Unter unseren Füssen befindet sich eine weit verzweigte Infrastruktur, ohne die Wirtschaft und Gesellschaft nicht funktionieren würden. Millionen Kilometer Rohrleitungen befördern Erdgas, Biogas, Frisch- und Abwasser von Erzeugern zu Verbrauchern. Besonders bei explosionsgefärdeten Stoffen wie Gas spielt die Sicherheit eine grosse Rolle. Ressourcenverluste und Umweltverschmutzung können ebenso die Folge undichter Rohre sein. UNION Instruments hat nun einen Druckprüfkoffer entwickelt, der die Dichtheitsprüfung um ein Vielfaches vereinfacht. Auch Druckmesszellen von STS kommen dabei zum Einsatz.

Der Druckprüfkoffer PMS3000 von UNION Instruments GmbH wurde entwickelt, um alle erforderlichen Arbeitsschritte bei der Dichtheitsprüfung von Rohrleitungen durchgängig mit auf einander abgestimmten Komponenten eines einzelnen Systems umzusetzen.

Die Anwendungsgebiete sind vielfältig:

• Gasversorgung nach DVGW G469-(A) A2, B2, B3, C3 und D2
• Trinkwasserversorgung nach DVGW W400-2, Teil 16
• Verfahrenstechnik, Industrie, Prozesstechnik
• Fernwärmeleitungen
• Erdwärmesonden
• Kabelschutzrohre
• Abwasserkanäle

An dieser Stelle wollen wir uns auf die Dichtheitsprüfung an Trinkwasserrohrleitungen durch das sogenannte Kontraktionsverfahren (auch Kontraktionsdruckprüfung) konzentrieren. Als Prüfmedium wird Wasser verwendet.

Kontraktionsverfahren in der Trinkwasserversorgung

Die Trinkwasserversorgung läuft oft über Kunststoffleitungen. Wird ein hoher Prüfdruck angelegt, kommt es folglich zu einer Volumenvergrösserung. Diese Ausdehnung bewirkt einen Druckabfall, der die Dichtheitsprüfung erschwert. Zusätzlich muss sichergestellt sein, dass die zu prüfende Rohrleitung hinreichend luftfrei ist. Durch das spezielle Kontraktionsverfahren wird sichergestellt, dass hier eine korrekte Dichtheitsaussage erfolgen kann. Die Normen dafür sind im DVGW Arbeitsblatt W400-2, Teil 16 festgeschrieben.

Zur Durchführung des Kontraktionsverfahrens nach W400-2, Teil 16 ist neben dem Druckprüfkoffer PMS3000 der Druckablasskoffer DAK2000 nötig, damit die abzulassenden Wassermengen zentral und unabhängig vom Leistungsvolumen erfasst und an das PMS3000 übertragen werden können. Durch diese Direktverbindung können manueller Aufwand reduziert und Übertragungsfehler vermieden werden. Zum Druckaufbau ist darüber hinaus eine Pumpe nötig. Auch dafür hält UNION Instruments verschiedene, auf das PMS3000 abgestimmte Lösungen bereit.

Das Kontraktionsverfahren (siehe Abbildung 2) ist relativ komplex und läuft in mehreren Phasen ab. Die Dichtheitsprüfung zieht sich über 3 bis 4 Stunden hin. Mit dem PMS3000 wird das Verfahren in sieben Phasen eingeteilt. In der ersten Phase, der Entspannungsphase, werden der statische Wasserdruck und die Rohrtemperatur gemessen. Anschliessend beginnt die Druckaufbauphase. Es gilt den Prüfdruck, der in etwa 4 bar höher als der Betriebsdruck ist, zu erreichen. Diese Phase läuft innerhalb von zehn Minuten ab. Die Druckanstiegsgeschwindigkeit lässt sich mit dem PMS3000 beobachten und lässt somit eine erste Bewertung der Luftfreiheit zu.

Ist der Prüfdruck erreicht, kommt es zur Druckhaltephase. Die Aufrechterhaltung des Drucks wird durch ständiges Nachpumpen erzielt. In der folgenden Ruhephase wird das Absinken des Drucks und damit die Druckreduzierung in Prozent vom Prüfdruck beobachtet: Der Druck darf dabei um nicht mehr als 20 Prozent absinken.

Darauf folgt die Druckabsenkung zur Prüfung auf Luftfreiheit. Dazu wird Wasser abgelassen, die abfliessende Menge wird gemessen und an das PMS3000 übermittelt. Die abgelassene Wassermenge sollte einen gewissen Druckabfall mit sich bringen. Ist dies nicht der Fall, befindet sich zu viel Luft im zu prüfenden Rohr.

Wurde diese Phase abgeschlossen, kommt es zur 30-minütigen Hauptprüfung. Dafür wird wieder Druck auf das Rohr gegeben. Kommt es zu einem Absinken des Drucks, wird die Hauptprüfung um 90 Minuten verlängert. Über diesen Zeitraum darf sich der Druck im Rohr um nicht mehr als 0,25 bar verringern, andernfalls ist das Rohr undicht.

Der gesamte Prüfablauf ist auf der SD-Karte des Druckprüfkoffers gespeichert und steht als PDF-Protokoll ohne weitere Auswertesoftware für den Benutzer verfügbar.

Zur Messung des Drucks ist das PMS3000 mit einem piezoresistiven Drucksensor von STS ausgerüstet. Da der Druckprüfkoffer in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz kommt, sind die Anforderung an die Messzelle hoch. Sie muss einen weiten Druckmessbereich von wenigen mbar bis zu 1000 bar (z.B. Dichtheitsprüfung im Hydraulikbereich) abbilden können, und dabei hochpräzise arbeiten. So zählte zu den Anforderungen an STS seitens UNION Instruments eine Stabilität von 5 mbar über Umgebungstemperaturänderungen von 15 Kelvin bei Prüfdrücken von 20 bis 25 bar. Mehr zur Integration piezoresistiver Messzellen in bestehende Anwendungen lesen Sie hier.

Die Merkmale des PMS3000-Systems im Überblick:

• robuster, wasserdichter und baustellentauglicher Druckprüfkoffer
• integrierter Protokolldrucker
• farbgrafikfähiges Touchdisplay
• 32 GB SD-Speicherkarte mobil über USB auslesbar
• diverse externe Anschlüsse
• Prüfverfahren der DVGW-Richtlinien G469 (A) : 2010 und W400-2 : 2004 sind im Gerät hinterlegt
• komplettes Sortiment an Anschluss-Komponenten und Prüfpumpen zum Druckaufbau verfügbar
• integrierter piezoresistiver Transducer von STS mit einem Druckmessbereich von 100 mbar bis 1000 bar (Kennlinie: ≤ ± 0.50 / 0.25 % FS)