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Normen und Leitfäden für die Druckluftaufbereitung

Verfasser: Manfred Loy

Mitglied im
• ISO-Normungsausschuss ISO/TC118/SC4/WG1 -
   Compressed air purity specifications and treatment equipment
• DIN-Normungsausschuss NA 060-08-14 AA - 
   Eigenschaften der Druckluft

ISO 8573 Normenreihe (Teil 1-9)

Die ISO 8573 Normenreihe betrachtet die Druckluftreinheit an einem beliebigen Punkt des Druckluftsystems (nach dem Kompressor-Nachkühler), unabhängig von Betriebs- und Randbedingungen, definiert standardisierte Messverfahren zur Ermittlung der in der Druckluft enthaltenen Verunreinigungen sowie Methoden zur Beschreibung der geforderten bzw. gemessenen Druckluftreinheit.
Die ISO 8573-1 definiert zudem eine kompakte Kurzform für die Beschreibung der Druckluftreinheit und zugehörige Begriffe und beseitigt dadurch Missverständnisse und unterschiedliche Interpretationen von Begriffen oder Messwerten rund um das Thema Druckluftreinheit.

Die ISO 8573 Normenreihe definiert im Allgemeinen:
• grundlegende Begriffe der Druckluftaufbereitung
• die drei Hauptverunreinigungen in der Druckluft - Partikel, Wasser bzw. Feuchte und Öl
• eine standardisierte Methode zur Beschreibung der geforderten bzw. gemessenen Druckluftreinheit
• die Bezugsgrößen der jeweiligen Angaben
• eine Klassifizierungsmethode, die drei Hauptverunreinigungen in der Druckluft in Kurzform als Reinheitsklassen anzugeben
• weitere relevante gasförmige Verunreinigungen (z.B. Schwefel- und Stickoxide) und mikrobiologische Verunreinigungen
• die entsprechenden, standardisierten Messverfahren für die jeweiligen Verunreinigungen.

WICHTIGER HINWEIS
Die ISO 8573 Normenreihe betrachtet die Druckluftreinheit unabhängig von Betriebs- und Randbedingungen! Bei einer geforderten Druckluftreinheit werden der unsachgemäße Betrieb von Komponenten außerhalb ihrer Spezifikation, der Ausfall von Komponenten oder sich ändernde, ungeeignete Umgebungsbedingungen nicht berücksichtigt. Die ISO 8573 fordert die Druckluftreinheit - "egal was passiert"!

Vorteile
Die ISO 8573 Normenreihe behandelt das Thema Druckluftreinheit umfassend und vollständig, beginnend mit der Definition von Begriffen und Methoden der Beschreibung bis hin zu den erforderlichen Messverfahren und Messapparaturen.
Die Klassifizierungsmethode der drei Hauptverunreinigungen von Druckluft als Reinheitsklassen ist aufgrund ihrer Anwendungsfreundlichkeit und Kompaktheit inzwischen in den allgemeinen Sprachgebrauch der Drucklufttechnik übergegangen.
Ferner räumt die ISO 8573 Normenreihe mit den vielen unterschiedlichen Messverfahren für Verunreinigungen in der Druckluft auf. Nur die in der ISO 8573 Normenreihe definierten Messverfahren sind standardisiert und somit deren Messergebnisse anerkannt und vergleichbar.

