Von einigen unserer Kunden wurde berichtet, dass Sie Schwierigkeiten bei der Druckabfallprüfung zur Überprüfung der Luftfreiheit bei PE-Leitungen haben. Die Ergebnisse der Druckabfallprüfung seien unplausibel, da ansonsten alle Anzeichen für eine ausreichende Luftfreiheit gegeben seien. Auch wir haben bereits mehrfach Kontraktionsverfahren an (üblicherweise) ausreichend luftfreien Leitungen durchgeführt und konnten die Druckabfallprüfung nicht bestehen, da zu viel Wasservolumen abgelassen werden musste, um den vorgegebenen Druckabfall zu erzeugen. Diese Unstimmigkeiten wurden uns hauptsächlich bei Druckprüfungen im Kontraktionsverfahren an PE-Leitungen mit kleinen Ablassvolumen (< 10 Liter) berichtet, können aber grundsätzlich auch bei größeren Volumen auftreten.

Wir haben uns intensiv mit dem Thema beschäftigt und möchten an dieser Stelle einige Dinge aufklären, Probleme beschreiben und Hilfestellung zur Durchführung der Druckabfallprüfung geben.

Wozu gibt es die Druckabfallprüfung überhaupt?

Die Druckabfallprüfung wird in Wasserdruckprüfungen zur Überprüfung der Luftfreiheit de bereits mit Wasser befüllten Prüfabschnitts verwendet. Eine unzureichende Luftfreiheit kann das Endergebnis des Prüfverfahrens verfälschen (siehe auch hier). Üblicherweise wird vom Regelwerk eine Vorgabe für den zu erzielenden Druckabfall gesetzt, z. B. 3,2 bar Druckabfall bei PE 100 SDR 11 im Kontraktionsverfahren nach DVGW W 400-2. Für das Wasservolumen V_ist, welches zur Erzeugung dieses Druckabfalls abgelassen wird, existiert eine Obergrenze: das zulässige Ablassvolumen V_zul. Falls bei der Druckabfallprüfung also zu viel Wasser abgelassen werden muss (V_ist > V_zul), befindet sich gemäß Regelwerk zu viel Luft in der Leitung, d. h. die Druckabfallprüfung ist nicht bestanden und das smart memo gibt die Bewertung „Prüfung nicht bestanden. Lufteinschluss zu groß!“.

Seit der Aktualisierung des Arbeitsblattes DVGW W 400-2 sind zur Durchführung der Druckabfallprüfung bei „ergebnisbewertenden Prüfgeräten“ zur Ermittlung des abgelassenen Wasservolumens nur noch digitale Wasserzähler/Durchflussmessgeräte erlaubt, welche den Messwert direkt an das Prüfgerät (z. B. das smart memo übertragen. Hier gibt es also keine Möglichkeit mehr, den Messwert des Wasservolumens zu ändern. Dies ist vermutlich der Grund dafür, dass folgende Problematik nicht bereits vor langer Zeit aufgetreten sind bzw. bemerkt wurden.

Welche Ursachen kann eine nicht bestandene Druckabfallprüfung haben?

Die Druckabfallprüfung ist kein einfacher Vorgang. Zudem ist sie fehleranfällig (dazu später mehr). Aus unserer Sicht ist sie keine gute Methode zur Überprüfung der Luftfreiheit, aber sie ist aktuell vom Regelwerk vorgeschrieben. Wir empfehlen die Verwendung der Luftmengenbestimmung mit smart memo und der Motorprüfpumpe MPP 30-30 als zuverlässige Methode zur Überprüfung der Luftfreiheit.

Wir listen Ihnen nachfolgend Gründe auf (sortiert nach Häufigkeit von „oft“ zu „selten“), die zu einer nicht bestandenen Druckabfallprüfung führen:

