Einleitung
Die präzise Bestimmung des Wasser- und Ölgehalts in Druckluftsystemen ist für viele industrielle Anwendungen unerlässlich. Insbesondere Branchen wie Pharmazie, Lebensmittelverarbeitung oder Elektronikproduktion setzen auf höchste Luftqualität, um Verunreinigungen und damit verbundene Produkt- oder Prozessrisiken zu vermeiden. Ein oft übersehener, jedoch kritischer Faktor ist die Kondensatabscheidung. Dieser Artikel erläutert, warum unzureichende Kondensatabscheidung zu erheblichen Messfehlern führt, welche physikalischen Grundlagen hierbei wirken und wie Ingenieure und Messtechniker diesen Einflussfaktor zuverlässig beherrschen können.
Physikalische Grundlagen: Kondensatbildung und Luftfeuchte
Druckluft enthält immer eine gewisse Menge an Wasserdampf und möglicherweise auch Öltröpfchen. Wird Druckluft abgekühlt oder stark verdichtet, steigt der Partialdruck von Wasserdampf oder Öl in der Luft über den Sättigungsdampfdruck – Kondensation tritt auf. Dieses Kondensat muss gezielt abgeschieden werden, um eine normgerechte Druckluftqualität sicherzustellen (ISO 8573-1).
Fehlt eine ausreichende Abscheidung, verbleibt das Kondensat in der Druckluft und beeinflusst direkt alle Messungen, die auf den Feuchte- oder Ölanteil abzielen.
Auswirkungen auf die Wassermessung (Taupunkt)
Messgeräte zur Bestimmung des Wassergehalts (z. B. Taupunktmessgeräte) liefern nur dann präzise Ergebnisse, wenn die Druckluft tatsächlich den realen Feuchtegehalt repräsentiert. Ist die Kondensatabscheidung unzureichend:
- Kann flüssiges Wasser (nicht nur Dampf) in die Messstrecke gelangen.
- Zeigt der Sensor einen zu hohen Wassergehalt an, da Kondensat den Sättigungswert übersteigt.
- Führt dies zu verfälschten Taupunktwerten und somit falscher Interpretation der Luftqualität.
Auswirkungen auf die Ölmessung
Ähnlich kritisch ist die Ölmessung: Öltröpfchen oder Aerosole können sich mit Wasser kondensieren und bilden Emulsionen oder ölhaltiges Kondensat. Wenn dieses nicht zuverlässig abgeschieden wird:
- Steigt die gemessene Ölkonzentration künstlich an.
- Messverfahren wie gravimetrische Filterproben nach ISO 8573-2 oder photoionisationsbasierte Sensoren reagieren nicht mehr nur auf Aerosole, sondern auch auf das flüssige Öl-Kondensat.
- Das Ergebnis ist eine Überbewertung des tatsächlichen Ölanteils in der Druckluft.
Normen und Anforderungen
Die ISO 8573-1 definiert klare Grenzwerte für Restöl und Wassergehalt in der Druckluft – allerdings basierend auf einem Zustand, in dem keine flüssigen Kondensatbestandteile mehr enthalten sind. Daher fordern Normen wie ISO 8573-4 (Partikelmessung) und ISO 8573-3 (Feuchtemessung), dass Probenahmesysteme immer mit einer wirksamen Kondensatabscheidung kombiniert werden.
Typische Ursachen unzureichender Kondensatabscheidung
- Fehlerhafte oder fehlende Kondensatableiter: Verstopfte oder nicht funktionierende Ableiter verhindern eine zuverlässige Entwässerung.
- Ungünstige Einbauorte: Kondensatabscheider funktionieren nur an tiefsten Stellen oder in Abscheidekammern mit definierter Strömungsführung.
- Falsche Dimensionierung: Zu kleine Abscheider können bei hohen Luftmengen die anfallenden Kondensatmengen nicht vollständig aufnehmen.
- Nichtbeachtung von Temperaturunterschieden: Bei schnellen Temperaturwechseln (z. B. in Kühlbereichen) bildet sich vermehrt Kondensat, das unzureichend erfasst wird.
Praxisempfehlungen für Ingenieure und Messtechniker
- Kontrolle und Wartung von Kondensatableitern: Regelmäßige Sicht- und Funktionsprüfung, um sicherzustellen, dass Kondensat kontinuierlich abgeführt wird.
- Einsatz geeigneter Abscheider: Zyklon- oder Koaleszenzabscheider mit ausreichender Abscheideleistung je nach Anwendungsfall.
- Probenahme unter realistischen Bedingungen: Sicherstellen, dass die Probenahmeleitung trocken und kondensatfrei ist, um repräsentative Ergebnisse zu erzielen.
- Dokumentation der Abscheideprozesse: Für ISO-konforme Prüfungen müssen Wartungs- und Abscheideprotokolle vorliegen.
Fazit
Eine unzureichende Kondensatabscheidung führt zu deutlichen Abweichungen bei der Bestimmung des Wasser- und Ölgehalts in Druckluftsystemen. Diese Messfehler gefährden nicht nur die Einhaltung von Normen wie ISO 8573, sondern auch die Prozesssicherheit und Produktqualität. Nur durch eine effiziente Abscheidung, regelmäßige Wartung und eine durchdachte Probenahme kann sichergestellt werden, dass Messergebnisse zuverlässig und belastbar sind.