Flüssigkeitssystem-Lecks erkennen und verhindern: Ein umfassender Leitfaden

Häufige Ursachen und Kosten von Lecks in Flüssigkeitssystemen

Nick Iverson, Field Engineer, Nordamerika

Lecks in Flüssigkeitssystemen sind in den meisten Anlagen eine häufige Erscheinung. Da Sie für die Sicherheit und Rentabilität Ihrer Anlage verantwortlich sind, kann selbst das kleinste Leck ein Problem darstellen. Deshalb ist es hilfreich zu verstehen, wie und warum Lecks entstehen, wie man sie ortet und testet, und letztlich, wie man eine Strategie entwickelt, um Lecks anlagenweit zu beheben und zu reduzieren.

Die Kosten von Lecks

Obwohl Lecks in Anlagen häufig vorkommen, gibt es viele finanzielle Gründe, Lecks umgehend zu beheben und einen Plan zur Vermeidung zukünftiger Lecks zu entwickeln.

• Jährlich werden schätzungsweise Millionen Gallonen Hydraulikflüssigkeit verschwendet. Ein Gallone Hydraulikflüssigkeit kostet ca. 40 USD.
• Verlust der Flüssigkeitsschmierung kann zu kostspieligen Maschinenschäden wie vorzeitigem Verschleiß und Maschinenausfall führen.
• Anlagen reduzieren ihr Produktionspotenzial jedes Mal, wenn sie einen Prozess zur Leckbehebung abschalten. Diese Ausfallzeiten können zu erheblichen Gewinnverlusten führen.
• Ihr Team kann aufgrund falscher Instrumentenkalibrierung oder -bedienung durch ein Leck ein off-spec-Produkt herstellen. Dieses Material muss dann nachgearbeitet, zu einem reduzierten Preis verkauft oder entsorgt werden.
• Öltropfen durch Leckagen können zu einer unsicheren Arbeitsumgebung führen und Stürze und Unfälle verursachen. Flüchtige Emissionen können ebenfalls teuer in der Reparatur sein und die Gesundheit Ihrer Mitarbeiter gefährden.
• Lecks können zu schwerwiegenden Bußgeldern wegen Nichteinhaltung führen, wenn Systeme und Ausrüstung Sicherheitsvorschriften verletzen.
• Die Ortung und Reparatur von Lecks kostet Zeit und Geld. Möglicherweise müssen Sie ein spezielles Team für die Verwaltung giftiger Chemikalienlecks einstellen und die Kosten für einen Systemstillstand zur gründlichen Inspektion tragen.

Drei häufige Ursachen von Flüssigkeitssystem-Lecks

Es mag überraschend sein, dass die meisten Lecks nicht auf minderwertige Teile zurückzuführen sind. Vielmehr entstehen sie durch menschliches Versagen – sei es bei der Installation einer Komponente oder bei der Komponentenauswahl selbst. Die Wahl der richtigen Komponenten und ihre korrekte Installation können die Anlagensicherheit erhöhen und erhebliche Zeit und Kosten sparen.

Um Ihrem Team zu helfen, Lecks in Ihrer Anlage besser zu verstehen und zu mindern, haben Swagelok-Felddingeneure die folgenden drei häufigsten Ursachen von Lecks dokumentiert:

• Unzuverlässige Metall-zu-Metall-Dichtungen: Das Herstellen und Aufrechterhalten hochzuverlässiger Metall-zu-Metall-Dichtungen kann schwierig sein, insbesondere über längere Zeiträume. Herstellerrichtlinien müssen präzise befolgt werden, um Lecks bei Verwendung dieser Dichtungen zu vermeiden. In einigen Fällen bei Ventilen möchten Sie die Komponente möglicherweise durch eine mit Weichsitzdichtung ersetzen, insbesondere wenn wiederholtes Gasabschalten erforderlich ist.
• Unsachgemäß installierte Rohrverschraubungen: Das ordnungsgemäße Montieren von Rohrverschraubungen verringert die Wahrscheinlichkeit von Lecks erheblich und erhöht die Sicherheit Ihrer Anlage. Stellen Sie sicher, dass Ihre Techniker darin geschult sind, eine Verschraubung ordnungsgemäß zu montieren, einschließlich der korrekten Ausrichtung der Ferrulen und der Verwendung einer Spaltlehre zur Überprüfung des richtigen Anzugs.
• Schlechte Rohrauswahl, -handhabung und -vorbereitung: Ihre Rohrauswahl und -vorbereitung können auch Ihr Leckpotenzial erhöhen. Rohrmaterialien, die mit dem Prozessmedium oder der äußeren Umgebung inkompatibel sind, neigen zu Korrosion, vorzeitigem Ausfall und Lecks. Darüber hinaus können ungleichmäßig geschnittene Rohre oder Rohre, die eingedellt, zerkratzt oder nicht entgratet wurden, die Dichtfähigkeit der Verschraubung beeinträchtigen.

Drei Arten von Lecks

Das Verständnis der Leckart hilft Ihrem Team, die geeigneten Korrekturmaßnahmen zu bestimmen. Im Folgenden identifizieren Swagelok-Ingenieure die drei in Flüssigkeitssystemen häufig vorkommenden Leckarten:

Echtes Leck: Ein Leck, das durch das Versagen einer Druckbarriere entsteht, ein Systemfluid von der Umgebung zu enthalten oder zu isolieren. Dies tritt aufgrund von Rissen im Material oder Spalten zwischen Dichtflächen auf.

Virtuelles Leck: Eine Freisetzung von intern eingeschlossener Flüssigkeit in ein Flüssigkeitssystem aufgrund von Materialausgasung, absorbierten oder adsorbierten Flüssigkeiten, Einklemmung in Spalten oder toten Enden.

Permeation: Ein Durchgang von Flüssigkeit in, durch und aus einer Druckbarriere, die keine Löcher hat, die groß genug sind, um mehr als einen kleinen Bruchteil der Moleküle durch ein einzelnes Loch passieren zu lassen.

Leckdetektionsmethoden

Im Allgemeinen werden die meisten Lecktests an einem druckbeaufschlagten System durchgeführt – entweder mit dem tatsächlichen Prozessmedium oder mit einem Surrogatmedium wie Wasser, Luft, Stickstoff oder Helium. Für praktische Zwecke können Testmethoden in solche unterteilt werden, die typischerweise an installierter Ausrüstung durchgeführt werden, und solche, die häufiger auf dem Prüfstand (oder im Labor) durchgeführt werden.

1. Sichtprüfung: Dies ist die grundlegendste Art der Leckprüfung für ein Flüssigkeitssystem. Lecks werden durch tatsächliche Tropfen oder Benetzung der Oberfläche unterhalb der Lecks angezeigt. Sie wird am häufigsten an installierter Ausrüstung durchgeführt, wird aber auch häufig auf dem Prüfstand zum Testen von Schlauchbaugruppen verwendet.
2. Blasenprüfung: Dies ist ein einfacher, kosteneffektiver Test für Gassysteme. Dieser Test verwendet entweder ein dünnfilmiges Tensid (wie Snoop) oder Untertauchen in einem Wasserbad. Es ist ein häufiger Test sowohl an installierter Ausrüstung als auch auf dem Prüfstand. Er dient eher dazu, das Vorhandensein eines Lecks anzuzeigen, als die Menge zu messen, und erfordert die Beobachtung auf Blasenbildung.
3. Druckänderungsprüfung: Dieser Test wird für Flüssigkeiten und Gase verwendet. Das zu prüfende Gerät wird in einem isolierten Zustand auf einen vorgeschriebenen Druck für eine vorgeschriebene Dauer gebracht. Leckage führt zu einem allmählichen, messbaren Druckabfall. Ein häufiger Typ der Druckänderungsprüfung ist der Druckabfalltest. Er wird häufiger auf dem Prüfstand durchgeführt, kann aber mit sorgfältigen Überlegungen zum Testdesign auch an installierter Ausrüstung durchgeführt werden. Dieser Test erfordert minimale Ausrüstung und kann automatisiert werden.
4. Luftgetragene Ultraschallprüfung: Dieser Test wird an Gassystemen angewendet. Er erfordert ein luftgetragenes Ultraschallmessgerät, das verwendet werden kann, um das Vorhandensein eines Lecks zu orten. Bei druckbeaufschlagten Systemen kann dieser Test verwendet werden, um die Leckrate zu approximieren. Dieser Test kann auch an drucklosen Systemen durchgeführt werden, indem ein zusätzliches, internes Schallgerät verwendet wird. Die luftgetragene Ultraschallprüfung wird häufig an installierter Ausrüstung verwendet.
5. Massenspektrometrie-Prüfung: Dieser Test wird an Gassystemen angewendet. Ein Massenspektrometer wird verwendet, um das Vorhandensein von Spuren ausgetretenen Gases zu detektieren und die Leckage zu quantifizieren. Er wird fast ausschließlich mit Helium als Surrogat durchgeführt, in diesem Fall als Helium-Lecktest bezeichnet. Außenseitige Prüfung wird für druckbeaufschlagte Systeme verwendet, während innenseitige Prüfung an Vakuumsystemen angewendet wird. Diese Methode wird am häufigsten auf dem Prüfstand verwendet, um sehr kleine Lecks zu identifizieren.

