Bei einem Druckluftaudit werden innerhalb weniger Stunden 80, 150 oder sogar mehrere hundert einzelne Leckagen gefunden. Eine undichte Kupplung verliert 300 Nl/min, ein Ventil 120 Nl/min und an einer Maschine entweichen an mehreren kleinen Stellen jeweils nur 20 oder 30 Nl/min.
Die naheliegende Vorgehensweise lautet: zuerst die größte Leckage reparieren.
Für eine wirtschaftliche Priorisierung reicht die Leckrate allein jedoch nicht aus. Entscheidend ist, wie lange die jeweilige Undichtigkeit tatsächlich unter Druck steht. Eine Leckage von 300 Nl/min an einer Maschine, die nur wenige Stunden pro Woche betrieben und außerhalb dieser Zeit vollständig abgesperrt wird, kann über ein Jahr weniger Energie verlieren als eine deutlich kleinere Undichtigkeit in einer Hauptleitung, die 8.000 Stunden pro Jahr unter Druck steht.
Zusätzlich beeinflussen Netzdruck, Zustand der Kompressoranlage, spezifischer Energiebedarf der Drucklufterzeugung und der tatsächlich gezahlte Strompreis die wirtschaftliche Bedeutung.
Auch die Reparatur selbst gehört zur Bewertung. Eine Leckage mit 100 Euro jährlichem Verlust, die durch Nachziehen einer Verschraubung in wenigen Minuten beseitigt werden kann, besitzt einen völlig anderen wirtschaftlichen Charakter als eine ähnlich große Leckage, für deren Reparatur ein ganzer Produktionsbereich mehrere Stunden stillgesetzt werden müsste.
Moderne Ultraschall-Lecksuchgeräte und akustische Kameras vereinfachen diese Aufgabe, weil sie neben der eigentlichen Ortung eine Leckrate und teilweise direkt daraus abgeleitete Jahreskosten anzeigen können. Für eine belastbare Priorisierung müssen die hinterlegten Randbedingungen jedoch zur tatsächlichen Anlage passen.
Die wichtigste Regel lautet deshalb: Eine Druckluftleckage sollte nicht allein nach Lautstärke oder Leckrate priorisiert werden. Erst die Kombination aus Leckrate, realer Druckbeaufschlagungszeit, Betriebsdruck, Energieaufwand der Drucklufterzeugung, Stromkosten und Reparaturaufwand zeigt, welche Undichtigkeit wirtschaftlich zuerst beseitigt werden sollte.
Warum die größte Leckage nicht automatisch zuerst repariert werden sollte
Eine große Leckrate ist zunächst ein starker Hinweis auf ein hohes Einsparpotenzial. Sie beschreibt jedoch nur den momentanen Luftverlust unter den Bedingungen, unter denen die Messung durchgeführt wurde.
Für die Jahreskosten ist mindestens eine zweite Größe notwendig: die Zeit.
Eine Leckage verliert nur dann Druckluft, wenn an der betreffenden Stelle tatsächlich ein ausreichender Druck anliegt. Befindet sich die Undichtigkeit hinter einem automatisch geschlossenen Maschinenventil, kann sie außerhalb der Produktionszeit praktisch keinen Verlust verursachen.
Eine kleinere Leckage in der Ringleitung kann dagegen auch nachts, am Wochenende und während produktionsfreier Zeiten permanent Druckluft verlieren, wenn das Hauptnetz weiterhin unter Druck gehalten wird.
Damit kann eine kleinere Dauerleckage wirtschaftlich relevanter sein als eine deutlich größere Leckage mit kurzer Nutzungszeit.
Hinzu kommt der Reparaturaufwand. Eine schnell zugängliche undichte Steckkupplung kann möglicherweise in wenigen Minuten ausgetauscht werden. Eine undichte Verschraubung an einer schlecht zugänglichen Anlage kann dagegen Gerüstbau, Produktionsfreigabe und geplanten Stillstand erfordern.
Die Priorisierung sollte deshalb nicht nur nach Größe, sondern nach wirtschaftlichem Effekt erfolgen.
Was die Leckrate tatsächlich beschreibt
Die Leckrate beschreibt, wie viel Druckluft unter definierten Bedingungen durch eine Undichtigkeit entweicht.
Typische Angaben sind beispielsweise:
20 Nl/min
150 Nl/min
2,5 Nm³/h
Das „N“ kennzeichnet dabei ein auf definierte Normbedingungen bezogenes Gasvolumen. Dadurch lassen sich Luftmengen bei unterschiedlichen Druck- und Temperaturzuständen wesentlich sinnvoller vergleichen als reine Betriebsvolumenströme.
Bei einer wirtschaftlichen Bewertung sollte eindeutig dokumentiert sein, welche Bezugsbedingungen das verwendete Messgerät nutzt.
Besonders wichtig ist außerdem der Betriebsdruck während der Leckagemessung.