  1. Zu viel Luft in der Leitung: Tatsächlich kommt es in der Praxis häufig vor, dass sich zu viel Luft in der Leitung befindet. Die Luft kann sich z. B. in Abzweigen, T-Stücken, Dükern oder unebenen Leitungsverläufen sammeln. Bei ungünstigen Bedingungen kann sie nicht durch Spülen entfernt werden, sodass nur noch eine Molchung der Leitung hilft. Mehr dazu erfahren Sie hier.
  2. Kontraktionseffekte durch ungünstige Bedienung des Ablassventils/Kugelhahns: Durch umfangreiche Testmessungen konnten wir Effekte in der Druckabfallprüfung beobachten, welche das Ergebnis negativ beeinflussen, d. h. es wird fälschlicherweise zu viel Luft angezeigt. Dies ist kein Fehler der Messtechnik, sondern ein systematischer Fehler der Druckabfallprüfung selbst. Mehr dazu im nächsten Abschnitt.
  3. Verwendetes Zubehör nicht gespült: Unsere Durchflussmessgeräte vom Typ EDS2-V Durchflussmesser 4-160l/min 5% für das smart memo und die verwendete MPP sowie die Druckschläuche sollten vor Beginn der Prüfung ausreichend gespült werden und vollständig mit Wasser gefüllt sein. Sofern sich Luft im Messrohr des EDS2-V befindet oder große Luftpolster beim Druckablassvorgang durch den EDS2-V gedrückt werden, kann ein Messfehler entstehen. Ebenso sollten die MPP und die Druckschläuche luftfrei sein. Bei ausreichender Entlüftung des gesamten Systems treten derartige Messfehler nicht auf. Anleitungen zur Entlüftung des Zubehörs finden Sie hier und weiter unten in diesem Beitrag.
  4. Wasserzähler/Durchflussmessgerät hat zu große Messabweichung: Unsere Durchflussmessgeräte vom Typ EDS2-V Durchflussmesser 4-160l/min 5% für das smart memo werden bei uns im Werk sorgfältig gegen ein Bezugsnormal (eine Referenz) kalibriert, welches gemäß ISO 9001 auf nationale Normale zurückzuführen ist. Die Messgenauigkeit der EDS2-V erfüllt die Anforderungen aus dem Arbeitsblatt W 400-2 und nach unserer eigenen Erfahrung sind die Ergebnisse zuverlässig. In Einzelfällen kann es auch bei größter Sorgfalt zu fehlerhaften Kalibrierungen oder zu einer De-Justage im Betrieb kommen. Dies ist aber nur sehr selten der Fall und kann durch eine erneute Kalibrierung im Werk behoben werden.
Pressure test trailer

Was kann noch in der Druckabfallprüfung passieren und das Ergebnis verfälschen?

Wie im vorangegangenen Abschnitt in Punkt 2 bereits erwähnt, konnten wir durch umfangreiche Versuchsmessungen Effekte in der Druckabfallprüfung beobachten, die zu einer fälschlicherweise negativen Bewertung der Druckabfallprüfung führen, d. h. es muss zu viel Wasservolumen abgelassen werden, obwohl die Luftfreiheit eigentlich ausreichend ist.

Das Kontraktionsverfahren insgesamt ist komplex und berücksichtigt die viskoelastischen Eigenschaften des Rohrleitungsmaterials, d. h. Ausdehnung der Rohrleitung unter Druckbeaufschlagung (Druckhaltephase und Ruhephase) und Kontraktion der Rohrleitung nach Druckabsenkung. Das charakteristische Kontraktionsverhalten des Rohrleitungsmaterials wird in der Hauptprüfung genutzt, um direkt nach Durchführung der Druckabfallprüfung eine Bewertung der Dichtheit vorzunehmen. Aber beginnt die Kontraktion der Leitung erst NACH dem Ende der Druckabfallprüfung? Beginnt die Kontraktion erst NACH Schließen des Kugelhahns? Wir haben festgestellt, dass die Kontraktion der Leitung unter Umständen bereits während der Durchführung der Druckabfallprüfung (also noch während der Wasserentnahme) startet und dadurch das Ergebnis der Druckabfallprüfung verfälschen kann. Die Details hierzu werden wir zu gegebener Zeit veröffentlichen.

Letztendlich führt das vorzeitige Einsetzen der Kontraktion zu einem Druckanstieg, welcher dem Druckabfall durch die Wasserentnahme entgegenwirkt. Als Folge davon muss zu viel Wasser entnommen werden, um den vorgegeben Druckabfall zu erzeugen.

Dieser Effekt ist ein systematischer Fehler der Druckabfallprüfung und wird aktuell nicht im Arbeitsblatt W 400-2 berücksichtigt. Der Effekt tritt nicht in jeder Prüfung auf, wird aber durch folgende Umstände verstärkt:

  • eher bei kleinen Ablassvolumen als bei großen Ablassvolumen relevant
  • „langsames“ Schließen des Kugelhahns zum Ende der Druckabfallprüfung
  • kurzzeitiges Schließen des Kugelhahns oder Reduzieren des Durchflusses während der Wasserentnahme

Handlungsempfehlung zur Durchführung der Druckabfallprüfung

Zur Vermeidung bzw. Reduzierung dieses Effektes beachten Sie bitte unbedingt die folgenden Empfehlungen zur Durchführung der Druckabfallprüfung:

  1. Kugelhahn einmalig aufdrehen, um ausreichend großen Durchfluss zu erzeugen.
  2. Kugelhahn nicht „nachjustieren“, eine Reduzierung des Durchflusses unbedingt vermeiden. Keine weitere Änderung am Kugelhahn vornehmen.
  3. Warten, bis das smart memo durch das akustische Signal und Textmeldung das Erreichen des Druckabfalls signalisiert.
  4. Kugelhahn zügig und „schlagartig“ schließen.

