Druckstöße in Rohrleitungen verhindern: Störfälle in Industrieanlagen vermeiden

Große Mengen zum Teil gefährlicher Flüssigkeiten werden in Rohrleitungen von einem Ort zum anderen transportiert. Werden dabei Ventile geschlossen und die Flüssigkeit dadurch plötzlich gebremst, wirken große Kräfte auf die Leitung, die im Extremfall sogar zum Rohrbruch führen können. Das Forschungszentrum Rossendorf zeigt gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut Umwelt-, Sicherheits-, Energietechnik UMSICHT zur Hannover Messe in einem eindrucksvollen Exponat, wie sich solche Druckstöße vermeiden lassen (Halle 18; Gemeinschaftsstand Forschungsland Sachsen).
Im Straßenverkehr kommt es besonders häufig zu Unfällen, wenn sich die Geschwindigkeit einer Autoschlange abrupt ändert, wenn also Autos zum Beispiel an ein Stauende heranfahren: Eine zunächst mit genügendem Abstand daher fahrende Autoschlange gerät plötzlich unter Druck. Ein ganz ähnliches Phänomen zeigt sich, wenn Flüssigkeiten in Rohrleitungen plötzlich gebremst werden. Die enormen Kräfte, die dabei auf die Leitung wirken, haben vor allem zwei Ursachen: Während hinter dem Absperrventil ein Vakuum entsteht, eine so genannte Kavitationsblase, die in sich zusammenfällt, drückt vor der Absperrarmatur eine enorme Flüssigkeitssäule auf das Ventil. Beide Phänomene äußern sich in lauten Schlägen, aus den Halterungen springenden Leitungen oder sogar Rissen in den Leitungen.
Bisher mussten solche Druckstöße in Rohrleitungen durch kostspielige zusätzliche Installationen entschärft werden. Wissenschaftler vom FZR und von UMSICHT haben mit der geeigneten Anordnung einer Rückschlagklappe hinter der eigentlichen Absperrarmatur und einer so genannten ABS-Armatur vor dem Ventil eine kostengünstige und einfache Lösung für das Problem gefunden. Die Rückschlagklappe verhindert dabei den Kollaps der Blase, während die ABS-Armatur mit Hilfe einer Scheibenbremse das Verschließen des Ventils immer dann, wenn der Druck in der Leitung durch die nachströmende Flüssigkeit zu groß wird, kontrolliert bremst. Auf diese Weise kommt die Flüssigkeit nicht mehr plötzlich, sondern ganz allmählich zum Stehen.
Info:
Das Forschungszentrum Rossendorf (FZR) ist Mitglied der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried-Wilhelm-Leibniz e.V. (WGL). Der WGL gehören 78 außeruniversitäre Forschungseinrichtungen an, von denen neben dem FZR noch drei weitere in Dresden ansässig sind. Die Institute der Leibniz Gemeinschaft arbeiten nachfrageorientiert und interdisziplinär; sie sind von überregionaler Bedeutung, betreiben Vorhaben im gesamtstaatlichen Interesse und werden deshalb von Bund und Ländern gemeinsam gefördert.

Kontakt:
Dr. Silke Ottow
Telefon (0351) 260-2450
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