Nachteile
Die häufigste Ursache von Fehlinterpretationen und Missverständnissen ist die Definition des Begriffes "Öl" in der ISO 8573-1. Die ISO 8573-1 definiert den Ölgehalt in der Druckluft als flüssige UND dampfförmige Ölanteile, den sogenannten Gesamtölgehalt, für Kohlenwasserstoffe von C6 und höher. Damit ergeben sich zwei Probleme.
• Die Anwendung der Reinheitsklasse für Öl ist nur möglich, wenn sowohl der Flüssigölanteil als auch der Öldampfanteil gemessen wurden bzw. Flüssigabscheider und Aktivkohle zum Einsatz kommen. Die häufige Forderung nach einer Druckluftreinheit "nur ohne flüssige Ölanteile" kann somit nicht durch die ISO 8573 ausgedrückt werden. Ferner sind dadurch die Angaben für Koaleszenz- und Aktivkohlefilter, den "Erzeugern" technisch ölfreier Druckluft,  aufgrund deren unterschiedlicher Arbeitsweisen stets mit einer Vielzahl von Einschränkungen verbunden.
• Benzine enthalten Kohlenwasserstoffe von C5 bis C10, primär C6 bis C8. Schmieröle von Kompressoren enthalten Kohlenwasserstoffe von C10 bis C40, primär C20 bis C30. Mit der Definition der ISO 8573-1 von Öl als Kohlenwasserstoffe von C6 und höher werden somit auch Benzine und Dieselöle als "Öl" bezeichnet. Diese Definition entspricht nicht dem allgemeinen Sprachgebrauch und sorgt daher für Missverständnisse. Ferner muss im Bereich der Aktivkohleadsorption unbedingt zwischen kurzkettigen Benzinen und langkettigen Ölen unterschieden werden.

Hinweis
Die ISO 8573 Normenreihe wird mitunter für die Beschreibung der Leistungsdaten von Komponenten der Druckluftaufbereitung benannt. Diese Anwendung der ISO 8573 Normenreihe ist durch den fehlenden Bezug zu den Betriebs- und Randbedingungen nur mit entsprechenden Einschränkungen möglich! Eine Validierung von Leistungsdaten nach ISO 8573 ist nicht möglich, da die ISO 8573 ausschließlich die Messverfahren beschreibt, jedoch nicht den Bezug zwischen Ergebnis und Betriebsbedingungen herstellt. Für Validierungen findet daher die ISO 12500 Normenreihe mit ihren standardisierten und somit einheitlichen Betriebsbedingungen (Testbedingungen) Anwendung.

ISO 8573 Normenreihe aktuelle Ausgaben:
• ISO 8573-1 - Druckluft - Verunreinigungen und Reinheitsklassen [3.Ausgabe (2010)]
• ISO 8573-2 - Druckluft - Testmethoden für den Gehalt an Ölaerosolen [2.Ausgabe (2007)]
• ISO 8573-3 - Druckluft - Testmethoden zur Messung der Feuchtigkeit [1.Ausgabe (1999)]
• ISO 8573-4 - Druckluft - Testmethoden für den Gehalt an Feststoffpartikeln [1.Ausgabe korrigiert (2002)]
• ISO 8573-5 - Druckluft - Testmethoden zur Messung von Öldampf und organischen Lösungsmitteln [1.Ausgabe (2001)]
• ISO 8573-6 - Druckluft - Testmethoden für den Gehalt gasförmiger Verunreinigungen [1.Ausgabe (2003)]
• ISO 8573-7 - Druckluft - Testmethoden für den Gehalt lebender mikrobiologischer Verunreinigungen [1.Ausgabe (2003)]
• ISO 8573-8 - Druckluft - Testmethoden für den Gehalt an Feststoffpartikeln als Massenkonzentration [1.Ausgabe (2004)]
• ISO 8573-9 - Druckluft - Testmethoden für den Gehalt an flüssigem Wasser [1.Ausgabe (2004)]

ISO 12500 Normenreihe (Teil 1-4)

Die ISO 12500 Normenreihe beschreibt Testverfahren für Wasserabscheider und Druckluftfilter bei definierten Betriebsbedingungen (Testbedingungen) und unter Laborbedingungen. Ziel ist der Vergleich der Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit unterschiedlicher Produkte.
Bei den Messverfahren greift die ISO 12500 Normenreihe auf die ISO 8573 Normenreihe zurück.

Vorteile
Die ISO 12500 Normenreihe erlaubt die Validierung von Wasserabscheidern und Druckluftfiltern, da ergänzend zur ISO 8573 Normenreihe entsprechende standardisierte und somit einheitliche Betriebsbedingungen (Testbedingungen) definiert sind.

