Druckpulsation

Rohrleitungsschwingungen und Lärmprobleme aufgrund von Druckpulsationen

Durch Druckpulsationen im Strömungsmedium können Maschinen, Rohrleitungen und angekoppelte Strukturen zu unzulässig hohen Schwingungen angeregt werden.

Typisch pulsierende Strömungen finden sich z. B. in den Saug- und Druckleitungen von Pumpen und Verdichtern. Zudem können Druckpulsationen im System oder Prozess selbst entstehen (z. B. Wirbelablösungen an umströmten Einbauten). Auch bewirken Druckstöße und Flüssigkeitsschläge Druckschwingungen. (z. B. beim An- und Abfahren von Pumpen, bei schnellen Regelungsänderungen oder in Zweiphasenströmungen)

Im Extremfall können die durch Druckpulsationen ausgelösten Schwingungen zu Rissen bzw. Brüchen von Rohrleitungsbauteilen, -halterungen oder Anlagenkomponenten führen. Zudem können störende Schallemissionen, eine schlechte Produktqualität oder die Beeinflussung von Volumenstrommessgeräten die Folge sein.

Bei erhöhten Druckpulsationen treten häufig erhöhte Rohrleitungsschwingungen und Maschinenschwingungen auf. Erfahren Sie mehr zu diesem Thema:

Hierbei können wir Sie unterstützen:

  • Messung von statischen und dynamischen Drücken in gasförmigen und flüssigen Medien
  • Detektion und Berechnung von akustischen Resonanzen innerhalb von Rohrleitungs- und Kanalsystemen
  • Klärung von Resonanzbedingungen
  • Erfassung der Schalldruckpegel innerhalb geschlossener Systeme
  • Auslegung und Berechnung von druckpulsationsmindernden Maßnahmen

Sind Druckpulsationen Ursache des Schwingungsproblems? Wir stehen Ihnen gerne beratend zur Seite.

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Referenzprojekte

Rohrleitungsschwingungen am Kolbenverdichter überprüft
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Rohrleitungsschwingungen am Kolbenverdichter überprüft

In einer Industrieanlage sollten zwei ca. 40 Jahre alte Kolbenverdichter durch baugleiche Verdichter ausgetauscht werden. Im Zuge der geplanten Sanierungsmaßnahme sollte u. a. die aktuelle Schwingungssituation messtechnisch überprüft werden.

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Erhöhte Schwingungen an einer Pumpenanlage gemindert
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Erhöhte Schwingungen an einer Pumpenanlage gemindert

In einer Kläranlage wurden die saug- und druckseitigen Schlammleitungen zwischen zwei Faulbehältern erneuert. Nach der Inbetriebnahme der auf einer Zwischenebene positionierten Umwälzpumpen traten erhöhte Rohrleitungs- und Gebäudeschwingungen auf. Es wurden Schäden durch einen Dauerbetrieb der Anlage befürchtet.

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Brummgeräusche einer Rauchgasreinigungsanlage beseitigt
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Brummgeräusche einer Rauchgasreinigungsanlage beseitigt

Bei der Rauchgasreinigungsanlage einer Industrieanlage traten bei bestimmten Betriebsbedingungen tieffrequente Geräusche und erhöhte Schwingungen auf. Im Rahmen einer umfassenden messtechnischen Untersuchung sollte die Ursache der bemängelten Schall- und Schwingungssituation geklärt werden, um gezielt Minderungsmaßnahmen planen zu können.

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Schäden am Rohrleitungssystem durch den Betrieb von Exzenterschneckenpumpen in einem Klärwerk
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Schäden am Rohrleitungssystem durch den Betrieb von Exzenter­schnecken­pumpen in einem Klärwerk

Beim Betrieb von Exzenter­schnecken­pumpen in einem Klärwerk traten zeitweise so hohe Schwingungen am druckseitigen Rohrleitungs­system der Anlage auf, dass sich Rohrleitungs­halterungen von der Wand lösten und Risse an den Schweißnähten der Rohrleitung entstanden. Zur Ursachen­ermittlung wurden umfassende schwingungs­technische Untersuchungen durchgeführt.

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Ursachenanalyse aufgrund Rohrleitungsschwingungen nach Inbetriebnahme einer neuen Rohrleitungsstrecke in einer Mess- und Regelanlage
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Rohrleitungsschwingungen in einer Erdgasübernahmestation

Ursachenanalyse aufgrund Rohrleitungsschwingungen nach Inbetriebnahme einer neuen Rohrleitungsstrecke in einer Mess- und Regelanlage. Erfassung der Druckpulsationen im Gasstrom zusammen mit den Rohrleitungsschwingungen. Klärung des Gefährdungspotentials, Aufdeckung der Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge und Ausarbeitung von Minderungsmaßnahmen.

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Vibrationen und Lärm am Kanalsystem einer Abluftanlage durch den Parallelbetrieb von Radialgebläsen
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Vibrationen und Lärm am Kanalsystem einer Abluftanlage durch den Parallelbetrieb von Radialgebläsen

Beim Betrieb eines Abluftsystems mit drei drehzahlvariablen Radialgebläsen traten unerwünscht hohe Schwingungen an den Wänden des Kanalsystems auf, so dass es zu Rissen an Schweißnähten und Nietverbindungen kam. Messtechnisch wurde die Ursache der problematischen Situation ermittelt, so dass gezielt Verbesserungs­maßnahmen ausgearbeitet werden konnten.

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Fallstudien

Mengenmesseinrichtung
Mengenmesseinrichtung

Hohe Schwingungen an den Pulsationsbehältern und am Rohrleitungssystem

  • Mehrkanalige Erfassung der Schwingungs- und Druckpulsationssituation sowie weiterer physikalischer Größen während unterschiedlicher Betriebsbedingungen.
  • Ermittlung der mechanischen Eigenfrequenzen während des Anlagenstillstandes.
  • Durchführung einer Ursachenanalyse und Bewertung der Rohrleitungs- und Behälterschwingungen.
  • Zeitnahe Ausarbeitung von effektiven Minderungsmaßnahmen.
Gasverteilerstation
Gasverteilerstation

Temporäre Rohrleitungsschwingungen

  • Mehrkanalige Erfassung der Schwingungs- und Druckpulsationssituation bei unterschiedlichen Gasmengen und Temperaturen.
  • Bestimmung der mechanischen und akustischen Eigenfrequenzen und Vergleich mit den gemessenen Druckpulsationen.
  • Maßnahme: Bauliche Änderung des Rohrleitungssystems zur Vermeidung akustischer Resonanzen.
  • Durchführung von Kontrollmessung nach Umsetzung von Minderungsmaßnahmen.