Eine SF₆-Schaltanlage ist auf den vorgesehenen Gaszustand befüllt, Fülldruck beziehungsweise Gasdichte stimmen und das Anlagenventil wird geschlossen. Damit ist der eigentliche Befüllvorgang abgeschlossen – der Serviceprozess jedoch noch nicht. Zwischen Gasquelle, Füllarmatur und Anlage befindet sich weiterhin eine mit SF₆ gefüllte Serviceleitung. Abhängig von Schlauchlänge, Innendurchmesser, Kupplungen und Druck kann darin eine überraschend relevante Gasmenge eingeschlossen sein.
Wer an dieser Stelle lediglich die Gasflasche schließt und den Schlauch anschließend abkuppelt, behandelt das im Schlauch eingeschlossene SF₆ faktisch als Verlustmenge. Selbstschließende Kupplungen reduzieren zwar den Gasaustritt beim Trennen erheblich, sie entfernen das unter Druck eingeschlossene Gas jedoch nicht aus dem Schlauch. Das Restgas bleibt zwischen den geschlossenen Ventilen beziehungsweise Kupplungen vorhanden.
Besonders bei langen Schläuchen, größeren Nennweiten und höheren Fülldrücken steigt die zurückzugewinnende Gasmenge schnell an. Entscheidend ist dabei nicht nur der sichtbare Füllschlauch. Zum externen Servicevolumen gehören je nach Aufbau auch Druckregler, Verteiler, Adapter, Kupplungsräume, Messanschlüsse und Teile des Servicegerätes.
Die wichtigste Regel lautet deshalb: Nach dem Befüllen wird zuerst der Gasraum der Anlage sicher isoliert. Anschließend wird das außerhalb der Anlage eingeschlossene SF₆ entsprechend dem vorgesehenen Serviceverfahren zurückgewonnen beziehungsweise in ein dafür vorgesehenes Gasvolumen überführt. Erst wenn die Serviceleitung ausreichend druckentlastet beziehungsweise abgesaugt ist, werden die Kupplungen getrennt.
Warum bleibt nach dem Befüllen SF₆ im Schlauch?
Während des Befüllens bildet die Serviceleitung einen zusammenhängenden Gasweg zwischen Gasquelle und Anlagen-Gasraum. Sobald Ventile geöffnet sind, steht nicht nur die Schaltanlage unter Gasdruck, sondern auch das gesamte dazwischenliegende Leitungsvolumen.
Wird nach Erreichen des Sollzustands das Anlagenventil geschlossen, ist die Anlage vom Serviceaufbau getrennt. Das Gas innerhalb der externen Leitung verschwindet dadurch jedoch nicht. Es befindet sich weiterhin in Schlauch, Ventilen, Kupplungen und weiteren Hohlräumen.
Wie viel SF₆ darin enthalten ist, wird im Wesentlichen von drei Größen bestimmt:
- dem geometrischen Innenvolumen der Serviceleitung,
- dem absoluten Gasdruck im Moment des Absperrens,
- der Gastemperatur.
Hinzu kommt die reale Gascharakteristik. Für überschlägige Abschätzungen bei moderaten Drücken kann mit Druck-Volumen-Beziehungen gearbeitet werden. Für genaue Mengenbilanzen sollten dagegen die realen Gasbedingungen beziehungsweise die Angaben des eingesetzten Servicegerätes verwendet werden.
