1000-bar-Hydraulik-Prüfdruckprüfstand, bewährt bei 1000 bar.

1. Einleitung

Der 1000-bar-Hydraulik-Prüfdruckprüfstand ist eine hochpräzise Prüfmaschine zur Beurteilung der strukturellen Integrität von Stickstoff- (N₂-)Flaschen unter extremen statischen Druckbedingungen. Er arbeitet, indem er die Prüfflasche mit Hydrauliköl Servo 636 füllt und mit einer Rexroth-Hochdruckpumpe und einem Haskel-Luftverstärker auf bis zu 1000 bar beaufschlagt, was Zuverlässigkeit in Hochdruckanwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und industrieller Gasspeicherung sicherstellt. Das System bietet automatische und manuelle Prüfmodi, ein Datenerfassungssystem (DAQ) zur Echtzeit-Drucküberwachung und eine integrierte LabVIEW-Oberfläche zur automatischen Berichtserstellung. Mit integrierten Sicherheitsmechanismen — darunter sichere Kammerverriegelung, Druckentlüftung und Notabschaltung — gewährleistet dieser Prüfstand genaue, sichere und effiziente Druckprüfungen für kritische Industrieanwendungen.

2. Technische Daten und Hauptmerkmale

Der Prüfstand ist mit leistungsfähigen hydraulischen und pneumatischen Komponenten gebaut, um Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit bei der Prüfung zu gewährleisten. Das System arbeitet mit einem 100-Liter-Edelstahltank SS304, der als Hydraulikölbehälter dient. Die Prüfung erfolgt mit Öl Servo 636, das wegen seiner Stabilität unter extremen Druckbedingungen gewählt wurde. Das Hydrauliksystem wird von einem ABB-Elektromotor mit gekoppelter Rexroth-Hochdruckpumpe angetrieben, die einen Durchfluss von 6 Litern pro Minute (LPM) liefert, um die Prüfflasche effizient zu füllen.

Zur Steuerung und Regelung des Drucks ist das System mit BUTECH-Nadelventilen ausgestattet, die bei Bedarf den Druck isolieren und entlüften. Die Stickstoffflasche ist sicher in der Prüfkammer montiert, die für 1000 bar ausgelegt ist, und an einen Verteiler angeschlossen, der eine gleichmäßige Druckverteilung sicherstellt.

Für die Druckbeaufschlagung ist eine eigene Luftversorgungsleitung vorgesehen, die einen Haskel-Verstärker nutzt, um den Luftdruck nach Bedarf zu erhöhen. Das System umfasst FESTO-Druckregler und Antriebsventile, die im Handbetrieb eine präzise Steuerung der Luftströmung ermöglichen. Bei automatischer Prüfung regelt ein Magnetventil den EIN/AUS-Zustand des Luftverstärkers und ermöglicht so einen nahtlosen Betrieb. Der Prüfstand enthält außerdem ein Thermometer, einen Einfüllentlüfter und hocheffiziente Filter, um die Leistung des Hydrauliksystems optimal zu halten. Das Steuerungssystem umfasst ein Frequenzumrichter-(VFD-)Schaltfeld, das einen sanften Betrieb gewährleistet und eine bessere Energieeffizienz ermöglicht.

3. Funktionsprinzip und Ablauf

Der Prüfdruckprüfstand arbeitet, indem er die Stickstoffflasche mit Hydrauliköl füllt und mit einem statischen Druck von 1000 bar beaufschlagt. Dieser Vorgang stellt sicher, dass die Flasche strukturell einwandfrei und in der Lage ist, Hochdruckbedingungen ohne Versagen standzuhalten.

Automatischer Prüfablauf

Der automatische Prüfvorgang beginnt mit der Systeminitialisierung. Der Bediener schaltet zuerst die Hauptversorgung am VFD-Schaltfeld ein und stellt sicher, dass der Not-Aus ausgeschaltet ist. Anschließend werden USV und Industrierechner eingeschaltet, und der Benutzer meldet sich an der LabVIEW-Oberfläche an, die eine digitale Plattform zur Überwachung und Ausführung der Prüfung bietet.

Der Bediener wechselt in den Prüfdruck-Prüfmodus und gibt die erforderlichen Angaben ein, darunter Teilenummer der Einheit, Modellnummer und Prüfdruck. Das System prüft, ob alle erforderlichen Ventile — Entlüftungsventil, Absperrventil und Antriebsventil — geöffnet sind, bevor es fortfährt.

