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Warum Wasser, Öl und Staubpartikel aus der Druckluft entfernt werden müssen

Die Druckluft kann mit Feuchtigkeit (Wasser), Öl, Staubpartikeln und Mikroorganismen verunreinigt sein. Um die Prozesse, die von der Qualität der Druckluft beeinflusst werden, sicher fahren zu können, müssen die Fremdstoffe aus der Druckluft entfernt werden. Bei der Planung der Druckluftstation sind daher Geräte der Druckluftaufbereitung vorzusehen, um die geforderte Druckluftqualität zu erreichen und einzuhalten. In diesem Abschnitt erklären wir Ihnen, wie die drei wichtigsten unerwünschten Hauptbestandteile in die Druckluft gelangen, zu welchen Problemen sie führen können und wie sie sich eliminieren lassen. Die Qualitätsklassen der Druckluft sind übrigens in grundlegenden Normen (ISO 8573-1) definiert. Typische anwendungsspezifische Reinheitsklassen der Druckluft hat der VDMA zusammengestellt. 


Darum ist Wasser beziehungsweise Feuchtigkeit in der Druckluft so gefährlich

Luft enthält immer Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf; es ist nur eine Frage der Temperatur, wann sie kondensiert. Wenn der Wassergehalt in der Druckluft zu hoch ist, schlägt sie sich an den Rohrleitungen, Armaturen oder in den Maschinen nieder. Dann können folgende Problemen auftreten:
• hohe Wartungs- und Reparaturkosten
• verkürzte Standzeiten
• verringerte Leistung von Werkzeugen und Maschinen
• höherer Ausschuss bei Lackier- und Spritzanlagen
• Störungen bei Steuerventilen
• Korrosion in den Druckluftleitungen mit mehr Leckagen und in der Folge höherem Energiebedarf

Das in der Druckluft enthaltene Wasser kann mithilfe diverser Aufbereitungsgeräte entfernt werden; diese sind insbesondere:
Nachkühler,
Öl-Wasser-Abscheider,
Kältetrockner und/oder
Adsorptionstrockner

Hintergrundinformationen zum Thema Druckluftaufbereitung finden Sie hier.


Die vom Betreiber – oder der Druckluft verbrauchenden Maschine – geforderte Druckluftqualität bestimmt, wie trocken die Druckluft sein muss. Das wird wiederum durch den maximal erlaubten Drucktaupunkt (ausgedrückt in °C) definiert. Unterhalb dieser Temperatur darf bei dem vorgegebenen Druck keine Feuchtigkeit kondensieren. Von diesen Werten hängt ab, welche Kühler und Trockner Sie in der Planung einer Druckluftstation vorsehen müssen. Näheres zur Luftfeuchtigkeit in der Druckluft finden Sie im Druckluft-Wiki von Atlas Copco.


Wie kommt Öl in die Druckluft, warum macht es Probleme und wie lässt sich das Öl aus der Druckluft eliminieren?

Der Ölgehalt der Druckluft hängt im Wesentlichen von der Bauart des Kompressors und von den Umgebungsbedingungen ab: Wird ölhaltige Luft angesaugt, weil die Druckluftstation in der Nähe einer stark befahrenen Straße liegt, so kann der Kompressor auch keine „reine“ Druckluft bereitstellen. Öl kann Produktionsprozesse stören und Produkte unbrauchbar machen, etwa in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie, aber auch in Lackierstraßen. So könnte das Pulver, das beim Lackieren zerstäubt wird, verklumpen, wenn es mit Öl in Verbindung kommt. Wie ein Pulverbeschichtungsbetrieb dieses Thema angegangen ist, lesen Sie hier

Grundsätzlich wird unterschieden zwischen Kompressoren mit und ohne Öleinspritzung in den Verdichtungsraum. Bei ölgeschmierten Kompressoren wird das Öl für den Verdichtungsvorgang in die Luftkammer eingespritzt; ein Teil davon verbleibt zunächst in der Druckluft, wird im integrierten Luft-Öl-Trenner des Kompressors jedoch weitestgehend wieder abgeschieden. Der Restölgehalt der von modernen Kolben- oder Schraubenkompressoren erzeugten Druckluft ist zwar gering, aber eben doch vorhanden. Je nach Anforderungen an die Qualität der Druckluft muss diese daher hinter dem Kompressor noch aufbereitet werden. So weist ein typischer öleingespritzter Schraubenkompressor zum Beispiel bei einer Temperatur von 20 °C einen Restölgehalt von unter 3 mg/m3 Druckluft auf. Dieser Ölgehalt kann durch Filter weiter reduziert werden. Welche Filter welche Aufgaben übernehmen, erklären wir Ihnen in unserem Beitrag zur Druckluftaufbereitung. Auch „technisch ölfreie Luft“ der Klasse 1 kann so erreicht werden.

Demgegenüber verdichten sogenannte „Trockenläufer“, wie sie alle Kompressoren der Z-Baureihen von Atlas Copco darstellen, die Luft von vornherein ölfrei . Damit werden die Risiken von Verunreinigungen, von beschädigten oder unsicheren Produkten ebenso weitgehend vermieden wie Produktionsausfälle und die Rufschädigung des Betreibers. Atlas Copco war der erste Hersteller, dessen Kompressoren vom TÜV nach ISO 8573-1, Klasse 0 (2010) zertifiziert wurden.

Auch die Trocknung der Druckluft verringert deren Ölgehalt, denn das Öl fällt zusammen mit dem Wassergehalt der Luft aus. Ein Öl-Wasser-Abscheider trennt das abgeschiedene Kondensat in Öl- und Wasseranteile. Danach enthält das Kondensat so wenig Restöl, dass es abgeleitet werden kann, ohne dass dies der Umwelt schaden oder einen Verstoß gegen strenge Umweltauflagen darstellen würde.

Partikel und Mikroorganismen in der Druckluft: Trocknung hilft

Zwar hat jeder Kompressor einen Ansaugluftfilter, doch von Kleinstpartikeln wird dieser problemlos passiert. Der größte Teil der in der Druckluft enthaltenen Partikel ist kleiner als 2 mm; vermischt mit Wasser- und Ölresten werden sie im Druckluftversorgungssystem verteilt. Dort dienen sie als Nährboden für Mikroorganismen. Durch einen direkt hinter dem Kompressor installierten Filter kann dieses Risiko zumindest verringert werden. Jedoch muss das Bakterienwachstum auch hinter dem Filter oder einer Filterkaskade verhindert werden; denn wenn Wasserdampf im Leitungssystem kondensiert, werden Mikroorganismen von dieser Feuchtigkeit magisch angezogen. Sie wandern durch die Filter, siedeln sich im Rohrleitungssystem an und verunreinigen so die Druckluft. Die wirkungsvollste Maßnahme gegen Mikroorganismen ist daher die Trocknung der Luft auf eine relative Luftfeuchtigkeit von unter 40 %. Dies kann mit Kältetrocknern oder, bei tieferen Temperaturen, mit Adsorptionstrocknern geschehen. Welche Geräte Sie über die Kompressoren hinaus bei der Planung einer Druckluftstation berücksichtigen müssen, finden Sie in unserem Beitrag zur Druckluftaufbereitung


Weitere Tipps für die Auslegung einer Kompressorstation, ob für Industrie oder Handwerk, finden Sie hier:

Kompressortechnik