| Teil des Serviceaufbaus | Enthält nach dem Befüllen möglicherweise SF₆? | Einfluss auf die Restgasmenge |
|---|---|---|
| Füllschlauch | Ja | Oft größtes externes Einzelvolumen |
| Selbstschließende Kupplung | Ja, im internen Totraum | Klein, aber bei jedem Service vorhanden |
| Adapter | Ja | Abhängig von Bauform und Anzahl |
| Ventil-/Verteilerblock | Ja | Kann bei komplexen Aufbauten relevant werden |
| Druckregler und Armaturen | Je nach Aufbau | Zusätzliches eingeschlossenes Volumen |
| Anlagen-Gasraum | Nach geschlossenem Anlagenventil separat | Soll nach dem Service nicht wieder unbeabsichtigt entlastet werden |
Schlauchvolumen richtig berechnen
Für einen zylindrischen Schlauch kann das geometrische Innenvolumen näherungsweise mit folgender Formel bestimmt werden:
V = π × di² × L / 4
Dabei gilt:
- V = Innenvolumen des Schlauchs,
- di = tatsächlicher freier Innendurchmesser,
- L = Schlauchlänge.
Wichtig ist die Bezeichnung tatsächlicher Innendurchmesser. Eine Nennweite wie DN 8 ist nicht automatisch mathematisch identisch mit exakt 8,00 mm freiem Innendurchmesser. Für eine genaue Mengenbilanz sollten deshalb die Herstellerdaten der konkret verwendeten Schlauchleitung zugrunde gelegt werden.
Für eine überschlägige Betrachtung lässt sich jedoch zeigen, wie stark die Schlauchlänge das Volumen beeinflusst. Wird beispielhaft ein Innendurchmesser von 8 mm angenommen, ergeben sich folgende Werte:
| Schlauchlänge | Angenommener Innendurchmesser | Geometrisches Innenvolumen |
|---|---|---|
| 1 m | 8 mm | ca. 0,050 l |
| 3 m | 8 mm | ca. 0,151 l |
| 5 m | 8 mm | ca. 0,251 l |
| 10 m | 8 mm | ca. 0,503 l |
Ein halber Liter geometrisches Volumen klingt zunächst nicht nach viel. Befindet sich das Gas darin jedoch unter mehreren bar absolut, entspricht die enthaltene Gasmenge bei Umrechnung auf Umgebungs- beziehungsweise Referenzdruck einem Mehrfachen dieses Volumens.
Warum der absolute Druck entscheidend ist
Für die Gasmenge ist nicht der Manometerdruck allein entscheidend, sondern der absolute Druck. Ein angezeigter Überdruck von beispielsweise 6 bar entspricht näherungsweise etwa 7 bar absolut, wenn der Umgebungsdruck rund 1 bar beträgt.
Für eine vereinfachte Abschätzung bei annähernd gleicher Temperatur kann gelten:
Vref ≈ VSchlauch × pabs / pref
Damit wird deutlich: Ein Schlauch enthält bei 7 bar absolut ungefähr die siebenfache Gasmenge gegenüber demselben Schlauch bei rund 1 bar absolut, sofern Temperatur und reale Gasfaktoren für die überschlägige Betrachtung unverändert angenommen werden.
Das ist der Grund, weshalb bereits ein relativ kleiner Füllschlauch nach dem Befüllen eine relevante SF₆-Menge enthalten kann.
Praxisbeispiel: 5 m DN-8-ähnlicher Schlauch
Für ein vereinfachtes Rechenbeispiel wird ein Füllschlauch mit folgenden Annahmen betrachtet:
- Länge: 5 m,
- angenommener Innendurchmesser: 8 mm,
- Schlauchvolumen: rund 0,25 l,
- Druck nach dem Befüllen: 7 bar absolut.
Das geometrische Schlauchvolumen beträgt:
V ≈ 0,251 l
Wird das enthaltene Gas überschlägig auf etwa 1 bar absolut bezogen, ergibt sich bei gleicher Temperatur eine Gasmenge in der Größenordnung von:
Vref ≈ 0,251 l × 7 ≈ 1,76 l
Die reale Menge hängt von Referenzdruck, Temperatur und Kompressibilität ab. Das Beispiel zeigt jedoch deutlich: In einem nur 0,25 Liter großen Schlauchvolumen können nach einer Befüllung mehrere Liter Gas bezogen auf Umgebungsbedingungen eingeschlossen sein.
