkameras der Technologie ganz neue Einsatzmöglichkeiten eröffnet.

Bildergalerie

Denken wir einmal an Druckluft: Druckluft ist praktisch, weil vielseitig einsetzbar, ungiftig, nicht zündfähig und in den meisten Anlagen ohnehin vorhanden. Aber Druckluft ist auch ein furchtbarer Energiefresser. Insbesondere sind in eigentlich jedem Betrieb ein dauerhaftes Ärgernis. Dabei kosten unentdeckte Luftlecks Unternehmen Tausende Euro - Etwa, wenn Einheiten, die nicht optimal arbeiten, ersetzt werden müssen. Schlimmstenfalls können Druckluftlecks bis zum Ausfall von Antrieben oder ganzen Produktionslinien führen.

Energeifressern auf der Spur: Druckluft-Detektive auf Lecksuche

„Sehen wir uns beispielsweise ein Druckluftleck an, das an einem kleinen Loch von nur 1,5 Millimeter Durchmesser auftritt und mit einem Druckluftnetzwerk mit 7 Bar Druck verbunden ist. Vor zwei Jahren hätte dieses Leck ein Unternehmen bei einem Preis von 0,07 € pro Kilowattstunde etwa 1500 € pro Jahr gekostet, wenn wir von einer durchschnittlichen Betriebszeit von 6000 Stunden ausgehen", erklärt Federico De Lucia, Team Lead of Condition Monitoring Specialists (EMEA Solutions) bei Teledyne FLIR.

"Jetzt, wo die Energiepreise steigen, können die Kosten in manchen Fällen drei-, vier- oder sogar fünfmal so hoch sein, was Kosten von bis zu 8500€ pro Jahr bedeuten kann – ein unglaublicher Betrag für ein einziges kleines Loch in einem wichtigen Produktionsteil, das nicht erkannt wurde. Diese Zahl ist besonders schockierend, wenn man die Größe industrieller Fertigungsanlagen und die vielen Lecks, die unbemerkt entstehen können, bedenkt."

Es ist eine klassische Eigentlich...-Situation: Eigentlich wissen Anlagenbetreiber, das kein Druckluftsystem über Jahre hinweg wirklich dauerhaft und zu hundert Prozent dicht ist. Eigentlich ist bekannt, dass sich hier Leckagekontrollen und Instandhaltung schnell bezahlt machen - und doch wurden Druckluftverluste lange als unvermeidbar hingenommen, sogar in High-Tech-Industrien wie der Batteriefertigung.

„Die Batterien für Elektrofahrzeuge müssen luftdicht verschlossen werden, um sicherzustellen, dass sie operative Richtlinien und Sicherheitsstandards einhalten. Sie müssen luft- und wasserdicht sein, um Schmutz, Staub und andere Fremdstoffe davon abzuhalten, in die Kernkomponenten einzudringen, was zu einem Kurzschluss im Gerät führen und ein Brandrisiko darstellen könnte" beschreibt De Lucia.

Wie findet man Undichtigkeiten? Wasser vs. Massenspektroskopie vs. Ultraschall

Traditionell wurden diese Einheiten mit Massenspektrometern untersucht, um Fremdstoffe im Gehäuse zu erkennen. Eine andere, anrührend simpel wirkende Methode ist es, die Bauteile unter Wasser zu tauchen und auch das Aufsteigen von Blasen zu warten. Dabei ginge es auch besser, ist der Bildgebungsspezialist überzeugt: „Die verbesserte Produktreihe akustischer Bildgebungskameras kann Lecks schneller als veraltete Modelle erkennen und zudem viel kleinere Lecks finden, die weder mit dem bloßen Auge sichtbar noch hörbar sind und auch mit traditioneller Thermografie nicht gefunden werden können."

Service-Champions: Diese Firmen sind die Top-10-Industriedienstleister
Bildergalerie mit 11 Bildern

So soll etwa die verbesserte Bandbreite (besonders in dem für Druckluftleckagen typischen Frequenzbereich zwischen zwei und 63 kHz) der akustischen Bildgebungskameras Si124, Si124-PD und Si124-LD von Teledyne Flir sicherstellen, dass Betreiber sich auf genau die Frequenzen konzentrieren können, in denen Luftlecks erkannt werden könnten – und keine wertvolle Batterieleistung oder KI-Funktionalität verschwenden, während sie versuchen, vermeidbare Hintergrundgeräusche höherer Frequenzen herauszufiltern.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Handlich und mit Potenzial für mehr: Akustische Kameras für Druckluftsysteme

Ebenfalls ein Plus: Moderne Geräte wie die erwähnten Flir-Systeme sind leicht (der Hersteller gibt ein Gewicht von 1,25 kg inklusive Batterie an, was deutlich unter älteren Systemen liegt), kompakt und in einer Hand bedienbar. Damit lassen sich Inspektionen auch in engen, schwer zu erreichenden Bereichen durchführen. Dazu kommt in vielen Fällen eine hohe Temperaturbeständigkeit.

Derartig ausgestattet akustischen Bildgebungskameras ist in der Lage, Probleme bis zu 10-mal schneller zu finden als traditionelle Methoden. Dazu gehört das Auffinden von Luftlecks, das Verringern überschüssiger Energiekosten und das Ende von vermeidbaren Geräteausfällen bei der Arbeit mit Druckluftmaschinen.

Dazu kommt bei der Si124 die Kombination mit der Wärmebild-Technologie in Form von Flirs Thermal Studio Plug-in.
Dazu kommt bei der Si124 die Kombination mit der Wärmebild-Technologie in Form von Flirs Thermal Studio Plug-in.
(Bild: Flir)

Bei Flir sorgt eine agile KI mit vorausschauenden Algorithmen dafür, dass die Kosten eines entdeckten Druckluftlecks geschätzt und transparent werden. Dazu wird die verlorene Luft in Echtzeit bestimmt, die Ausgaben pro kWh berechnet und die voraussichtlichen Ersparnisse pro Jahr angezeigt, eklrären die Entwickler. Instandhalter müssen sich also nicht auf ihr Bauchgefühl verlassen, sondern haben einigermaßen belastbare Argumente, um Wartungsaufwände abzuwägen oder zu rechtfertigen.

Dazu kommt - zumindest bei der Si124-Reihe - Flirs Thermal Studio, ein Plug-in, das in der Lage ist, mithilfe von Vorlagen, Overlays und Formeln Berichte mit mehr als 100 Bildern schnell zu erstellen. Diese optimiert die Wärmebildanalyse und stellt sicher, dass Inspektoren Wärmebildaufnahmen analysieren, bearbeiten und segmentieren können.

(ID:48986656)