Geysir, Bild: Keller Druckmesstechnik

Geysir in Island: Wasser kann enorme Kräfte freisetzen. Bild: Keller Druckmesstechnik

Seit es flüssigkeitsgefüllte Rohrleitungen gib, existieren Druckstöße. Schon der römische Architekt Marcus Vitruvius Pollio beklagte sich im 1. Jahrhundert vor Christus über dieses Phänomen. In den Blei- und Steinrohren der römischen Wasserversorgung konnten sich so heftige Druckstöße aufbauen, dass diese sogar Steinblöcke zerbröselten. Als Abhilfe empfahl Pollio das Wasser langsam und in nicht zu großen Mengen einzubringen und die Leitung an den Knien oder Biegungen durch Bänder oder Sandballast zusammenzuhalten.

Entsprechend der gestiegenen Kapazitäten der Leitungen fallen in der neueren Zeit die Folgen solcher Druckstöße heftiger aus. So fielen am 4. Juli 2009 nach einem Spannungseinbruch im gesamten Hamburger Stadtgebiet 14 Wasserwerke aus. Der abrupte Ausfall der Pumpen in den Wasserwerken verursachte einen Druckstoß, der sich wie eine Schockwelle im Wassernetz ausbreitete und die Rohrleitungen bis an ihre Grenzen belastete. Als dann wieder Strom vorhanden war und die Wasserwerke langsam wieder anliefen, zerstörte der sich aufbauende Druck die zuvor geschädigten Leitungen. Gut 100.000 Einwohner aus Hamburg hatten für viele Stunden kein Wasser.

Weitreichende Schäden durch Druckstöße

Manometer Leo 5 Standard, Bild: Keller Druckmesstechnik
Der Manometer Leo 5 Standard, Bild: Keller Druckmesstechnik

Die Anlagendimensionen in Firmen lassen sich kaum mit denen Hamburgs vergleichen, aber die Auswirkungen von Druckstößen sind hier gleichermassen fatal: Rohrleitungen können platzen, Halterungen und weitere Anlagenteile beschädigt werden, auch Armaturen, Pumpen und Fundamente leiden darunter. Die Folgen sind teure Reparaturen, Maschinenstillstände und Produktionsausfälle. Dabei gibt es noch „schlafende“ Gefahren, denn Schäden an Rohrleitungen sieht man mitunter nicht sofort. Deshalb werden solche Systeme mit Druckdämpfern und Sensoren ausgestattet. Aber leider reichen diese Komponenten nicht aus, um extreme Druckspitzen zu erkennen und zu erfassen.

Die Ursache der Druckstöße liegt darin, dass bei bewegten Flüssigkeiten in Rohrleitungen unter dem Einfluss der Massenträgheit der Druck stark ansteigt. Da Wasser praktisch nicht komprimierbar ist, ist der Druckanstieg besonders hoch. Die Wirkung ähnelt der eines festen Gegenstandes, der mit voller Wucht an eine Wand kracht. Druckstöße, ob in fluid- oder gasgefüllten Rohrsystemen, sind generell unvermeidlich, da man Ventile nicht unendlich langsam schließen lassen kann. Also bleiben nur die gefährlichen Auswirkungen solcher Druckstöße einzudämmen, weshalb man Druckdämpfer in die Leitungssysteme einbaut.

Unkalkulierbares Gefahrenmoment Überdruckspitze

Manometer Leo 5 mit abgesetzten Sensoren, Bild: Keller Druckmesstechnik
Der Manometer Leo 5 mit abgesetzten Sensoren, Bild: Keller Druckmesstechnik

Druckdämpfer reichen dabei alleine nicht aus, um Schäden zu vermeiden. Die Überdruckventile in Druckdämpfern sprechen zwar an, wenn eine gewisse Druckgrenze überschritten wird, aber für Überdruckspitzen, die in Millisekunden auftreten können, sind sie zu langsam.

Deshalb ist es sinnvoll zum Beispiel ein spezielles Manometer wie das Leo 5 von Keller Druckmesstechnik zur Überprüfung des Systems zu integrieren. Dieses Manometer misst den Druckverlauf bis zu 5000 mal pro Sekunde und erkennt so sämtliche Druckextrema mit hoher zeitlicher Auflösung. Da die Auswertung den Druckverlauf auf Tage, Stunden, Minuten und Sekunden genau anzeigt, kann auf diese Weise bequem Ursachenforschung betrieben werden. So wurde in einem Fall festgestellt, dass aufgetretene Druckspitzen im Frischwassersystem die Folge eines Feuerwehreinsatzes waren.

Das Manometer kombiniert präzise Sensorik mit schneller, hochauflösender Signalverarbeitung, Spitzenwerterfassung und einem Speicher mit Zeitstempel. All das befindet sich in einem robusten Edelstahlgehäuse mit Sicherheitsglas. Das große LCD-Display ist durch die 16 Millimeter Ziffernhöhe und Hintergrundbeleuchtung, unabhängig der Lichtverhältnisse, sehr gut ablesbar. Die kapazitiven Touch-Tasten ermöglichen die Navigation der Einstellungen und Messwerte.