Nachteile
Die Vergleichbarkeit ist beim derzeitigen Stand der Normenreihe nur bedingt gegeben (aufgrund vieler möglicher Abweichungen ist ein Vergleich und die Übereinstimmung aller Testparameter erforderlich).
Ferner sind derzeit einige Teile dieser Normenreihe bzgl. deren Anwendbarkeit bzw. Verwertbarkeit der Ergebnisse stark in die Kritik geraten. Als Konsequenz sind "herstellerspezifische Werksnormen in Anlehnung an die ISO 12500" entstanden, wodurch die Grundidee dieser Normenreihe jedoch gänzlich in Frage gestellt ist.
Ebenso wird diskutiert, inwieweit die in der ISO 12500 definierten Testbedingungen Bezug zum realen Einsatz der Produkte und somit welche Aussagekraft die Ergebnisse besitzen.

ISO 12500 Normenreihe aktuelle Ausgaben:
• ISO 12500-1 - Druckluftfilter - Testmethoden - Öl-Aerosole [1.Ausgabe (2007)]
• ISO 12500-2 - Druckluftfilter - Testmethoden - Öldämpfe [1.Ausgabe (2007)]
• ISO 12500-3 - Druckluftfilter - Testmethoden - Partikel [1.Ausgabe (2009)]
• ISO 12500-4 - Druckluftfilter - Testmethoden - Wasser [1.Ausgabe (2009)]

ISO 7183

Die ISO 7183 definiert Verfahren zur Ermittlung der Leistungsdaten von Drucklufttrocknern. Zu den Leistungsdaten zählen

• der Drucktaupunkt (gemessen nach ISO 8573-3)
• der Druckverlust
• der Eigenverbrauch an Druckluft (Regenerations- bzw. Spülluft)
• die Leistungsaufnahme weiterer Energien (Elektrische Energie, Heißdampf, ...)
• die Austrittstemperatur
• und der Geräuschpegel (gemessen nach ISO 3744 bzw. ISO 9614-2)

bei nominalem Volumenstrom.
Ferner werden, sofern anwendbar, die Leistungsdaten bei reduziertem Volumenstrom im Teillastbereich (75%, 50%, 25%, 0%) und somit die entsprechenden Einsparungen ermittelt.
Die Ergebnisse werden in einem Leistungsbericht zusammengefasst, der als Abnahmeprotokoll eines Drucklufttrockners nach ISO 7183 verwendet werden kann.

Vorteile
Die ISO 7183 bietet derzeit das einzige standardisierte Verfahren zur Ermittlung und Beschreibung der Leistungsdaten von Drucklufttrocknern und erlaubt deren Validierung.

Nachteile
Die ISO 7183 findet derzeit ausschließlich bei Kältetrocknern bzw. bei Serienprodukten im kleinen bis mittleren Leistungsbereich Anwendung. Grund hierfür sind die umfangreichen, teilweise aufwendigen und somit kostenintensiven Messungen.

Hinweis
Bei Großanlagen sind aufgrund der erforderlichen Infrastruktur häufig die für die ISO 7183 erforderlichen Messungen erst am endgültigen Installationsort möglich.

ISO 7183 aktuelle Ausgabe:
• ISO 7183 - Drucklufttrockner - Spezifikation und Prüfung [2.Ausgabe (2007)]

DIN EN 12021

(Deutsche Fassung der EN 12021:2014)

Die DIN EN 12021 legt die Anforderungen für die Qualität von Druckluft für Atemschutzgeräte fest:

