Details

1. Einführung
Sauerstoff ist in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungswesen, in der Medizin und in der Industrie unverzichtbar, 
gehört jedoch gleichzeitig zu den anspruchsvollsten und gefährlichsten Medien im Umgang. 
Bei hoher Reinheit und erhöhtem Druck kann selbst mikroskopische Verunreinigung oder ein kleiner Konstruktionsfehler eine Zündung auslösen und zu katastrophalen Ausfällen führen.
Die Sauerstoff-Komponentenprüfstände sind speziell entwickelte Systeme, die eine vollständige Qualifizierung, Abnahme und F&E-Prüfung aller Komponenten von Sauerstoffsystemen ermöglichen: 
Druckregler, Ventile, Durchflussmesser, Instrumente, Masken, Sicherheitsvorrichtungen und integrierte Baugruppen. 
Diese Prüfstände werden gemäß den Normen ASTM, NFPA, ISO und CGA entwickelt und hergestellt, um sowohl die Sicherheit des Bedieners als auch die Zuverlässigkeit der Komponenten zu gewährleisten.

Im Gegensatz zu allgemeinen Druckprüfständen sind diese Anlagen von Grund auf für die Sauerstoffkompatibilität konzipiert, 
einschließlich sauerstoffreiner Montage (ASTM G93 / CGA G-4.1), Helium-Massenspektrometer-Leckprüfung (≤1×10−6 mbar·L/s) 
und integrierter Sicherheitssysteme wie langsame Füllblenden, Partikelfilter und integrierte Sicherheitsdruckregler.

2. Konstruktions- und Sicherheitsphilosophie
Die Prüfstände basieren auf drei unverzichtbaren Grundprinzipien:
2.1. Sauberkeit zuerst
   ▹ Alle medienberührten Teile sind sauerstoffrein gereinigt und doppelt verpackt.

   ▹ Reinigung wird durch Partikel-/NVR-Tests und UV-Kohlenwasserstoffinspektionen validiert.

2.2. Sicherheit durch Design
   ▹ Druckregler mit integrierten Sicherheitsventilen.

   ▹ Langsamfüll-Drosseln verhindern Zündungen durch adiabatische Kompression.

   ▹ Hochleistungs-Partikelfilter minimieren Zündungen durch Partikelaufprall.

   ▹ Gasdetektoren, Not-Aus-Schalter und SCADA-Alarme schützen den Bediener.

2.3. Dichtheitsintegrität
   ▹ Jede Komponente wird einer Helium-Leckprüfung unterzogen.

   ▹ Endmontagen werden auf Kriechen, Schließen und Dichtheit getestet.

3. Systemarchitektur
• Medium: GOX 0–250 bar (optional 300 bar), Trockenstickstoff zur Spülung, Druckluft zur Betätigung.

• Materialien: Edelstahl 316L (elektropoliert), Monel-Legierungen für hohe Zündfestigkeit, PTFE/PEEK-Dichtungen.

• Verteiler: Modulare Edelstahlverteiler mit langsam öffnenden Ventilen, pneumatischer Betätigung und sicherer Entlüftung.

• Instrumentierung: Präzisionsdrucksensoren, redundante Anzeigen, Laminar-Flow-Elemente, Schallbohrungen, Thermoelemente, O₂-Analysatoren.

• Steuerung: PLC mit SCADA, Rezeptsteuerung, automatische Prüfberichte (PDF/CSV).

• Daten & Berichterstattung: Kalibrierungsrückverfolgbarkeit (ISO 17025), Audit-Trails, Pass/Fail-Bewertungen.

4. Erweiterte Beschreibungen einzelner Prüfstände
4.1 Sauerstoffregler-Prüfstand

• Zweck: Prüft Reglerleistung bei Einstellpunkt, Abfall, Schließen und Kriechen.

• Physik: Verhindert Überdruck durch Sitzleckage oder instabile Regelung.

• Instrumentierung: Drucksensoren (Ein-/Ausgang), Durchflussregler, Thermoelemente.

