Physikalische Eigenschaft von Gasen – Gase erwärmen sich bei Kompression

Für die Druckprüfungen an Gasleitungen, die mit Luft oder Stickstoff durchgeführt werden, gibt es einige physikalische Effekte, die wir hier versuchen einfach zu erläutern.

Physikalische Eigenschaft von Gasen:

Wird in einer Leitung der Druck schnell erhöht, ist damit immer auch ein Temperaturanstieg verbunden. Gase erwärmen sich bei Kompression. Jeder hat schon einmal mit einer Luftpumpe einen Fahrradreifen aufgepumpt. Sogar dabei lässt sich die Erwärmung der Pumpe sehr gut spüren. Durch das Verdichten von Luft erhöht sich die Temperatur der Luft.

Grundsätze, die für die Bewertung von Prüfungen in der Praxis hilfreich sind

Die Druckbeaufschlagung auf eine Leitung führt immer zu einem Temperaturanstieg durch die Komprimierung der Luft. Dieser Temperaturanstieg sollte über eine Stabilisierungszeit aufgehoben werden. Für die Druckprüfung ist zu beachten, dass sich nach der Druckbeaufschlagung, die erhöhte Temperatur langsam wieder an die Umgebungstemperatur anpasst. Diese sinkende Temperatur führt aber auch zu einer Absenkung/Abfall des Druckes. Dieser Druckabfall ist nicht auf eine Leckage zurück zu führen. Aus diesem Grunde ist nach der Druckbeaufschlagung eine Anpassungszeit abzuwarten, bevor wir die eigentliche Druckprüfung starten, damit ein Druckabfall durch die Temperatur bedingt nicht mit in eine Druckprüfung eingeht.

Eine Besonderheit stellt die Druckprüfung an Kunststoffrohren dar.

Video: Druck Beaufschlagen

Druckabfall durch Expansion: Kunststoffrohre dehnen sich unter Druck aus. Dies führt zu einem Druckabfall.

 

Bei der Druckprüfung an Kunststoffleitung wie z. B. PE treten mehrere Effekte auf. Durch das Verdichten von Luft oder Stickstoff erhöht sich die Temperatur. Diese Temperatur gleicht sich anschließend wieder der Umgebungstemperatur an. Dadurch kommt es zum Druckabfall in der Leitung. Aber es tritt ein zweiter Effekt auf. Kunststoffrohre dehnen sich unter Druck aus. Auch dieser Effekt nimmt einige Zeit in Anspruch und führt zu einem Druckabfall.

Video: Abkühlung durch Expansion

Neben der Erwärmung durch Kompression der Luft in der Rohrleitung ergibt sich ein ähnlicher Effekt, die Abkühlung bei Expansion. Dies kann wichtig sein, wenn zuerst eine Belastungsprüfung bei höheren Drücken durchgeführt wird und danach eine Dichtheitsprüfung bei abgesenktem Druck.

Bei der Expansion von Luft tritt ein Druckabfall auf, der auch unmittelbar Einfluss auf die Temperatur nimmt, die dabei absinkt. Es tritt ein  umgekehrter Effekt wie bei der Komprimierung der Luft auf. Auch in diesem Fall sollte für eine Dichtheitsprüfung, die nach einer Festigkeitsprüfung im höheren Druckbereich erfolgen soll, eine Anpassungszeit eingehalten werden.

In einem zweiten Teil zu Druckprüfungen an Gasleitungen in unserem Blog wird es noch einmal um Druckabsenkung und um Situationen aus dem Arbeitsalltag gehen, wie z.B. den Einfluss der Sonne auf die Ergebnisse der Druckprüfung und was dabei zu beachten ist.