• Sauerstoffgehalt: 21 ± 1 Vol.-%
• Wasser (flüssig): nicht zulässig
• Feuchtigkeit:
   - Drucktaupunkt mind. 5°C unter der minimalen, im Einsatz der Druckluft auftretenden Umgebungs- bzw. Lagertemperatur
   - bzw. kleiner -11°C (bei nicht bekannten Lager- und Einsatztemperaturen)
   - bei Nenndruck bis 200 bar maximal 50 mg/m³ (entspricht z.B. einem Drucktaupunkt von -25°C bei 10 bar)
   - bei Nenndruck über 200 bar maximal 35 mg/m³ (entspricht z.B. einem Drucktaupunkt von +9°C bei 250 bar)
• Verunreinigungen: so gering wie möglich, keine toxische oder gesundheitsschädliche Wirkung
   - Öl (Gesamtöl): ≤ 0,5 mg/m³
   - ohne signifikanten Geruch oder Geschmack
   - Kohlendioxid: ≤ 500 ml/m³ (500 ppm)
   - Kohlenmonoxid: ≤ 5 ml/m³ (5 ppm)

Alle Angaben beziehen sich auf den atmosphärischen Referenzzustand (1,013 bar(a), 20°C). Alle in Prozent ausgedrückten Anforderungen werden in Vol.-% für trockene Luft angegeben.

Atemluft nach (DIN) EN 12021 wird umgangssprachlich häufig auch als "industrielle Atemluft" bezeichnet. Druckluft, die o.g. Anforderungen erfüllt, darf sich "Druckluft für Atemschutzgeräte EN 12021" nennen.

Nachteile
Die (DIN) EN 12021 wendet nicht die anwendungsfreundliche und kompakte Schreibweise der ISO 8573-1 für die geforderte Druckluftreinheit an.

Hinweis
• Die DIN EN 12021 ersetzt die DIN 3188 (letzter Stand1984).

Aktuelle Ausgabe:
• DIN EN 12021 - Atemschutzgeräte - Druckluft für Atemschutzgeräte [2.Ausgabe (2014)]

VDMA-Einheitsblattserie 15390

Die VDMA-Einheitsblattserie 15390 gibt Empfehlungen für die Druckluftreinheit bei unterschiedlichen Druckluftanwendungen. Die Empfehlungen wurden von einem branchen-weiten Expertenkreis im VDMA erarbeitetet und gelten in der Drucklufttechnik als allgemein anerkannter Leitfaden zum Thema anwendungsspezifische Druckluftreinheit. Die Angabe der empfohlenen Druckluftreinheit erfolgt nach ISO 8573-1:2010.
Die VDMA-Einheitsblattserie 15390 behandelt zusätzlich die Themen Erzeugung und Überprüfung der entsprechenden Druckluftreinheiten. Mit vielen weiteren Themen und hilfreichen Hinweisen ist die VDMA-Einheitsblattserie 15390 inzwischen ein kompaktes Kompendium der Druckluftaufbereitung und definiert als technisches Regelwerk den Stand der Technik.

Vorteile
Die VDMA-Einheitsblattserie 15390 ist das derzeit einzige, branchen-weit abgestimmte Dokument, das Empfehlungen für eine anwendungsspezifische Druckluftreinheit beschreibt. Durch die umfangreichen und dennoch kompakten Beschreibungen ist die VDMA-Einheitsblattserie 15390 zum anerkannten Leitfaden in der Drucklufttechnik geworden.

Hinweis
Derzeit in Vorbereitung
• VDMA 15390-2 - Druckluftreinheit –  Teil 2: Typische anwendungsspezifische Reinheitsklassen gemäß ISO 8573-1:2010 und Anleitung zur Erzeugung und Überprüfung von entsprechenden Druckluftreinheiten für Anwendungen im Bereich Lebensmittel- und Pharmatechnologie.
• VDMA 15390-3 - Druckluftreinheit –  Teil 3: Typische anwendungsspezifische Reinheitsklassen gemäß ISO 8573-1:2010 und Anleitung zur Erzeugung und Überprüfung von entsprechenden Druckluftreinheiten für Anwendungen im Bereich Lackiertechnik

Aktuelle Ausgabe:
• VDMA 15390-1 - Druckluftreinheit - Teil 1: Typische anwendungsspezifische Reinheitsklassen gemäß ISO 8573-1:2010 und Anleitung zur Erzeugung und Überprüfung von entsprechenden Druckluftreinheiten für industrielle Anwendungen [2.Ausgabe (Dezember 2014)]

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