Lecks priorisieren

Während es nicht möglich ist, jede Art von Leck in einer Anlage sofort zu beheben, kann Ihr Team daran arbeiten, Lecks zu kategorisieren, um Wartungs- und Reparaturmöglichkeiten zu priorisieren.

• Gefährliche Lecks: Jedes Leck, das ein Sicherheitsproblem darstellt, sollte oberste Priorität haben. Dazu gehören Lecks von giftigen Gasen und ätzenden Chemikalien sowie Lecks, die Stolper-/Sturzgefahren schaffen. Lassen Sie Ihre Risikomanager diese Sicherheitsprobleme zuerst identifizieren, und schicken Sie dann Ihre besten Wartungstechniker, um sie sofort zu beheben.
• Kostspielige Lecks: Zusammen können alle Lecks in Ihrer Anlage erhebliche Kosten verursachen. Allerdings können einige Lecks – sogar kleine – für einen großen Prozentsatz dieser Kosten verantwortlich sein. Die Behebung eines kleinen Lecks teuren Argongases kann beispielsweise drastisch größere Einsparungen bieten als das Stoppen eines großen Lecks billiger Druckluft. Erfahren Sie, wie sich Leckeinsparungen schnell summieren.
• Lästige Lecks: Schließlich können Sie eine Vielzahl von kleineren Lecks haben, die keine Sicherheitsrisiken darstellen und nicht für große Verluste verantwortlich sind. Sie können diese niedrigpriorisierten Lecks beheben, wenn Ihr Wartungspersonal nicht mit anderen kritischeren Aufgaben ausgelastet ist.

Wir finden es hilfreich, Ingenieure und Techniker in einer Vielzahl von Themen zu schulen – und erneut zu schulen –, um ihre Fähigkeiten bei der Identifizierung und Behebung verschiedener Leckarten zu verbessern. Die Schulung kann alles umfassen, von der Aufklärung über die richtige Materialauswahl bis hin zu praktischen, kompetenzfördernden Kursen zum Rohrbiegen und zur Installation von Rohrverschraubungen. Glücklicherweise bietet Swagelok viele spezialisierte Schulungs- und Bildungsprogramme an, um sicherzustellen, dass Ihre Anlage sicher und effizient arbeitet. Wenn Ihr geschultes Team seinen Fokus auf die Identifizierung und Behebung von Lecks legt, wird Ihre Anlage sicherere, kosteneffektivere Abläufe realisieren.

Um mehr darüber zu erfahren, wie Sie Lecks identifizieren und beheben sowie Ihr Team in Best Practices schulen können, kontaktieren Sie Ihr lokales Swagelok-Vertriebs- und Servicecenter.