Druckgasflaschen im Test

Notrutschenflaschen, Sauerstoffflaschen, automatische Feuerlöscher, Druckbehälter für Türöffnungssysteme - sie alle kommen nur in Notfällen zum Einsatz. Aber dann müssen sie einwandfrei funktionieren.

Für die Herstellung der Flaschen werden Materialien wie Stahl, Alu oder Titan verwendet, abhängig von Inhalt und Betriebsdruck. Das Stickstoff-Kohlensäure-Gemisch für die Notrutschen steht unter einem Druck von über 200 bar, die Sauerstoffflaschen unter einem Druck von 120 bar, das Löschgas in Feuerlöschern wird unter einen Druck von 20 bis 60 bar gesetzt. Diese permanente Druckbelastung schwächt das Material. Deshalb wird in festgelegten Intervallen zwischen drei und 14 Jahren der Materialzustand des Druckgaszylinders im so genannten Hydrostatiktest geprüft.

Um das Ziel dieses Tests zu verdeutlichen, ziehen die Fachleute im Bereich Geräte der Lufthansa Technik in Hamburg gerne den Vergleich mit einer Büroklammer. Verbiegt man die Klammer und lässt los, federt sie wieder ein Stück in die ursprüngliche Form zurück. Biegt man den Draht immer wieder hin und her wird er irgendwann brechen. Für die letzten Verformungen wird der Kraftaufwand spürbar geringer.

Wie die Büroklammer wird auch das Material der Druckgasflasche jedes Mal geschwächt, wenn der Behälter unter Druck steht. Selbstverständlich wird bei der Prüfung nicht der tatsächliche „Versagenspunkt", das Brechen des Materials, getestet, sondern es gilt, die Entfernung von dem Versagenspunkt festzustellen.

Da Wasser nicht komprimierbar ist, erfolgt die Prüfung des Materials mit Wasserdruck. Dazu wird die Druckgasflasche in einen mit Wasser gefüllten, zylinderförmigen Behälter gehängt. Der Behälter wird luftdicht verschlossen, der letzte Rest Luft im Behälter über eingeleitetes Wasser verdrängt. Bei dem Test kommt nur spezielles Wasser zum Einsatz, das einige Zeit nicht bewegt - im Fachjargon „beruhigt" - wurde. Dadurch werden Temperaturunterschiede ausgeglichen und gelöste Gase können ausperlen. 4000 Liter davon stehen in Tanks bereit.

Ein schmales Röhrchen führt aus dem Zylinderdeckel in eine kleine Schale mit wenig Wasser, die auf einer elektronischen Waage steht. Nachdem die Waage auf Null gesetzt ist, wird die Druckgasflasche von innen mit Wasserdruck beaufschlagt. Der Prüfdruck ist vom Hersteller vorgegeben, als Richtwert gelten fünf Drittel des regulären Fülldrucks. Das Material braucht einige Zeit, um sich anzupassen: Langsam dehnt sich die Flasche aus und verdrängt Wasser aus dem Behälter. Es fließt in die Schale, die Waage zeigt, wieviel Wasser verdrängt wurde. Jetzt wird der Druck wieder aus der Flasche abgelassen, Wasser fließt zurück, das Material zieht sich – fast – wieder in den ursprünglichen Zustand zusammen. Wasser fließt zurück. Das „Fast" ist das Wichtige, es entspricht der Ermüdung der Büroklammer. Die Waage zeigt jetzt einige Gramm mehr als zu Beginn des Tests, die Flasche ist also durch den Prüfdruck etwas größer geworden. Das entspricht der bleibenden Verformung des Materials. Nach 15 bis 20 Minuten ist der Test beendet, aus den beiden Messwerten wird die Schwächung des Materials ermittelt. Im Betrieb, das betonen die Fachleute, wird dieser hohe Prüfdruck jedoch nie erreicht.

Die Grenzwerte wie auch die Tests sind behördlich festgelegt, die Standards für Druckgasflaschen in der Luftfahrt stammen vom US Department of Transportation (DOT). Geregelt wird unter anderem Herstellung, Transport, Prüfweise, Lebensdauer, Einsatzzwecke, Gasarten etc. Für die Zulassung eines neuen Druckbehälters müssen Prototypen Extremsituationen wie Feuer, Explosionen, Falltests, bis zu einem definierten Limit aushalten, erst dann wird er vom DOT zugelassen.

Bevor die Druckgasflasche ihren neuen Prüfstempel erhält, wird eine optische Untersuchung vorgenommen. Neben einer äußerlichen Begutachtung wird auch das Behälterinnere auf Korrosion und andere Auffälligkeiten untersucht. Sind sämtliche Ergebnisse im zulässigen Bereich, wird der Test dokumentiert: Auf der Einprägung oder einem Tintenstempel werden das Testdatum und die Zulassungsnummer der Teststation aufgeführt. Darüber hinaus wird ein Testprotokoll erstellt.

Insgesamt 4.400 Flaschen werden im Gerätebereich der Lufthansa Technik im Jahr getestet. Das Unternehmen hat die Zulassung für die Durchführung der Hydrostatiktests seit 1994 und unterzieht sich alle fünf Jahre einem Audit des DOT.