Wird ein solcher Rest bei jedem Servicevorgang einfach freigesetzt, summieren sich kleine Einzelmengen über viele Schalthandlungen, Anlagen und Jahre zu einer erheblichen Verlustmenge.
Kupplungen, Adapter und Verteiler mitrechnen
In der Praxis endet die Berechnung nicht am Schlauch. Eine Serviceleitung besteht häufig aus mehreren Komponenten:
Gasquelle → Druckregler → Schlauch → Adapter → Verteiler → Kupplung → Anlage
Jede dieser Komponenten besitzt ein inneres Volumen. Bei einem kompakten Aufbau kann dieses gegenüber dem Schlauch gering sein. Bei vielen hintereinandergeschalteten Adaptern oder großen Verteilerblöcken wird es jedoch zunehmend relevant.
Aus diesem Grund sind kurze, direkte Serviceaufbauten nicht nur mechanisch übersichtlicher. Sie reduzieren gleichzeitig das Volumen, das vor dem Befüllen evakuiert und nach dem Befüllen wieder gasverlustarm behandelt werden muss.
Besonders ungünstig sind improvisierte Adapterketten. Neben zusätzlichem Volumen entstehen weitere Dichtstellen und damit weitere potenzielle Leckpfade. Eine zum Anlagenanschluss passende direkte Adaption ist deshalb meist die bessere Lösung.
Was selbstschließende Kupplungen leisten – und was nicht
Selbstschließende SF₆-Kupplungen sind ein wesentlicher Bestandteil eines emissionsarmen Servicesystems. Beim Trennen schließen die beteiligten Ventile automatisch, sodass Gasräume nicht dauerhaft offen zur Atmosphäre stehen.
Sie lösen jedoch nicht automatisch das Problem des unter Druck stehenden Schlauchs. Befindet sich zwischen zwei geschlossenen selbstschließenden Ventilen SF₆, bleibt dieses Gas dort eingeschlossen.
Das ist sogar erwünscht, solange die Leitung geschlossen bleiben soll. Kritisch wird es erst, wenn die Leitung geöffnet, zerlegt, transportiert oder an einen anderen Gaszustand angeschlossen werden soll.
Die richtige Betrachtung lautet daher:
Selbstschluss verhindert unkontrolliertes Austreten beim Kuppeln – Gasrückgewinnung reduziert die im Servicevolumen verbleibende SF₆-Menge.
Beide Funktionen ergänzen sich, ersetzen sich aber nicht gegenseitig.
Restgas kontrolliert zurückgewinnen
Nach dem Schließen des Anlagenventils sollte das im Schlauch eingeschlossene SF₆ über einen dafür vorgesehenen Gasweg zurückgewonnen werden. Welches Verfahren geeignet ist, hängt vom verwendeten Füllsystem und der Serviceausrüstung ab.
Bei umfangreichen Wartungsarbeiten erfolgt die Rückgewinnung typischerweise mit einem SF₆-Servicegerät oder einem modularen Absaug- und Transfersystem. Das Gas wird dabei aus dem Servicevolumen abgesaugt und in einen geeigneten Gasbehälter überführt.
Für kleinere Serviceaufbauten kann ebenfalls ein entsprechend ausgelegtes Rückgewinnungssystem vorgesehen werden. Entscheidend ist, dass Gasweg, zulässiger Druckbereich, Ventilstellungen und Zielbehälter eindeutig definiert sind.
| Verfahren | Eignung | Wichtiger Punkt |
|---|---|---|
| SF₆-Servicegerät | Sehr gut für vollständige Serviceprozesse | Füllen, Rückgewinnen und je nach Gerät Aufbereiten in einem System |
| Vakuumkompressor + Transfergerät | Geeignet für modulare Serviceaufbauten | Restgas wird in einen vorgesehenen Behälter gefördert |
| Kontrollierter Druckausgleich in ein vorgesehenes Gasvolumen | Nur wenn Anlagen- und Servicekonzept dies ausdrücklich vorsehen | Druckgefälle und Enddruck begrenzen die übertragbare Gasmenge |
| Schlauch einfach zur Atmosphäre öffnen | Keine geeignete Restgasstrategie | SF₆ geht vollständig verloren |
Die konkrete Ventilreihenfolge richtet sich immer nach Anlage, Kupplungssystem und Servicegerät. Eine allgemeine Internet-Anleitung darf deshalb keine Hersteller-Arbeitsanweisung ersetzen.