Eine feste Lecköffnung besitzt keine vollkommen konstante Leckrate unabhängig vom Netz. Mit steigender Druckdifferenz zwischen Leitung und Umgebung kann durch dieselbe Öffnung mehr Luft entweichen.
Ein Wert von 80 Nl/min bei 6 bar darf deshalb nicht ohne Weiteres mit einem Wert von 100 Nl/min bei 8 bar verglichen werden.
Für die wirtschaftliche Priorisierung sollte die Leckrate möglichst für den typischen tatsächlichen Betriebsdruck der betreffenden Anlage angesetzt werden.
Die richtige Betriebszeit bestimmen
Die Betriebszeit ist einer der am häufigsten unterschätzten Faktoren bei der Kostenberechnung.
Oft wird pauschal mit den jährlichen Produktionsstunden des Werkes gerechnet. Das kann richtig sein, muss es aber nicht.
Entscheidend ist die Frage:
Wie viele Stunden pro Jahr steht genau diese Leckagestelle unter Druck?
Eine zentrale Hauptleitung kann beispielsweise ganzjährig druckbeaufschlagt sein, obwohl nur im Zweischichtbetrieb produziert wird.
Eine einzelne Maschine besitzt dagegen möglicherweise ein automatisches Absperrventil und ist außerhalb ihrer Produktionszeit vollständig vom Druckluftnetz getrennt.
In diesem Fall unterscheiden sich Werksbetriebszeit und Leckagezeit erheblich.
Auch Wochenenden gehören zur Bewertung. Bleibt ein Druckluftnetz von Freitagabend bis Montagmorgen unter Druck, können Leckagen während dieser Zeit weiterlaufen, obwohl kein Produkt hergestellt wird.
Gerade diese produktionsfreie Leckagezeit besitzt einen hohen wirtschaftlichen Stellenwert, weil der erzeugten Druckluft keinerlei produktiver Nutzen gegenübersteht.
Netzdruck bei der Bewertung berücksichtigen
Der Netzdruck beeinflusst sowohl die Leckrate als auch den Energiebedarf der Drucklufterzeugung.
Eine Leckage, die bei niedrigem Netzdruck untersucht wurde, kann unter dem späteren normalen Betriebsdruck eine andere Luftmenge verlieren.
Für einen fairen Vergleich mehrerer Leckagen sollten deshalb entweder alle Messungen unter vergleichbaren Druckbedingungen durchgeführt oder die Werte auf einen definierten Referenzzustand bezogen werden.
Dies ist besonders wichtig, wenn ein Audit über mehrere Tage durchgeführt wird und der Netzdruck zwischen Schichten beziehungsweise Anlagenbereichen schwankt.
Ohne diese Information könnte eine bei 8 bar untersuchte Leckage allein wegen des höheren Drucks größer erscheinen als eine technisch ähnliche Stelle, die während der Messung nur mit 6 bar beaufschlagt wurde.
Für eine belastbare Priorisierung gehört der gemessene beziehungsweise angesetzte Betriebsdruck deshalb in jeden Leckagedatensatz.
Aus Leckrate und Betriebszeit den Jahresverlust berechnen
Der erste Schritt der wirtschaftlichen Bewertung besteht darin, die momentane Leckrate auf die tatsächliche Betriebszeit hochzurechnen.
Wird die Leckrate in Nl/min angegeben, lässt sie sich zunächst in Nm³/h umrechnen:
qN [Nm³/h] = qN [Nl/min] × 60 / 1.000
Eine Leckage von 100 Nl/min entspricht damit:
100 × 60 / 1.000 = 6 Nm³/h
Steht diese Stelle 6.000 Stunden pro Jahr unter Druck, ergibt sich ein jährlicher Luftverlust von:
6 Nm³/h × 6.000 h = 36.000 Nm³/a
Dieser Wert ist bereits sehr anschaulich. Statt einer kleinen Leckage von lediglich 100 Litern pro Minute zeigt sich nun, dass über ein Jahr mehrere zehntausend Normkubikmeter Druckluft verloren gehen können.
Für die wirtschaftliche Bewertung fehlt jedoch noch der Energiebedarf, der zur Erzeugung dieser Luftmenge erforderlich ist.
Vom Luftverlust zum Energieverbrauch
Druckluft ist keine eigenständige Energiequelle. Sie wird mit elektrischer Energie durch Verdichter erzeugt, anschließend gekühlt, getrocknet, gefiltert und im Netz verteilt.
Der elektrische Energieaufwand pro erzeugtem Normkubikmeter ist deshalb eine zentrale Größe für die Kostenrechnung.
Am besten wird nicht mit einer pauschalen Internetkennzahl gerechnet, sondern mit dem tatsächlichen spezifischen Energiebedarf der vorhandenen Kompressoranlage.
Dieser kann aus Energiemessung und erzeugter Druckluftmenge bestimmt beziehungsweise aus dem vorhandenen Druckluft-Energiemonitoring abgeleitet werden.