• Prüfungen: Durchflusskurven, dynamische Lastwechsel, Kriechüberwachung, Dauerlauf (10.000+ Zyklen).

• Fehlerarten: Sitzleckage, übermäßiger Druckabfall, instabile Reaktion.

• Ergebnisse: P2-gegen-Q-Kurven, Dauerzertifikate, Leckdaten.

4.2 Sauerstoff-Einspeiseventil-Prüfstand

• Zweck: Charakterisierung von Absperr- und Einspeiseventilen.

• Physik: Verhindert Zündungen durch Partikelaufprall beim Ventilschlag.

• Instrumentierung: Differenzdrucksensoren, Durchflussmessung, Zeitmesssensoren.

• Prüfungen: Öffnungsdruck, Sitzleckage, Cv-Kurven, Betätigungszeit, Lebensdauerprüfung.

• Fehlerarten: Verspätete Öffnung, Sitzverschleiß, Partikelanfälligkeit.

• Ergebnisse: Cv-Diagramm, Leckklasse, Dauerprotokoll.

4.3 Sauerstoff-Regelventil-Prüfstand

• Zweck: Bewertung von Servo- und Proportionalventilen.

• Physik: Gewährleistet linearen, reproduzierbaren Durchfluss ohne Reibungserwärmung.

• Prüfungen: Linearität, Hysterese, dynamische Sprungantwort, Sicherheitsverhalten.

• Ergebnisse: Linearitäts-/Hysteresekurven, Leckberichte.

4.4 Sauerstoff-Subsystem-Prüfstand

• Zweck: Prüfung integrierter Baugruppen wie Flugzeug-O₂-Paneele.

• Physik: Verhindert systemweite Leckagen oder Fehler in Sicherheitsventilen.

• Prüfungen: Dichtheitsprüfung, Spülwirkungsgrad, Sicherheitsventilprüfung (ISO 4126), Lebensdauerprüfung.

• Ergebnisse: Qualifizierungsbericht, Sicherheitsventilzertifikate.

4.5 Sauerstoff-Instrumentenprüfstand

• Zweck: Validierung von Messgeräten und Sensoren im Sauerstoffbetrieb.

• Prüfungen: 5-Punkt-Kalibrierung, Überlasttest, Drift über 72–96 Stunden, Sauberkeitsprüfung.

• Ergebnisse: Kalibrierzertifikate, Driftdaten, Reinigungsbericht.

4.6 Luftgestützter Winkelprüfstand

• Zweck: Simulation der Betriebsumgebung in Flugzeugen.

• Prüfungen: Durchfluss bei ±60° Neigung, Turbulenzsimulation, Vibration 10–200 Hz.

• Ergebnisse: Ausrichtungsdiagramme, Vibrationsbeständigkeit.

4.7 Allgemeiner Sauerstoffkomponenten-Prüfstand

• Zweck: Modulares System für Prototypen und Sonderkomponenten.

• Ergebnisse: Individuelle Berichte, FMEA-basierte Datensätze, Analyseergebnisse.

4.8 Sauerstoff-Durchflussmesser-Prüfstand

• Zweck: Kalibriert Durchflussmesser (Rotameter, MFCs, Turbinenmesser).

• Prüfungen: Kalibrierung an 5–10 Punkten, Turndown-Verhältnis, Gegendruckempfindlichkeit.

• Ergebnisse: ISO 15002-konforme Zertifikate, Korrekturkurven.

4.9 Sauerstoffmasken-Prüfstand

• Zweck: Sicherstellung sicherer, dichter Atemmasken für Luftfahrt und Medizin.

• Prüfungen: Leckage, Ein-/Ausatmungswiderstand, Atemzyklussimulation, Passformtests.

• Ergebnisse: Leckbericht, Widerstandsdiagramme, Zertifizierung.

4.10 Sicherheitsventil-Prüfstand

• Zweck: Validierung von Sicherheits- und Überdruckventilen.

• Prüfungen: Öffnungsdruck, Wiederschluss, Blowdown, Durchflusskapazität.

• Ergebnisse: Einstelldruck-Zertifikat, Leckklasse, Durchflussnachweis.