Warum einfacher Druckausgleich nicht immer ausreicht
Auf den ersten Blick liegt es nahe, das im Schlauch befindliche Gas einfach zurück in einen Behälter strömen zu lassen. Das funktioniert jedoch nur, solange ein ausreichendes Druckgefälle vorhanden ist.
Sobald sich die Drücke angleichen, stoppt der Gasstrom. Im Schlauch verbleibt dann Gas auf dem gemeinsamen Enddruck. Eine nahezu vollständige Rückgewinnung ist durch einfachen Druckausgleich daher nicht möglich.
Besonders deutlich wird das bei einer Gasflasche. Nach einem Befüllvorgang kann der Druck in der Gasflasche deutlich höher sein als in der Serviceleitung. Das Gas aus dem Schlauch strömt dann nicht von selbst gegen den höheren Flaschendruck zurück. Dafür ist ein geeignetes Transfer- beziehungsweise Kompressorsystem erforderlich.
Auch eine Rückführung in den Anlagen-Gasraum muss zur vorgesehenen Betriebsweise passen. Wird nach Erreichen der korrekten Füllmenge unkontrolliert weiteres Schlauchgas in die Anlage gedrückt, kann sich der Endzustand der Anlage verändern.
Deshalb sollte die Restgasbehandlung bereits Teil des Füllkonzeptes sein und nicht erst nach dem Schließen der Ventile improvisiert werden.
Welcher Restdruck bleibt nach der Rückgewinnung?
Eine Gasrückgewinnung bedeutet nicht zwangsläufig, dass anschließend überhaupt kein SF₆-Molekül mehr im Schlauch vorhanden ist. Entscheidend ist der erreichbare absolute Restdruck.
Wird beispielsweise ein 5-m-Schlauch mit rund 0,25 l geometrischem Volumen von 7 bar absolut auf nur noch wenige Millibar absolut abgesaugt, sinkt die darin verbleibende Gasmenge um mehrere Größenordnungen.
Für die verbleibende Menge gilt vereinfacht wiederum:
n ∝ pabs × V / T
Je niedriger der absolute Restdruck bei gleichem Volumen und gleicher Temperatur, desto kleiner ist die verbleibende Gasmenge.
Bei einem technisch geeigneten Rückgewinnungssystem ist deshalb der erreichbare Restdruck eine wichtige Kenngröße. Er zeigt wesentlich besser als die Aussage „Schlauch ist leer“, wie viel Gas tatsächlich noch vorhanden sein kann.
Druck, Temperatur und Gasdichte unterscheiden
Bei SF₆-Schaltanlagen wird häufig mit temperaturkompensierter Gasdichte gearbeitet. Für das Entleeren eines Füllschlauches ist jedoch wichtig, zwischen Gasdichte im Anlagen-Gasraum und momentanem Druck im Servicevolumen zu unterscheiden.
Der Druck eines eingeschlossenen Schlauchvolumens verändert sich mit der Temperatur. Ein in warmer Umgebung abgesperrter Schlauch kann nach dem Abkühlen einen niedrigeren Druck anzeigen, obwohl keine Gasmenge verloren gegangen ist. Umgekehrt steigt der Druck bei Erwärmung.
Eine Druckänderung ist deshalb nicht automatisch ein Hinweis auf eine Leckage.
Für eine quantitative Gasbilanz sollten Druck, Temperatur und Volumen gemeinsam betrachtet werden. Bei höheren Genauigkeitsanforderungen müssen zusätzlich reale Gaseigenschaften berücksichtigt werden.