Vereinfacht:
spezifischer Energiebedarf = elektrische Energie / erzeugtes Normvolumen
Die Einheit kann beispielsweise lauten:
kWh/Nm³
Je schlechter die Erzeugungsanlage arbeitet, desto teurer wird jeder verlorene Normkubikmeter Druckluft.
Damit kann dieselbe Leckage in zwei verschiedenen Werken unterschiedliche Energiekosten verursachen.
Den tatsächlichen Strompreis verwenden
Der letzte wesentliche Faktor für die reine Energiekostenrechnung ist der Strompreis.
Auch hier ist ein pauschaler Wert nur für eine erste Abschätzung sinnvoll.
Für interne Wirtschaftlichkeitsentscheidungen sollte möglichst der für das Unternehmen relevante Energiepreis verwendet werden.
Je nach betrieblicher Kostenrechnung kann dies der reine Arbeitspreis, ein interner Verrechnungspreis oder ein vollständiger kalkulatorischer Strompreis sein.
Wichtig ist vor allem, dass bei allen Leckagen dieselbe Berechnungsbasis verwendet wird.
Sonst kann eine Rangliste entstehen, die nicht aufgrund technischer Unterschiede, sondern aufgrund unterschiedlicher Annahmen variiert.
Für ein Energieaudit sollte deshalb dokumentiert werden, mit welchem Strompreis und welchem spezifischen Energiebedarf gerechnet wurde.
Jährliche Leckagekosten berechnen
Mit diesen Größen lässt sich die wirtschaftliche Bedeutung einer Druckluftleckage nachvollziehbar berechnen.
Vereinfacht:
Jahresverlust [Nm³/a] = Leckrate [Nm³/h] × Druckbeaufschlagungszeit [h/a]
Danach:
Energieverlust [kWh/a] = Jahresverlust [Nm³/a] × spezifischer Energiebedarf [kWh/Nm³]
und schließlich:
Leckagekosten [€/a] = Energieverlust [kWh/a] × Strompreis [€/kWh]
Diese Berechnung ist transparenter als ein pauschaler Euro-Wert, weil jede Annahme nachvollziehbar bleibt.
Ein Leckagemessgerät kann diese Schritte bereits automatisch durchführen. Trotzdem sollte bekannt sein, welche Werte für Betriebszeit, Druck und Energiekosten im Gerät beziehungsweise in der Auswertesoftware hinterlegt sind.
Nur dann ist der angezeigte Jahresbetrag für die eigene Anlage tatsächlich sinnvoll.
Praxisbeispiel: große Leckage oder Dauerleckage?
Während eines Audits werden zwei Undichtigkeiten gefunden.
Leckage A verliert 300 Nl/min an einer Produktionsmaschine. Die Maschine ist nur 1.000 Stunden pro Jahr druckbeaufschlagt.
Leckage B verliert lediglich 100 Nl/min, befindet sich jedoch in einer permanent druckbeaufschlagten Hauptverteilung und ist 8.000 Stunden pro Jahr aktiv.
Für Leckage A ergibt sich:
300 Nl/min = 18 Nm³/h
18 Nm³/h × 1.000 h/a = 18.000 Nm³/a
Für Leckage B:
100 Nl/min = 6 Nm³/h
6 Nm³/h × 8.000 h/a = 48.000 Nm³/a
Obwohl Leckage B nur ein Drittel der momentanen Leckrate besitzt, verliert sie über das Jahr mehr als zweieinhalbmal so viel Druckluft.
Nehmen wir für ein reines Rechenbeispiel einen spezifischen Energiebedarf von 0,11 kWh/Nm³ und einen Strompreis von 0,20 €/kWh an.
Leckage A verursacht dann:
18.000 × 0,11 × 0,20 = 396 €/a
Leckage B verursacht:
48.000 × 0,11 × 0,20 = 1.056 €/a
Die Zahlen dienen nur der Veranschaulichung. Für eine reale Anlage müssen der tatsächliche Energiebedarf und die betrieblichen Kosten eingesetzt werden.
Das Beispiel zeigt jedoch den entscheidenden Punkt: Für die wirtschaftliche Priorisierung ist die Jahreswirkung wichtiger als die Leckrate allein.
Reparaturkosten und Amortisationszeit einbeziehen
Der jährliche Energieverlust beantwortet noch nicht vollständig die Frage, welche Leckage zuerst repariert werden sollte.
Dazu gehört auch der Aufwand der Reparatur.
Eine undichte Kupplung kann möglicherweise mit einem Ersatzteil für wenige Euro und zehn Minuten Arbeitszeit beseitigt werden.
Eine andere Leckage befindet sich an einer Leitung in sechs Metern Höhe und kann nur während eines geplanten Produktionsstillstands repariert werden.
