Dass der Druck nach dem Abstellen eines Kompressors absinkt, ist normal – doch Absinkgeschwindigkeit und Enddruck können normal oder anormal sein. Fällt der Druck im Druckluftbehälter nach dem Abstellen sehr schnell auf null, kann das auf ein nicht dicht schließendes Mindestdruckventil hindeuten; bei einer Umgebungstemperatur von 25 bis 30 Grad Celsius liegt der statische Druck üblicherweise im Normalbereich von 0,7 MPa bis 0,9 MPa. Wer diese Zusammenhänge kennt, kann den Anlagenzustand schnell beurteilen und Sicherheitsprobleme durch anormale Drücke vermeiden.
Die fünf häufigsten Ursachen für Druckabfall im Detail:
Die Kompressibilität von Druckluft ist eine grundlegende physikalische Eigenschaft. Anders als Hydrauliköl, das nicht komprimierbar ist, gibt Druckluft nach dem Abstellen allmählich Druck ab, weil sich die Molekülabstände wieder vergrößern. Diese Eigenschaft hat zur Folge, dass ein pneumatisches System den Druck nicht so konstant halten kann wie ein Hydrauliksystem – besonders dann, wenn keine Druckhalteeinrichtung installiert ist.
Eine Störung des Mindestdruckventils ist eine häufige Ursache. Das Ventil besteht aus Gehäuse, Ventilkegel, Feder und weiteren Teilen und sollte beim Abstellen selbsttätig schließen, um ein Zurückströmen der Druckluft zu verhindern. Versagt die Feder oder ist die Dichtung verschlissen, kann der Druck innerhalb von 10 Minuten von 0,8 MPa auf unter 0,2 MPa fallen. Zur Bestätigung ist der Schließzustand des Ventilkegels durch Zerlegen zu prüfen.
Bauartbedingte Unterschiede beeinflussen die Druckhaltung. Hubkolbenkompressoren haben ein Restvolumen; nach dem Abstellen expandiert die Luft in diesem Restvolumen und beschleunigt den Druckabfall. Schraubenkompressoren können durch die konstruktiv bedingte, kontinuierliche Kämmung der Rotoren die Druckhaltezeit um mehr als 30 % verlängern und eignen sich damit besser für Anwendungen mit stabiler Luftversorgung.
Die Umgebungstemperatur verändert den Druckwert durch Wärmeausdehnung. Bei sommerlichen 35 °C kann der statische Druck desselben Systems nach dem Abstellen um 0,15 MPa höher liegen als bei winterlichen 5 °C. Diese Änderung ist ein normales physikalisches Phänomen; allerdings ist sicherzustellen, dass das Manometer temperaturkompensiert kalibriert ist.
Leckagen in der Rohrleitung sind die verstecktere Ursache. Bei 0,7 MPa entweichen durch eine Öffnung mit 2 mm Durchmesser etwa 0,3 m³ Luft pro Stunde. Man kann Seifenlauge auf die Verbindungsstellen auftragen und Blasen beobachten oder mit einem Ultraschall-Lecksuchgerät kleinste Leckagestellen lokalisieren.
Beurteilung und Behandlung eines anormalen Druckabfalls:
Die Geschwindigkeit des Druckabfalls ist der entscheidende Kennwert. Nach normalem Abstellen sollte der Druck langsam und linear fallen. Fällt der Druck innerhalb von 30 Sekunden um mehr als 50 %, ist Vorsicht geboten. Empfohlen wird der Einbau eines Drucksensors mit Alarmschwelle: Fällt der Druck innerhalb von 2 Minuten von 0,8 MPa auf 0,4 MPa, ist der Instandsetzungsprozess auszulösen.
Die Prüfung des Mindestdruckventils erfolgt in drei Schritten: Zuerst beobachten, ob der Zeiger des Manometers nach dem Abstellen schnell auf null fällt; dann das Ventil zerlegen und die Federvorspannung prüfen (Richtwert 15-20 N); schließlich die Dichtheit des Ventilkegels mit einem Dichtheitsprüfgerät prüfen, wobei die Leckagerate unter 0,1 Pa/min liegen sollte.
Die Prüfung des Leitungssystems sollte abschnittsweise erfolgen. Ausgehend vom Ausgang des Druckluftbehälters werden nacheinander die Ventile geschlossen und die Druckänderung beobachtet. Bleibt der Druck nach dem Schließen eines Ventils stehen, liegt die Leckage stromabwärts dieses Ventils. Besonders zu prüfen sind Spannungskonzentrationen wie Bögen und Flansche.
Die Richtwerte je Bauart sind dem Herstellerhandbuch zu entnehmen. Eine Stunde nach dem Abstellen sollte der Druck bei Hubkolbenkompressoren nicht unter 0,5 MPa liegen, bei Schraubenkompressoren über 0,65 MPa. Bei ölfreien Schraubenkompressoren kann der Druckabfall etwa 15 % schneller sein als bei ölgeschmierten Ausführungen, der Endwert sollte jedoch nicht unter 0,6 MPa liegen.
Fachgerechtes Vorgehen beim Abstellen:
Das Einlassventil sollte erst geschlossen werden, wenn der Druck den Einstellwert erreicht hat. Konkret: Bei einem Manometerstand von 0,75 MPa das Einlassventil langsam schließen und die Stromversorgung erst trennen, wenn der Enddruck unter 0,1 MPa gefallen ist. So bleibt keine Druckluft unter hohem Druck in der Leitung, und die Kondensatbildung wird verringert.
Der Leerlaufbetrieb bei null Druck erfordert 3-5 Minuten Leerlauf. Beobachten Sie die Stromanzeige und lassen Sie sie auf den Leerlaufwert fallen (üblicherweise 20-30 % des Nennstroms), um zu bestätigen, dass die Druckluft im System vollständig abgeführt ist. Dieser Schritt verhindert, dass Restdruck zur Emulgierung des Schmieröls führt.
Die Wartung des Kondensatablasses sollte zur Routine werden. Empfohlen wird, vor Arbeitsende täglich das Ablassventil am Boden des Druckluftbehälters zu öffnen und 30 Sekunden lang abzulassen, bis kein Wasser mehr austritt. Bei automatischen Kondensatableitern ist die Zuverlässigkeit der Magnetventilfunktion monatlich zu prüfen, damit Verstopfungen kein Rückströmen verursachen.
Die Wechselintervalle der Filterelemente wirken sich direkt auf die Druckstabilität aus. Luftfilter sind alle 2000 Stunden zu wechseln, Ölfilter alle 4000 Stunden, das Schmieröl alle 8000 Stunden. Die Ölreinheit lässt sich mit einem Laser-Partikelzähler prüfen; wird die ISO-Klasse 18/15 überschritten, sind die Filterelemente zu wechseln.
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