Für die Anlage selbst ist nach dem Befüllen weiterhin der vom Hersteller vorgegebene temperaturkompensierte Sollzustand entscheidend. Der Schlauchdruck nach dem Absperren darf nicht mit diesem Anlagen-Sollwert verwechselt werden.
Feuchte und Gasqualität beim Service berücksichtigen
Beim SF₆-Service geht es nicht nur darum, Gasverluste zu reduzieren. Auch die Gasqualität muss erhalten bleiben. Ein vor dem Befüllen mit Luft und Feuchtigkeit gefüllter Schlauch kann Fremdgas in die Anlage eintragen. Deshalb wird die Serviceleitung vor dem Öffnen des Gasraums entsprechend dem vorgesehenen Verfahren evakuiert.
Nach dem Befüllen stellt sich die umgekehrte Aufgabe: Der Schlauch enthält nun SF₆. Wird er geöffnet und anschließend längere Zeit unverschlossen gelagert, gelangt erneut Umgebungsluft und Feuchtigkeit in die Leitung.
Nach dem Service sollten Anschlüsse deshalb sauber verschlossen und Schutzkappen montiert werden. Vor der nächsten Befüllung wird die Leitung erneut entsprechend dem vorgesehenen Verfahren vorbereitet.
Besondere Vorsicht gilt bei Gas aus Betriebsmitteln, in denen bereits Schaltvorgänge, Lichtbögen oder Störungen aufgetreten sind. Rückgewonnenes Gas kann Feuchtigkeit, Partikel oder Zersetzungsprodukte enthalten. Es darf deshalb nicht automatisch mit ungebrauchtem Gas gleichgesetzt werden.
Sinnvolle Arbeitsreihenfolge nach dem Befüllen
Die exakte Ventilreihenfolge ist anlagen- und gerätespezifisch. Für das technische Grundprinzip lässt sich der Ablauf jedoch klar strukturieren.
- Füllzustand prüfen: Sicherstellen, dass der vorgesehene Gaszustand der Anlage erreicht ist.
- Anlagenventil schließen: Gasraum von der externen Serviceleitung isolieren.
- Gasquelle schließen: Gasflasche beziehungsweise Füllversorgung absperren.
- Servicevolumen identifizieren: Schlauch, Adapter, Verteiler und weitere eingeschlossene Räume berücksichtigen.
- Rückgewinnungsweg herstellen: Vorgesehenes Service- beziehungsweise Transfergerät gemäß Betriebsanweisung schalten.
- SF₆ zurückgewinnen: Gas in den vorgesehenen Gasbehälter beziehungsweise das vorgesehene System fördern.
- Restdruck überwachen: Erforderlichen Enddruck entsprechend Serviceverfahren erreichen.
- Leitung isolieren: Rückgewinnungsgerät absperren.
- Druckzustand prüfen: Vor dem Trennen sicherstellen, dass kein unerwarteter Überdruck vorhanden ist.
- Kupplung trennen: Selbstschließende Verbindung kontrolliert lösen.
- Anschlüsse verschließen: Schutzkappen montieren.
- Anlage prüfen: Serviceanschluss und Gasraum entsprechend Wartungsplan auf Dichtheit beziehungsweise ordnungsgemäßen Zustand prüfen.
Wichtig ist, dass eine unklare Ventilstellung nicht durch versuchsweises Öffnen geklärt wird. Bei SF₆-Serviceaufbauten sollte der Gasweg vor Arbeitsbeginn eindeutig bekannt sein.
Wenn der Schlauch trotz Rückgewinnung unter Druck steht
Bleibt nach dem vorgesehenen Absaugvorgang ein unerwartet hoher Druck in der Leitung zurück, sollte die Ursache systematisch gesucht werden.