Für wirtschaftliche Entscheidungen ist deshalb die Amortisationszeit hilfreich:
Amortisationszeit = Reparaturkosten / jährliche Einsparung
Werden Reparaturkosten und Einsparung in Euro angegeben, kann anschließend beispielsweise auf Monate umgerechnet werden:
Amortisationszeit [Monate] = Reparaturkosten / Einsparung pro Jahr × 12
Eine Reparatur für 100 Euro bei einer jährlichen Einsparung von 1.000 Euro amortisiert sich bereits nach etwa 1,2 Monaten.
Eine Reparatur für 2.000 Euro bei derselben jährlichen Einsparung benötigt dagegen rund zwei Jahre.
Beide Leckagen besitzen denselben Energieverlust, aber eine völlig unterschiedliche wirtschaftliche Reparaturpriorität.
Absolute Einsparung und schnelle Amortisation unterscheiden
In einer Leckageliste können zwei verschiedene wirtschaftliche Kennzahlen sinnvoll sein.
Die erste ist die absolute jährliche Einsparung. Sie zeigt, wo insgesamt das meiste Geld verloren geht.
Die zweite ist die Amortisationszeit. Sie zeigt, welche Reparatur besonders schnell einen positiven wirtschaftlichen Effekt erzeugt.
Eine sehr kleine, frei zugängliche Leckage kann eine hervorragende Amortisationszeit besitzen, obwohl ihr jährlicher Verlust relativ gering ist.
Eine große Leckage an einer schwer zugänglichen Hauptleitung kann dagegen die wesentlich größere absolute Einsparung bieten, aber einen geplanten Anlagenstillstand erfordern.
Eine gute Priorisierung berücksichtigt deshalb beide Sichtweisen.
| Situation | Wirtschaftliche Bedeutung | Typische Planung |
|---|---|---|
| Hohe Jahreskosten, sehr einfache Reparatur | Sehr hohe Priorität | Möglichst kurzfristig reparieren |
| Hohe Jahreskosten, Reparatur nur im Stillstand | Hohe absolute Einsparung | Nächsten geeigneten Stillstand verbindlich einplanen |
| Kleine Jahreskosten, Reparatur in wenigen Minuten möglich | Sehr kurze Amortisation möglich | Bei Rundgang direkt beziehungsweise zeitnah erledigen |
| Kleine Jahreskosten, hoher Reparaturaufwand | Niedrige wirtschaftliche Priorität | Mit größerer Wartungsmaßnahme kombinieren |
Diese wirtschaftliche Einordnung sollte jedoch niemals dazu führen, sicherheits- oder prozesskritische Undichtigkeiten bewusst bestehen zu lassen. Technische Risiken besitzen unabhängig von den reinen Energiekosten Vorrang.
Maschinenlaufzeit ist nicht automatisch Druckluft-Betriebszeit
Für eine genaue Kostenrechnung muss zwischen Produktionszeit und Druckbeaufschlagungszeit unterschieden werden.
Eine Maschine kann beispielsweise nur 2.000 Stunden pro Jahr produzieren, aber 5.000 Stunden an das Druckluftnetz angeschlossen sein.
Wenn das Maschinenventil außerhalb der Produktion offen bleibt, laufen interne Leckagen auch während Rüstzeiten, Pausen und produktionsfreien Schichten weiter.
Umgekehrt kann eine Maschine im Dreischichtbetrieb arbeiten, aber über ein automatisches Absperrventil einzelne Pneumatikkreise nur während bestimmter Prozessschritte unter Druck setzen.
Die tatsächliche Leckagezeit kann dann erheblich kleiner sein als die Maschinenlaufzeit.
Für größere wirtschaftliche Potenziale lohnt es sich daher, nicht nur die Schichtpläne zu betrachten, sondern die reale Druckversorgung der jeweiligen Maschine.
Allein aus dieser Analyse können zusätzliche Einsparmaßnahmen entstehen. Wird eine Maschine in Pausen automatisch vom Netz getrennt, reduziert dies auch sämtliche bislang noch nicht beseitigten Leckagen hinter diesem Ventil.
Leckagen im Hauptnetz besonders bewerten
Leckagen in Haupt- und Ringleitungen besitzen wirtschaftlich häufig eine besondere Bedeutung.
Sie befinden sich typischerweise vor den lokalen Maschinenabsperrungen und verlieren deshalb Druckluft, solange das zentrale Netz unter Druck steht.
Selbst eine relativ kleine Leckrate kann dadurch sehr hohe jährliche Betriebsstunden erreichen.
Hinzu kommt, dass solche Leckagen oft nicht unmittelbar einem einzelnen Produktionsbereich zugeordnet werden und deshalb lange unbemerkt bleiben.
Eine systematische Leckagesuche sollte deshalb nicht ausschließlich Maschinen, Kupplungen und Werkzeuge untersuchen.
Auch Verteiler, Wand- und Deckenleitungen, Filterstationen, Kondensatableiter und Hauptarmaturen gehören zum Audit.