Der „Zieldruck“ darf überfahren werden, d. h. Sie dürfen einen größeren Druckabfall erzeugen. Das zulässige Ablassvolumen wird vom smart memo immer anhand des tatsächlichen Druckabfalls erneut berechnet und anschließend mit dem tatsächlichen Ablassvolumen verglichen. Es ist also kein Problem, auf das Piepen des smart memo zu warten.

Diese Handlungsempfehlung gilt nicht für große Leitungsvolumen und dementsprechend große Ablassvolumen (V_zul > 50 Liter). Hier besteht bei einem schlagartigen Schließen des Kugelhahns die Gefahr eines Druckstoßes in der Leitung, welcher sich anschließend als Druckwelle ausbreiten kann.

Unabhängig vom Leitungsvolumen sollte das gesamte System vor Beginn der Prüfung luftfrei sein, damit spätere Probleme in der Druckabfallprüfung vermieden werden. Dazu sind bereits beim Anschließen der einzelnen, wasserführenden Komponenten (MPP, EDS2-V, Schläuche) einige Punkte zu beachten, die wir kurz erläutern möchten.

Die MPP sollte an ein mit Wasser gefülltes Fass oder an einen Hydranten angeschlossen werden. Anschließend wird der Druckschlauch zwischen MPP und Prüfkörper/Standrohr mit der MPP verbunden, jedoch noch nicht am Prüfkörper angebracht. Vorher wird der Hydrant geöffnet, die MPP im manuellen Betrieb bei ca. 20 % laufen gelassen (diesen Vorgang gerne über einen längeren Zeitraum betreiben).

Erst wenn sichergestellt werden kann, dass sich keine Rest-Luft im System befindet, wird der Druckschlauch an den Prüfkörper angebracht und beide Kugelhähne am Prüfkörper werden geöffnet. Auch die Turbine (EDS2-V) muss am Prüfkörper angeschlossen sein. Jetzt kann das Prüfstandrohr über das zuvor gespülte System befüllt werden. Hierzu wird die MPP wieder im manuellen Betrieb bei geringer Leistung (max. 20 %) betrieben, bis aus der Turbine Wasser strömt (auch dieser Vorgang kann gerne über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden).  Sobald das Wasser blasenfrei aus der Turbine strömt, sollte die Pumpe für 10-20 Sek. abgeschaltet werden, da sich in diesem Zeitraum verwirbeltes Wasser im Standrohr nach oben zur Turbine bewegen kann. Dann sollte die Pumpe erneut für ein paar Sekunden mit max. 20 % Leistung betrieben werden, um die Restluft aus dem System zu führen.

EDS2 Ablassautomatik

Auch bei der Verwendung der EDS2 Ablassautomatik kann beim Schließvorgang des automatischen Ventils eine Beeinflussung der Wassermenge durch oben beschriebenen Effekt auftreten. Der Schließvorgang der Ablassautomatik ist nicht schlagartig, sondern wird schrittweise durchgeführt, um Druckstöße zu vermeiden. Durch die schrittweise Reduzierung des Durchflusses beginnt die Kontraktion der Leitung und die Bewertung der Druckabfallprüfung wird möglicherweise verfälscht.

Mit Veröffentlichung einer neuen Software für das smart memo haben wir für die EDS2 Ablassautomatik die Ventil-Steuerung optimiert, um die Auswirkungen dieses Effektes zu verringern und gegebenenfalls zu kompensieren (im Einklang mit den im Arbeitsblatt W 400-2 gegebenen Gleichungen). Somit können wir die Verwendung der EDS2 Ablassautomatik zur Vermeidung von Fehlern empfehlen.

Um die optimierte Steuerung zu verwenden, muss die Geräte-Software auf dem smart memo aktualisiert werden (aktuellste Version v123 vom 21.07.2023). Das können Sie einfach über die Esders Connect App durchführen.

Wie führe ich ein Update bzw. Upgrade mit der Esders Connect App durch?

Stoßen Sie auf Schwierigkeiten bei der Druckabfallprüfung von PE-Leitungen?

Unsere Experten können Ihnen dabei helfen, die Probleme zu lösen und eine effiziente Durchführung der Druckabfallprüfung zu gewährleisten. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren! Wir finden eine passende Lösung für Ihre Herausforderungen, fordern Sie eine Beratung an. 
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