Sobald die Prüfparameter festgelegt sind, wird die Flaschenfüllzeit bestimmt und der Füll- und Entlüftungsvorgang gestartet. Die Prüfkammer wird schrittweise mit Hydrauliköl gefüllt, wobei der Druckaufbau streng kontrolliert wird. Nach Abschluss der Befüllung bestätigt der Bediener, dass alle Ventile ordnungsgemäß geschlossen sind, bevor er die Prüfdauer eingibt.

Die Druckbeaufschlagung beginnt per Tastendruck, und das System regelt den Druck von 1000 bar automatisch mit der Hydraulikpumpe und dem Luftverstärker. Das DAQ-System überwacht den Druck kontinuierlich und erzeugt ein Echtzeit-Druckdiagramm und einen Prüfbericht.

Nach Abschluss der Prüfung entlüftet das System den Druck in der Flasche sicher über das Entlastungsventil. Die Luftzufuhr wird über den Kugelhahn abgesperrt, und die Prüfflasche wird vorsichtig aus der Kammer entnommen. Prüfbericht und Diagramm werden im System gespeichert und können später im Bereich STATIC-Bericht am Desktop abgerufen werden.

Manueller Prüfablauf

Der manuelle Prüfvorgang folgt ähnlichen Schritten, erfordert aber an wichtigen Stellen das direkte Eingreifen des Bedieners. Nach dem anfänglichen Einsetzen der Prüfflasche in die Kammer startet der Bediener den ABB-Motor, der beginnt, die Flasche mit Hydrauliköl zu füllen. Der Füllvorgang dauert etwa zwei Minuten. Ist die Flasche gefüllt, werden Entlüftungs- und Absperrventil von Hand geschlossen.

Anschließend wird das Antriebsventil eingeschaltet, um den Luftverstärker zu aktivieren und den Druck in der Prüfkammer zu erhöhen. Der Bediener beobachtet das Manometer, bis der Wert 1000 bar erreicht, und stellt sicher, dass die Flasche den Druck ohne Abfall hält.

Sobald der erforderliche Druck erreicht ist, wird das Antriebsventil geschlossen und das System auf Druckänderungen beobachtet, die auf eine Leckage oder strukturelle Schwäche hinweisen könnten. Nach Abschluss der Prüfung wird der Druck über das Entlüftungsventil abgelassen und die Flasche vorsichtig aus der Prüfkammer entnommen. Es ist wichtig sicherzustellen, dass die Gewinde der Flasche beim Ausbau unbeschädigt bleiben.

4. Sicherheitshinweise

Für den sicheren Betrieb des 1000-bar-Hydraulik-Prüfdruckprüfstands müssen die folgenden Sicherheitsmaßnahmen strikt eingehalten werden:

• Der Hauptkugelhahn am Verstärkereingang muss stets geöffnet sein, um Schäden am Verstärker durch Trockenlauf zu vermeiden.
• Die Einstellungen des Druckreglers dürfen nicht ohne ordnungsgemäße Aufsicht verändert werden. Der Reglerdruck darf nie 5,2 bar überschreiten.
• Vor der Prüfung muss die Prüfflasche samt Adaptern fest angezogen werden, um Leckagen zu vermeiden.
• Die Sicherheitskammer muss vor Prüfbeginn ordnungsgemäß geschlossen sein, um Unfälle zu verhindern.
• Der Hydraulikölstand muss vor dem Betrieb stets geprüft werden. Im Automatikmodus schaltet ein Niveauschalter das System ab, wenn der Ölstand nicht ausreicht.
• Beim Befüllen müssen Entlüftungsventil und Absperrventil geöffnet sein, damit das Hydrauliköl ungehindert fließen kann.
• Nach der Prüfung muss das Entlüftungsventil geöffnet werden, um den Druck sicher abzulassen, bevor die Prüfflasche entnommen wird.
• Die Motordrehrichtung muss geprüft werden, um sicherzustellen, dass sie der korrekten Kennzeichnung folgt.
• Sobald eine automatische Prüfung beginnt, müssen Bediener einen sicheren Abstand zum Prüfstand einhalten.
• Der Druck darf nie über die Systemgrenze hinaus erhöht werden, um Geräteausfall oder Gefahren zu vermeiden.
• Bei einem elektrischen Kurzschluss muss die Hauptversorgung des Prüfstands sofort am VFD-Schaltfeld abgeschaltet werden.
• Eine ordnungsgemäße Erdung muss sichergestellt sein, um elektrische Gefahren zu vermeiden.