Gerade bei Nacht- oder Wochenendmessungen können Hauptnetzverluste sichtbar werden, die während der Produktion im normalen Verbrauch untergehen.
Akustisch geschätzte Leckrate richtig einordnen
Akustische Lecksuchgeräte und Ultraschallkameras sind besonders leistungsfähig, weil eine Undichtigkeit ohne Eingriff in die Leitung während des laufenden Betriebs lokalisiert werden kann.
Aus Ultraschallpegel, Entfernung, Betriebsdruck und gerätespezifischen Modellen können moderne Systeme zusätzlich eine Leckrate abschätzen.
Diese Quantifizierung ist für die Priorisierung sehr wertvoll.
Sie sollte jedoch nicht mit einer direkten eichfähigen Durchflussmessung verwechselt werden.
Die akustische Signatur einer Leckage hängt unter anderem von Öffnungsgeometrie, Abstand, Druck, Blickwinkel, Reflexionen und Umgebungsbedingungen ab.
Der daraus berechnete l/min-Wert ist deshalb vor allem ein Werkzeug zur vergleichenden Bewertung und Wartungsplanung.
Werden 100 Leckagen unter möglichst gleichen Bedingungen untersucht, lassen sich damit sehr effizient die Stellen mit großem Einsparpotenzial identifizieren.
Für die betriebswirtschaftliche Priorisierung ist diese relative Aussage häufig wesentlich wichtiger als eine vermeintlich auf das letzte Prozent genaue Einzelmessung.
Gesamtleckage mit Durchflussmessung plausibilisieren
Akustische Ortung und fest installierte Durchflussmessung beantworten unterschiedliche Fragen.
Das Ultraschallgerät zeigt, wo eine Leckage sitzt und wie groß sie ungefähr ist.
Ein Durchflusszähler in einer Haupt- oder Bereichsleitung zeigt dagegen, wie viel Druckluft der komplette Anlagenabschnitt tatsächlich verbraucht.
Beide Methoden können sich deshalb sinnvoll ergänzen.
Wird während eines definierten Produktionsstillstandes weiterhin ein Normvolumenstrom von beispielsweise 120 Nm³/h in einen Anlagenbereich gemessen, obwohl sämtliche vorgesehenen Verbraucher abgeschaltet sind, besteht dort ein erheblicher Grundverbrauch.
Dieser Grundverbrauch kann aus Leckagen, bewusst betriebenen Nebenverbrauchern, Spülluft oder falsch geschalteten Verbrauchern bestehen.
Mit der akustischen Leckagesuche lassen sich anschließend die einzelnen Ursachen lokalisieren.
Nach der Reparaturrunde zeigt die Bereichsmessung, ob der Gesamtverbrauch tatsächlich zurückgegangen ist.
Damit entsteht eine sehr belastbare Verbindung zwischen lokaler Lecksuche und Gesamtenergieverbrauch.
Stillstandsverbrauch als Kennzahl nutzen
Ein besonders aussagekräftiger Zeitpunkt für eine Druckluftanalyse ist eine Phase ohne reguläre Produktion.
Wenn Maschinen stillstehen, aber das Netz weiterhin unter Druck gehalten wird, fällt ein großer Teil des normalen Nutzverbrauches weg.
Der verbleibende Durchfluss besteht dann überwiegend aus Leckagen und bewusst weiterbetriebenen Grundverbrauchern.
Dieser Wert kann als betriebliche Kennzahl verwendet werden.
Sinkt der Stillstandsverbrauch nach einer Leckagereparaturkampagne beispielsweise von 80 auf 35 Nm³/h, zeigt sich der Effekt unabhängig von der Summe einzelner Leckageberichte unmittelbar im Netz.
Für eine faire Trendbewertung sollten Netzdruck, Anlagenzustand und aktiv bleibende Verbraucher möglichst vergleichbar sein.
Eine solche Messung ersetzt die Leckageortung nicht, liefert aber einen wertvollen Gesamtnachweis.
Druckabsenkung nicht mit Leckagereparatur verwechseln
Eine Reduzierung des Netzdruckes kann den Luftverlust an vorhandenen Leckagen reduzieren.
Die Undichtigkeiten sind dadurch jedoch nicht beseitigt.
Wird der Druck später wieder angehoben, steigt auch der Verlust erneut.
Eine Druckoptimierung und ein Leckagemanagement sind deshalb zwei getrennte Maßnahmen, die sich gegenseitig ergänzen.
Der Netzdruck sollte so niedrig wie prozesstechnisch möglich eingestellt werden. Gleichzeitig sollten technisch unnötige Leckagen systematisch beseitigt werden.
Bei der Dokumentation ist es wichtig, Änderungen des Netzdrucks zu erfassen.
Sinkt die gemessene Gesamtleckage nach einer Reparaturrunde, während gleichzeitig der Netzdruck von 8 auf 6 bar reduziert wurde, stammt die Verbesserung nicht ausschließlich aus den durchgeführten Reparaturen.