5. Physik hinter dem Design
• Adiabatische Kompression: Kontrolliert durch langsame Füllblenden und stufenweise Druckerhöhung.

• Partikelzündung: Verhindert durch ≤2 µm Filtration und kontrollierte Strömungsgeschwindigkeit.

• Reibungserwärmung: Reduziert durch kontrollierte Betätigung und kompatible Legierungen.

• Zündrisikoanalyse: Nach NASA/WSTF-Methodik angewendet.

6. Reinigungsprozess (ASTM G93 / CGA G-4.1)
   ▹ Vorreinigung (Demontage, Entfettung, fusselfreies Abwischen).

   ▹ Sauerstoffreinigung (wässrig/lösungsmittelbasiert, Ultraschall).

   ▹ Spülen (DI-Wasser <1 μS/cm).

   ▹ Trocknung (gefilterter Stickstoff).

   ▹ Inspektion (UV, NVR, Partikelzählung).

   ▹ Verpackung (ISO 7/8 Reinraum, doppelt verpackt, beschriftet).

7. Prüfablauf
   ▹ Vorprüfung & Sauberkeitsprüfung.

   ▹ Montage auf sauberen Vorrichtungen.

   ▹ Stickstoffspülung, gefolgt von Sauerstoffspülung.

   ▹ Automatische, rezeptbasierte Testausführung.

   ▹ Permanente Sicherheitsüberwachung (Detektoren, Alarme).

   ▹ Datenerfassung (10–100 Hz).

   ▹ Automatische Berichtserstellung (Diagramme, Zertifikate).

8. Anwendungen
• Luft- & Raumfahrt, Verteidigung, Medizin, Industrie und F&E: 
Prüfung von Reglern, Masken, Ventilen, Instrumenten, Sicherheitskomponenten und Subsystemen.

9. Technische Daten (Basisversion)

  
Parameter
Wert
Hinweise
  
Max. Druck
250 bar (optional 300 bar)
GOX-Betrieb
  
Durchflussbereich
0–200 slpm
Optionale Schallbohrung
  
Leckempfindlichkeit
≤1×10⁻⁶ mbar-L/s
Helium-Lecktest
  
Sauberkeit
ASTM G93 / CGA G-4.1
UV & NVR geprüft
  
Steuerungssystem
PLC–SCADA
Rezeptsteuerbar
  
Datenexport
PDF, CSV, API
Kalibrierung rückverfolgbar
  
Materialien
SS316L, Monel, PTFE/PEEK
Nur sauerstoffkompatibel
  
Standards
NFPA 53, ASTM G128, ISO 4126, ISO 15002
Vollständige Konformität


10. Lieferumfang
• Schlüsselfertige Prüfstände (gereinigt und dichtgeprüft)

• FAT- & SAT-Protokolle

• Kalibrierzertifikate (ISO 17025)

• Bediener- und Sicherheitsschulung

• Ersatzteilkits mit sauerstoffkompatiblen Dichtungen

• Langfristige technische Unterstützung

11. Vorteile
• Vollständige Abdeckung: 10 spezialisierte Prüfstände für alle O₂-Komponenten.

• Höchste Sicherheit nach internationalen Standards.

• Präzise, rückverfolgbare Instrumentierung.

• Modular & skalierbar – für Prototypen und künftige Technologien.

• Langfristige Zuverlässigkeit – entwickelt für über 15 Jahre sicheren Betrieb.

12. Fazit
Die Sauerstoff-Komponentenprüfstände bilden ein vollständiges Ökosystem zur Validierung von Sauerstoffsystemen 
und gewährleisten Sicherheit, Zuverlässigkeit und Normkonformität in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Medizin und Industrie. 
Durch die Kombination aus Sauberkeit, Dichtheit, Präzisionsmessung und Automatisierung wird die Sauerstoffprüfung 
von einem Risiko zu einem kontrollierten, zuverlässigen und zertifizierbaren Prozess. 
Diese Prüfstände garantieren, dass jede in Betrieb genommene Sauerstoffkomponente unter den anspruchsvollsten Bedingungen sicher funktioniert.