Mögliche Gründe sind ein geschlossenes Zwischenventil, eine selbstschließende Kupplung, die den Gasweg nicht freigibt, eine falsche Ventilstellung am Servicegerät oder ein stark begrenzter Strömungsquerschnitt. Auch ein Manometer kann an einer Stelle sitzen, die durch ein Ventil vom tatsächlich abgesaugten Schlauchabschnitt getrennt ist.
Bei längeren Schläuchen und kleinen Querschnitten kann außerdem eine gewisse Zeit erforderlich sein, bis sich der Druck entlang der kompletten Leitung ausgeglichen hat.
Eine weitere Möglichkeit ist Temperaturänderung. Wird ein eingeschlossener Schlauchabschnitt nach dem Absaugen deutlich wärmer, kann der Druck des verbliebenen Gases wieder ansteigen.
Vor dem Öffnen oder Zerlegen eines Schlauchsystems muss deshalb sicher feststehen, welcher Abschnitt tatsächlich druckentlastet ist.
Praxisbeispiel an einer GIS
Eine gasisolierte Schaltanlage wird über einen mehrere Meter langen SF₆-Schlauch nachgefüllt. Der Serviceaufbau besteht aus Gasquelle, Druckregler, Schlauch, Adapter und selbstschließender Kupplung.
Nach Erreichen des Sollzustands wird zunächst das Anlagenventil geschlossen. Die Anlage ist damit wieder vom Servicesystem isoliert. Anschließend wird die Gasquelle geschlossen.
Im Schlauch steht zu diesem Zeitpunkt jedoch weiterhin annähernd der vorherige Fülldruck. Würde die selbstschließende Kupplung nun sofort getrennt, würde sie zwar den Gasraum der Anlage verschließen, das SF₆ innerhalb des externen Servicevolumens wäre jedoch weiterhin vorhanden.
Deshalb wird der Schlauch über das vorgesehene Servicegerät mit einem Gasbehälter verbunden. Das eingeschlossene SF₆ wird zurückgewonnen, bis der geforderte Restdruck erreicht ist. Erst danach wird die Serviceleitung von der Anlage getrennt.
Das Beispiel zeigt, weshalb eine selbstschließende Kupplung und eine Restgasrückgewinnung zwei unterschiedliche Aufgaben erfüllen: Die Kupplung ermöglicht gasverlustarmes Trennen der Verbindung. Das Servicegerät reduziert vorher die Gasmenge, die überhaupt noch innerhalb dieser Verbindung vorhanden ist.
Häufige Fehler
Nach dem Schließen der Anlage sofort abkuppeln
Dadurch wird das im Schlauch gespeicherte Gasvolumen nicht berücksichtigt. Die Serviceleitung kann weiterhin SF₆ unter Druck enthalten.
Selbstschließende Kupplung mit einem leeren Schlauch gleichsetzen
Die Kupplung schließt den Gasweg. Sie saugt das eingeschlossene Gas jedoch nicht aus der Leitung.
Nur die Schlauchlänge betrachten
Innendurchmesser und Druck beeinflussen die Gasmenge ebenso wesentlich. Zusätzlich gehören Adapter, Kupplungen und Verteiler zum Servicevolumen.
Mit Manometerüberdruck statt Absolutdruck rechnen
Für eine Gasmenge muss der absolute Druck verwendet werden. Besonders bei mehreren bar Betriebsdruck führt die Verwechslung zu einer relevanten Abweichung.
Restgas einfach zurück in die Gasflasche drücken wollen
Liegt der Flaschendruck höher als der Schlauchdruck, erfolgt keine selbsttätige Rückströmung. Für eine definierte Überführung ist entsprechende Transfertechnik erforderlich.
Das Anlagenventil für die Restgasbehandlung wieder unkontrolliert öffnen
Damit kann sich der zuvor korrekt eingestellte Gaszustand der Anlage verändern. Eine Rückführung in den Gasraum darf nur Bestandteil eines vorgesehenen Serviceverfahrens sein.
Schlauch nach dem Service offen lagern
Dadurch gelangen Luft, Feuchtigkeit und Schmutz in das System. Anschlüsse sollten geschützt und die Serviceleitung vor dem nächsten Einsatz erneut korrekt vorbereitet werden.