Für belastbare Vorher-Nachher-Vergleiche müssen deshalb vergleichbare Betriebsbedingungen geschaffen beziehungsweise die Druckunterschiede berücksichtigt werden.
Produktions- und Sicherheitsrelevanz ergänzen
Nicht jede Priorität lässt sich in Euro pro Jahr ausdrücken.
Eine kleine Leckage an einer Pneumatikleitung kann beispielsweise zu einem langsamen Druckabfall führen, der einen Greifer oder Aktor unzuverlässig macht.
Der unmittelbare Energieverlust kann gering sein, während ein ungeplanter Produktionsausfall erheblich teurer wäre.
Auch Leckagen in anderen komprimierten Gasen können sicherheits- oder prozessrelevant sein.
Eine wirtschaftliche Leckageliste sollte deshalb neben der Energiekostenbewertung auch technische Kriterien enthalten.
Dazu gehören beispielsweise Prozesskritikalität, mögliche Folgeschäden, Erreichbarkeit und geplante Wartungsfenster.
Damit wird aus einer reinen Energieliste ein tatsächlich nutzbarer Instandhaltungsplan.
Leckagen so dokumentieren, dass daraus ein Arbeitsplan entsteht
Ein Foto mit der Bemerkung „Leckage an Maschine 4“ reicht für eine größere Reparaturkampagne meist nicht aus.
Eine gute Dokumentation sollte die Stelle später eindeutig wiederfinden lassen und gleichzeitig die wirtschaftliche Priorisierung ermöglichen.
Sinnvoll sind daher Anlagenbereich, Maschine, genaue Komponente, Foto, Leckrate, Betriebsdruck, angesetzte Betriebsstunden und berechnete Jahreskosten.
Zusätzlich können Reparaturvorschlag, benötigtes Ersatzteil, erwarteter Aufwand und verantwortliche Person hinterlegt werden.
Aus diesen Daten lässt sich eine priorisierte Maßnahmenliste erstellen.
Besonders bei mehreren hundert gefundenen Leckagen ist dies wesentlich effizienter, als die Reparaturreihenfolge später allein anhand von Fotos oder subjektiver Einschätzung festzulegen.
Nach der Reparatur sollte der Datensatz nicht gelöscht, sondern um Reparaturdatum und Kontrollmessung ergänzt werden.
So entsteht langfristig eine nachvollziehbare Historie der Druckluftverluste.
Nach der Reparatur erneut messen
Eine als repariert markierte Leckage ist noch kein nachgewiesener Energieerfolg.
Eine neue Dichtung kann falsch montiert sein, eine Verschraubung weiterhin geringfügig undicht bleiben oder unmittelbar daneben eine zweite Leckage vorhanden sein.
Deshalb gehört die Nachkontrolle zum vollständigen Prozess.
Idealerweise wird die Stelle unter möglichst ähnlichem Betriebsdruck erneut geprüft.
Damit lässt sich feststellen, ob die Leckrate tatsächlich deutlich reduziert beziehungsweise vollständig beseitigt wurde.
Bei großen Reparaturkampagnen kann zusätzlich der Stillstands- oder Bereichsverbrauch vor und nach den Maßnahmen verglichen werden.
So wird aus dem theoretischen Einsparpotenzial eine nachweisbare Verbesserung des Druckluftsystems.
Passende Leckagemesstechnik bei ICS Schneider
ICS Schneider Messtechnik bietet innerhalb der Kategorie Leckageortung / Leckagemessgeräte unterschiedliche Ultraschall-Lecksuchgeräte und akustische Kameras für Druckluft- und Gasnetze an.
Die LeakCam 600 lokalisiert mehrere Ultraschallquellen visuell und kann die Leckagemenge in l/min beziehungsweise cfm abschätzen. Aus den hinterlegten wirtschaftlichen Parametern lassen sich zusätzlich jährliche Leckagekosten ableiten. Die integrierte Entfernungsmessung unterstützt dabei eine reproduzierbarere Quantifizierung.
Für regelmäßige Audits ist auch die HIKMICRO AI56L interessant. Die Kamera arbeitet mit einem Array aus 64 MEMS-Mikrofonen und ermöglicht neben der Schallquellenlokalisierung die Echtzeitschätzung von Leckrate, Leckagekosten und Leckagestufe.
Die HIKMICRO AI76 verwendet 136 MEMS-Mikrofone und ist für die schnelle Untersuchung größerer industrieller Anlagenbereiche ausgelegt. Zusätzlich zur Gasleckageortung kann sie auch für die Erkennung elektrischer Teilentladungen eingesetzt werden.
Mit den ILD 500 / ILD 510 können Ultraschallleckagen lokalisiert, fotografisch dokumentiert und nach Leckrate beziehungsweise jährlichem Einsparpotenzial bewertet werden. Die Daten lassen sich anschließend für Berichte und Reparaturplanung weiterverarbeiten.