5. Wartung und Fehlersuche

Für gleichbleibende Leistung und Langlebigkeit des 1000-bar-Hydraulik-Prüfdruckprüfstands sollten regelmäßige Wartung und Fehlersuche durchgeführt werden.

Schaltet sich die Aggregatversorgung nicht ein, sind die Hauptversorgung und die internen Schaltfeldverbindungen zu prüfen. Startet der Motor nicht vom DAQ-Pult aus, ist unbedingt zu prüfen, ob der Wahlschalter Lokal/DAQ auf DAQ-Modus steht.

Baut die Pumpe keinen Druck auf, sollte der Bediener prüfen, ob die Druckreglereinstellung korrekt ist, und die nötigen Anpassungen vornehmen. Wird der Analogeingang vom DAQ-System nicht erfasst, ist zu prüfen, ob der Leitungsschutzschalter (MCB) am DAQ-Pult eingeschaltet ist.

Wird im Durchflussmesser kein Durchfluss erkannt, sollte der Bediener prüfen, ob beide Lastventile ordnungsgemäß zugeschaltet sind. Bei verstopftem Filter ist der Filtercode zu prüfen und über Neometrix ein Ersatzfilter zu beschaffen. Der Betrieb des Prüfstands mit verstopftem Filter kann das Servoventil dauerhaft beschädigen.

Bei Leckage an Armaturen oder Schlauchverbindungen sind die Armaturen nachzuziehen und die Schläuche auf Verschleiß oder Beschädigungen zu untersuchen.

6. Technische Daten

7. Anwendungsbereiche

Der 1000-bar-Hydraulik-Prüfdruckprüfstand ist eine spezialisierte Lösung für Branchen, in denen die Zuverlässigkeit von Stickstoffflaschen und Gaskammern unter extremem Druck einsatzkritisch ist, darunter:

Verteidigung & Luft- und Raumfahrt

• Prüfdruckvalidierung von HSU-N2-Gaskammern für gepanzerte Fahrzeuge, einschließlich der Dämpferbaugruppe des K9 Vajra
• Prüfung der strukturellen Integrität von Stickstoffflaschen für Verteidigungsplattformen
• Prüfdruckprüfung von Stickstoff- und Gasspeicherflaschen der Luft- und Raumfahrt

Industrie & allgemeiner Maschinenbau

• Validierung von Berst- und Prüfdruck industrieller Gasflaschen
• Prüfung von Hydraulikschläuchen, Armaturen und Hochdruckventilen
• Pumpendruckprüfung und Komponentenqualifikation

8. Lieferung und Support

Neometrix bietet umfassenden Kundendienst einschließlich Installation, Inbetriebnahme, Bedienerschulung, vorbeugender Wartung und Vor-Ort-Service für den 1000-bar-Hydraulik-Prüfdruckprüfstand und exportiert das System an Kunden weltweit in den Bereichen Verteidigung, Luft- und Raumfahrt und Industrie.

Fazit

Der 1000-bar-Hydraulik-Prüfdruckprüfstand ist ein hochspezialisiertes, präzise konstruiertes System für Hochdruckprüfungen von Stickstoffflaschen und HSU-N2-Gaskammern. Ausgestattet mit automatisierter Datenerfassung, Echtzeit-Drucküberwachung und umfassenden Sicherheitsfunktionen gewährleistet dieser Prüfstand Genauigkeit, Zuverlässigkeit und die Einhaltung von Branchennormen. Sein Zweimodenbetrieb — automatisch und manuell — macht ihn zu einer vielseitigen, kundenspezifischen 1000-bar-Prüfeinheit für Anwendungen in Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Industrie, bei denen extreme Druckbedingungen nachgewiesen werden müssen. Zentrale Systeme wie dieser Hochdruck-Prüfstand, die Berstdruck-Prüfeinrichtung und der hydraulische Prüflasttester ermöglichen die präzise Messung von Festigkeit, Belastbarkeit und Versagensschwellen — wobei Neometrix als vertrauenswürdiger Hersteller und Lieferant von 1000-bar-Hydraulik-Prüfdruckprüfständen in Indien weltweite Programme der Verteidigung, Luft- und Raumfahrt und industriellen Gasspeicherung bedient.