Restgas als unvermeidbaren Serviceverlust akzeptieren
Gerade bei wiederkehrenden Arbeiten sollte die Restgasmenge konstruktiv minimiert und mit geeigneter Technik zurückgewonnen werden.
Passende SF₆-Komponenten bei ICS Schneider
ICS Schneider Messtechnik bietet SF₆-Komponenten für Befüllung, Evakuierung, Gasrückgewinnung und Gasmanagement an.
Die WIKA-Schläuche GCH-08 und GCH-20 sind für das Befüllen und Evakuieren von SF₆-Gasbehältern vorgesehen. Sie sind für Druck- und Vakuumbetrieb ausgelegt und verwenden selbstschließende Ventile beziehungsweise Kupplungen. Je nach erforderlichem Gasdurchsatz und Anlagenanschluss stehen unterschiedliche Nennweiten zur Verfügung.
Für kleinere beziehungsweise modulare Rückgewinnungsaufgaben steht unter anderem der WIKA GVC-10 zur Verfügung. Zusammen mit einem geeigneten Transfergerät kann SF₆ aus Gasräumen beziehungsweise Servicevolumen abgesaugt und in einen vorgesehenen Gasbehälter überführt werden.
Für umfassendere Servicearbeiten stehen die Geräte der WIKA-GPU-Plattform zur Verfügung. Sie verbinden je nach Ausführung Funktionen für Befüllung, Rückgewinnung, Evakuierung und Gasaufbereitung in einem System.
SF₆-Schläuche und Gasnachfüllsets bei ICS Schneider
SF₆-Service-Equipment bei ICS Schneider
Weiterführend: SF₆-Füllschläuche vor dem Befüllen evakuieren
Fazit
Nach dem Befüllen einer SF₆-Anlage ist der Füllschlauch nicht automatisch leer. Sobald Anlagenventil und Gasquelle geschlossen werden, bleibt das SF₆ innerhalb der externen Serviceleitung eingeschlossen.
Die relevante Restgasmenge ergibt sich aus Schlauch- und Totvolumen, absolutem Druck und Temperatur. Ein langer Schlauch oder eine unnötig komplexe Adapterkette kann deshalb deutlich mehr Gas enthalten, als anhand des äußeren Eindrucks vermutet wird.
Selbstschließende Kupplungen sind für gasverlustarmes Arbeiten wesentlich, ersetzen jedoch keine Restgasrückgewinnung. Sie schließen den Gasweg beim Trennen, während ein Service- oder Transfersystem die zuvor im Schlauch gespeicherte SF₆-Menge reduziert.
Für einen sauberen Serviceprozess wird deshalb zunächst der Anlagen-Gasraum isoliert. Anschließend wird die externe Leitung kontrolliert zurückgewonnen beziehungsweise auf den vorgesehenen Restdruck abgesaugt. Erst danach werden Kupplungen getrennt und Anschlüsse verschlossen.
Wer zusätzlich Schlauchlänge, Nennweite, Adapterzahl und Totvolumen bereits bei der Planung minimiert, reduziert sowohl den Zeitbedarf für Evakuierung und Rückgewinnung als auch die SF₆-Menge, die bei jedem einzelnen Servicevorgang überhaupt behandelt werden muss.
FAQ zum SF₆-Restgas im Füllschlauch
Ist der SF₆-Füllschlauch nach dem Schließen des Anlagenventils leer?
Nein. Das Gas im externen Schlauchvolumen bleibt zunächst eingeschlossen. Anlagenventil und Kupplung trennen lediglich die verschiedenen Gasräume voneinander.
Wie berechnet man das Innenvolumen eines Füllschlauchs?
Näherungsweise mit V = π × d² × L / 4. Dabei müssen der tatsächliche Innendurchmesser und die Schlauchlänge verwendet werden.