Für die übergeordnete Verbrauchsanalyse kann zusätzlich ein fest installierter Durchflusssensor sinnvoll sein. Der IVA520 misst den Normvolumenstrom von Druckluft und Gasen und kann beispielsweise in Verteilerstationen oder vor einzelnen Produktionsbereichen eingesetzt werden.
Die Kombination aus fest installierter Verbrauchsmessung und mobiler Ultraschall-Leckageortung ermöglicht eine besonders vollständige Strategie: Die Verbrauchsmessung zeigt, in welchem Bereich ungewöhnlich viel Druckluft verloren geht, während das mobile Leckagegerät die einzelnen Undichtigkeiten findet und wirtschaftlich priorisiert.
Leckageortung und Leckagemessgeräte bei ICS Schneider
Weiterführend: Druckluft-Leckrate bei verschiedenen Netzdrücken vergleichen
Weiterführend: Druckluftleckage nach der Reparatur bewerten
Fazit
Eine Druckluftleckage wirtschaftlich zu bewerten bedeutet mehr, als den größten l/min-Wert in einer Liste zu suchen.
Die Leckrate beschreibt nur den momentanen Verlust. Die wirtschaftliche Wirkung entsteht erst aus Leckrate, Druckbeaufschlagungszeit, Energiebedarf der Drucklufterzeugung und Strompreis.
Gerade die Betriebszeit kann die Reihenfolge vollständig verändern. Eine kleine Leckage in einer permanent druckbeaufschlagten Hauptleitung kann über ein Jahr erheblich mehr Druckluft verlieren als eine deutlich größere Leckage an einer selten betriebenen Maschine.
Für eine nachvollziehbare Bewertung sollte deshalb zunächst das verlorene Jahresvolumen berechnet werden. Mit dem tatsächlichen spezifischen Energiebedarf der Kompressoranlage und dem internen Strompreis lässt sich daraus anschließend ein realistisches Einsparpotenzial ableiten.
Die Reparaturkosten ergänzen diese Betrachtung um die Amortisationszeit. Dadurch werden sowohl die großen absoluten Einsparpotenziale als auch die besonders schnell umsetzbaren Maßnahmen sichtbar.
Akustische Kameras und Ultraschall-Lecksuchgeräte vereinfachen diesen Prozess erheblich, weil Ortung, Dokumentation und Leckratenabschätzung direkt miteinander verbunden werden können. Der daraus berechnete Euro-Wert sollte jedoch als Priorisierungsgröße verstanden und mit realistischen Betriebsparametern hinterlegt werden.
Fest installierte Durchflussmessungen können die lokale Lecksuche zusätzlich absichern. Sie zeigen den tatsächlichen Gesamtverbrauch eines Anlagenbereiches und machen insbesondere den Stillstandsverbrauch sichtbar.
Wer Leckrate, Betriebszeit, Druck, Energiekosten und Reparaturaufwand gemeinsam betrachtet, erhält aus einer langen Liste gefundener Undichtigkeiten einen klaren Maßnahmenplan – und kann Wartungsressourcen dort einsetzen, wo sie den größten technischen und wirtschaftlichen Effekt erzeugen.
FAQ zur wirtschaftlichen Priorisierung von Druckluftleckagen
Ist die größte Druckluftleckage automatisch die teuerste?
Nein. Neben der Leckrate ist entscheidend, wie viele Stunden pro Jahr die betreffende Stelle tatsächlich unter Druck steht. Eine kleinere Dauerleckage kann über ein Jahr mehr Luft verlieren als eine größere Leckage mit kurzer Betriebszeit.
Wie berechnet man die jährliche verlorene Druckluftmenge?
Die auf Normkubikmeter pro Stunde umgerechnete Leckrate wird mit den jährlichen Druckbeaufschlagungsstunden multipliziert.
Wie werden aus Nm³ Druckluft Energiekosten?
Das verlorene Normvolumen wird mit dem spezifischen Energiebedarf der Drucklufterzeugung in kWh/Nm³ und anschließend mit dem Strompreis multipliziert.
Welchen spezifischen Energiebedarf sollte ich verwenden?
Am besten den tatsächlich gemessenen beziehungsweise für die vorhandene Kompressorstation ermittelten Wert. Pauschale Kennzahlen eignen sich hauptsächlich für erste Abschätzungen.
Welche Betriebsstunden sind für die Berechnung richtig?
Relevant sind die Stunden, in denen die konkrete Leckagestelle unter Druck steht. Diese können sich deutlich von Produktions- oder Maschinenlaufzeiten unterscheiden.
Warum ist eine Leckage im Hauptnetz oft besonders teuer?
Hauptleitungen bleiben häufig wesentlich länger druckbeaufschlagt als einzelne Maschinen. Eine vergleichsweise kleine Leckage kann deshalb sehr hohe Jahresbetriebsstunden erreichen.
Beeinflusst der Netzdruck die Leckrate?
