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Serie Vereisung: Teil 1 Auslöser und begünstigende Faktoren

Serie Vereisung: Teil 1 Auslöser und begünstigende Faktoren

Bevor wir uns den Normen und technischen Aspekten zuwenden, möchten wir zunächst einige Grundlagen betrachten. Leider wird dem Thema Vereisung, aus unserer Sicht, bei der Ausbildung immer noch zu wenig Aufmerksamkeit gewidmet.

Daher wollen wir uns zu Beginn der Serie mit folgenden Fragen beschäftigen.

Was löst eine Vereisung aus?  Was sind begünstigende Faktoren? Wo findet die Vereisung statt?

Eisbildung setzt grundsätzlich zwei Faktoren voraus:

1. Temperaturen um oder unter null Grad Celsius
2. Feuchtigkeit/Wasser, das gefrieren kann

Ohne zu tief in die Physik einzutauchen, ist der „Joule-Thomson Effekt“ maßgeblich dafür verantwortlich, dass es zu einem starken Temperaturabfall in der ersten bzw. zweiten Stufe kommt. Grob zusammengefasst beschreibt der Joule-Thomson Effekt den Temperaturabfall bei Gasen, wenn diese dekomprimiert werden, sich also ausdehnen.
In der ersten Stufe wird der hohe Flaschendruck (z.B. 200 bar) zunächst auf den sogenannten Mitteldruck reduziert (Wert von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich). Eine weitere Druckreduzierung findet dann in der zweiten Stufe von Mittel- auf Umgebungsdruck statt. Bei einer Entspannung von 200 bar auf 10 bar kann der Druckabfall einen Temperatursturz von ca. 40° Kelvin (entspricht 40° Celsius) erzeugen. So kommt es in der ersten Stufe zu Temperaturen im Bereich von -20 bis -40° Celsius! Dieser Temperaturabfall findet bei jedem Atemzug statt.
Bei schlecht konstruierten (oder nicht kaltwassergeeigneten) zweiten Stufen, können an der Ventilöffnung der zweiten Stufe während der Atmung immer noch niedrige Temperaturen um/unter Null Grad Celsius, bis hin zu -10° Celsius gemessen werden. Damit ist der Faktor „1. Temperaturen um oder unter null Grad Celsius“ also erfüllt.

Feuchtigkeit kann aus mehreren Quellen stammen. Bei schlecht gewarteten Kompressoren oder Filtern, deren Standzeit überschritten ist, kann Feuchtigkeit beim Füllen in die Pressluftflasche gelangen. Auch nach einer TÜV Überprüfung kann Restfeuchtigkeit wegen unzureichender Trocknung in der Flasche verbleiben.
Bei der Ausatmung wird Feuchtigkeit über die Ausatemluft in die zweite Stufe eingebracht. Ebenso kann z.B. durch Wechselatmung oder bei Verwendung des Oktopusses, Wasser in der zweiten Stufe verbleiben. Auch durch Unachtsamkeit beim Spülen der Ausrüstung nach dem Tauchgang (z.B. Drücken der Luftdusche im Spülbecken, wenn der Regler nicht unter Druck steht oder Restwasser, das über die Staubschutzkappe in die erste Stufe gelangt) kann weitere Feuchtigkeit in das System Atemregler gelangen. Somit kann auch Faktor „2. Feuchtigkeit/Wasser, das gefrieren kann“ erfüllt sein.

Was sind begünstigende Faktoren?

Je größer die Druckdifferenz und je höher das Luftvolumen der sich ausdehnenden Luft, desto stärker macht sich der Joule-Thomson Effekt bemerkbar. In welchen Fällen tritt nun die Entspannung eines großen Luftvolumens beim Tauchen auf?

Dies kann bei Notfällen, z.B. in einer „Ohne-Luft-Situation“ (zwei Taucher atmen gleichzeitig aus Hauptregler und Oktopus), bei Panik (gesteigerte Atmung) oder bei intensiver Benutzung des Inflators (Durchsacken in größere Tiefen) auftreten. Auch beim Setzen einer Boje bzw. eines Hebesacks sowie bei Tauchgängen in größerer Tiefe, werden höhere Luftvolumina gefordert.

Aus diesen Szenarien lässt sich bereits die Tücke einer Vereisung erkennen. Gerade in Notsituation kann zusätzlich eine Vereisung auftreten.

Wo findet die Vereisung in der Regel statt?
Generell kann eine Vereisung äußerlich oder innerlich erfolgen. Bei einer äußeren Vereisung bilden sich Eiskristalle z.B. am Gehäuse der ersten Stufe im Bereich der Ventilkammer bzw. an Stellen, die durch die Ausdehnung der komprimierten Luft im Inneren stark abkühlen.
Bei der inneren Vereisung bilden sich Eiskristalle im Inneren der ersten oder zweiten Stufe. Die wachsenden Eiskristalle blockieren einen Teil der Mechanik, so dass diese in geöffneter Position stehen bleibt (Kipphebel, Ventil), der Regler bläst ab.

Vereister Regler Wettbewerbsprodukt

Vereister Regler Wettbewerbsprodukt

Was viele nicht wissen: Am häufigsten findet die Vereisung in der zweiten Stufe statt. Wenn man sich die Grundvoraussetzungen für Eisbildung ins Gedächtnis ruft, liegt dies auch nahe, da hier die Voraussetzungen eher gegeben sind, als in der ersten Stufe. Die hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Luft in der ersten Stufe erschweren auch i.d.R. ein Anhaften der Eiskristalle. Bei älteren, vornehmlich kolbengesteuerten ersten Stufen, ist eine Vereisung konstruktionsbedingt eher anzutreffen.

Wie bereits in der Ankündigung zu dieser Serie erwähnt, kann prinzipiell jeder Regler, unabhängig vom Hersteller, vereisen. Es gibt konstruktive Möglichkeiten, das Risiko zu minimieren, jedoch aktuell keine 100%ige Sicherheit.

Genug Theorie für heute! Wir hoffen, Euch hiermit einen ersten Einblick in das Thema ermöglicht zu haben. Anregungen und Kommentare sind natürlich gerne erwünscht!

Im nächsten Beitrag werden wir uns mit den Anforderungen nach DIN EN 250 und den berüchtigten Navy Standards beschäftigen. Bis dahin wünschen wir Euch einen guten Start in die Woche!

Autor

Ein Kommentar to “Serie Vereisung: Teil 1 Auslöser und begünstigende Faktoren”

  1. Vitali Sazanow 25. Juni 2013 - Antworten

    +1

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