Ist DN 8 automatisch ein Innendurchmesser von exakt 8 mm?
Nein. Die Nennweite ist nicht zwingend mit dem tatsächlichen freien Innendurchmesser identisch. Für genaue Berechnungen sind die Daten des konkreten Schlauchs erforderlich.
Warum beeinflusst der Druck die Restgasmenge?
Bei gleichem Schlauchvolumen befindet sich bei höherem absolutem Druck mehr Gas im Schlauch. Deshalb kann ein kleines geometrisches Volumen bei mehreren bar eine relevante Gasmenge enthalten.
Muss bei der Berechnung Absolutdruck verwendet werden?
Ja. Gasgesetzliche Berechnungen verwenden absolute Drücke und nicht ausschließlich den am Manometer angezeigten Überdruck.
Verhindert eine selbstschließende Kupplung jeden SF₆-Verlust?
Sie reduziert den Gasaustritt beim Trennen erheblich und verschließt den Gasweg automatisch. Das innerhalb des Schlauchs eingeschlossene SF₆ entfernt sie jedoch nicht.
Was geschieht mit dem SF₆ im Schlauch?
Es sollte entsprechend dem vorgesehenen Serviceverfahren in einen geeigneten Gasbehälter beziehungsweise über ein SF₆-Service- oder Transfersystem zurückgewonnen werden.
Kann das Restgas einfach zurück in die Gasflasche strömen?
Nur wenn ein entsprechendes Druckgefälle und ein dafür vorgesehener Gasweg vorhanden sind. In vielen praktischen Situationen ist der Flaschendruck höher, sodass für eine definierte Rückführung geeignete Transfertechnik benötigt wird.
Kann das Restgas zurück in die Anlage geführt werden?
Nur wenn das konkrete Anlagen- und Serviceverfahren dies vorsieht. Ein unkontrolliertes erneutes Öffnen des Anlagenventils kann den zuvor eingestellten Füllzustand verändern.
Warum sollten SF₆-Schläuche nicht unnötig lang sein?
Ein längerer Schlauch besitzt ein größeres Innenvolumen. Dadurch steigt sowohl das vor dem Befüllen zu evakuierende Luftvolumen als auch die nach dem Befüllen zurückzugewinnende SF₆-Menge.
Warum sind unnötige Adapter ungünstig?
Sie vergrößern Totvolumen, Anzahl der Dichtstellen und potenzielle Leckpfade. Gleichzeitig wird der Gasweg komplexer.
Was bedeutet Restdruck nach der Rückgewinnung?
Auch nach dem Absaugen kann noch eine geringe Gasmenge im Schlauch verbleiben. Der absolute Restdruck beschreibt, wie stark diese Menge gegenüber dem ursprünglichen Betriebszustand reduziert wurde.
Muss ein Füllschlauch nach dem Service wieder evakuiert werden?
Vor einem späteren Befüllvorgang muss die Serviceleitung entsprechend dem vorgesehenen Verfahren erneut vorbereitet werden, damit keine Luft und Feuchtigkeit in den SF₆-Gasraum eingebracht werden.
Kann Temperatur den Druck im abgesperrten Schlauch verändern?
Ja. Erwärmt oder kühlt sich ein geschlossenes Gasvolumen, verändert sich sein Druck auch ohne Gasverlust. Eine Druckänderung ist deshalb nicht automatisch eine Leckage.
Welche WIKA-Schläuche sind für SF₆-Service vorgesehen?
Für entsprechende Anwendungen stehen unter anderem die WIKA GCH-08 und GCH-20 zur Verfügung. Die Auswahl der Nennweite richtet sich nach Serviceaufgabe, Anschluss und benötigtem Gasdurchsatz.
Welches Gerät eignet sich zur SF₆-Rückgewinnung?
Abhängig von Umfang und Anlagenvolumen können modulare Komponenten wie der GVC-10 mit Transfergerät oder komplette Servicegeräte der WIKA-GPU-Plattform eingesetzt werden.