Ja. Eine Undichtigkeit verliert bei höherer Druckdifferenz zur Umgebung in der Regel mehr Luft. Deshalb sollten Leckagemessungen zusammen mit dem Betriebsdruck dokumentiert werden.
Kann ich Leckagen bei 6 und 8 bar direkt vergleichen?
Nicht ohne Weiteres. Der unterschiedliche Druck beeinflusst die Leckrate. Für einen belastbaren Vergleich sollten gleiche Bedingungen verwendet oder die Werte auf einen gemeinsamen Referenzzustand bezogen werden.
Wie genau sind die Leckraten einer akustischen Kamera?
Die Geräte schätzen die Leckrate aus dem gemessenen Ultraschallsignal und weiteren Parametern. Diese Werte sind besonders für Priorisierung und Vergleich hilfreich, sollten aber nicht mit einer direkten abrechnungsfähigen Durchflussmessung verwechselt werden.
Warum muss die Messentfernung stimmen?
Der vom Leck empfangene Ultraschallpegel hängt auch von der Entfernung ab. Geräte mit Entfernungsmessung können diesen Einfluss bei der Leckratenabschätzung berücksichtigen.
Kann eine akustische Kamera die jährlichen Kosten direkt anzeigen?
Je nach Gerät ja. Dafür müssen jedoch die hinterlegten Werte für Betriebszeit, Druck beziehungsweise weitere Berechnungsparameter und Energiekosten zur tatsächlichen Anlage passen.
Was ist für die Priorisierung wichtiger: Jahreskosten oder Amortisationszeit?
Beide Größen beantworten unterschiedliche Fragen. Die Jahreskosten zeigen das absolute Einsparpotenzial, während die Amortisationszeit zeigt, wie schnell sich die Reparatur wirtschaftlich bezahlt macht.
Kann eine kleine Leckage eine hohe Priorität erhalten?
Ja. Wenn sie mit sehr geringem Aufwand beseitigt werden kann oder prozesskritisch ist, kann ihre Reparatur trotz niedriger Jahreskosten sinnvoll sofort durchgeführt werden.
Sollten sicherheitskritische Leckagen ebenfalls nur wirtschaftlich bewertet werden?
Nein. Sicherheits-, Qualitäts- und Prozessrisiken müssen unabhängig von den reinen Energieeinsparungen berücksichtigt werden und können eine höhere Priorität erfordern.
Was ist der Stillstandsverbrauch?
Damit ist der Druckluftverbrauch während einer Phase ohne reguläre Produktion gemeint. Nach Abzug bewusst weiterbetriebener Verbraucher kann er einen guten Hinweis auf die Gesamtleckage eines Anlagenbereiches geben.
Kann eine fest installierte Durchflussmessung die Leckagesuche ersetzen?
Nein. Sie zeigt den Gesamtverbrauch beziehungsweise Verlust eines Bereiches, lokalisiert aber nicht die einzelne undichte Stelle. Ultraschall-Leckageortung und Durchflussmessung ergänzen sich deshalb sehr gut.
Warum sollte nach einer Reparatur nochmals gemessen werden?
Nur durch eine Kontrollmessung lässt sich bestätigen, dass die Leckage tatsächlich beseitigt beziehungsweise wesentlich reduziert wurde. Außerdem können unmittelbar benachbarte Restleckagen erkannt werden.
Sollte ich den Netzdruck einfach reduzieren, statt Leckagen zu reparieren?
Eine sinnvolle Druckabsenkung kann den Leckageverlust reduzieren, beseitigt die Undichtigkeiten jedoch nicht. Druckoptimierung und Leckagereparatur sollten deshalb gemeinsam eingesetzt werden.
Welche Daten sollte ein Leckagebericht enthalten?
Sinnvoll sind mindestens eindeutige Position, Foto, Anlage beziehungsweise Maschine, Leckrate, Betriebsdruck, angesetzte Druckbeaufschlagungszeit, berechnete Jahreskosten, Reparaturvorschlag, Status und Ergebnis der späteren Kontrollmessung.
Welche Geräte eignen sich für ein regelmäßiges Druckluftaudit?
Akustische Kameras wie LeakCam 600, HIKMICRO AI56L oder AI76 sowie Ultraschall-Lecksuchgeräte wie ILD 500/510 ermöglichen Ortung, Quantifizierung und Dokumentation. Für die übergeordnete Verbrauchsbewertung kann zusätzlich ein fest installierter Normvolumenstromsensor wie der IVA520 eingesetzt werden.
Welche Angaben sind für eine belastbare Wirtschaftlichkeitsberechnung notwendig?
Benötigt werden insbesondere Leckrate, Betriebsdruck, jährliche Druckbeaufschlagungszeit, spezifischer Energiebedarf der Drucklufterzeugung, verwendeter Strompreis und für eine vollständige Priorisierung zusätzlich der erwartete Reparaturaufwand.