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Tauchen - Sparte

Eingetragen / aktualisiert am 23.11.2006

Inhalt:
Innere Vereisung
aussere Vereisung
Physik
Verhaltensregeln



Unter einer Automatenvereisung versteht man die Abkühlung der Luft durch Entspannung an der ersten Stufe des Lungenautomaten.
Bedingt durch Feuchtigkeit vereist das kondensierende Wasser, der Kolben kann nicht mehr schließen und der Automat bläst ab.

Ursache der Automatenvereisung vornehmlich der ersten Stufe ist eine Abkühlung der Luft durch Entspannung.

Entscheidend für die Vereisung ist die Durchflußmenge und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die mit zunehmender Tiefe steigt.

Verstärkt wird die Vereisungsgefahr wiederum durch andere Faktoren. Dies sind einmal alle, die die Durchflußmenge weiter steigern, wie z.B. gleichzeitiges Tarieren, Octopusatmung, Arbeit unter Wasser mit gesteigertem AMV, psychische Faktoren.

Außerdem natürlich die Wassertemperatur, die mit zunehmender Tiefe abnimmt. Bereits bei Temperaturen unter 10°C muß mit Vereisungen des Automaten gerechnet werden.

Ein weiterer Faktor ist die Flaschenluft. Je feuchter die Luft, desto höher die Vereisungsgefahr.

Folgerung: Je größer die Tiefe, desto höher die Durchflußmenge und desto tiefer die Wassertemperatur – steigende Gefahr der Automatenvereisung.

Innere Vereisung:
Durch die Entspannung der Luft und der damit verbundenen Abkühlung (siehe auch unter Physik ), bilden sich am Kolben und am Dichtsitz Eiskristalle. Das Ventil kann nun nicht mehr richtig schliessen. Es strömt fortlaufend Luft ab. Atmet man nun weiter, öffnet sich das Ventil ganz und durch den vermehrten Luftdurchsatz kühlt sich die 1. Stufe mit der Bildung weiterer Eiskristalle zunehmend ab. Die Ventilöffnung ist nun so gross, dass der Automat voll Abbläst. Diese Innere Vereisung ist bei jedem Automaten möglich! Ursache ist fast immer ein Fehlverhalten des Tauchers oder falscher Umgang mit der Ausrüstung!

Hinweis:
Entgegen aller Werbeversprechen, den Vereisungssicheren Automaten gibt es nicht! Falsche Handhabung des Automaten lassen jeden Automaten vereisen, beachte die Verhaltensregeln!

aussere Vereisung:
In der ersten Stufe soll der Mitteldruck konstant über den jeweiligen Umgebungsdruck gehalten werden. Um dies zu erreichen, drückt der Hochdruck gegen ein Ventil mit Feder gegen den Umgebungsdruck. Damit der Umgebungsdruck auf auf das Ventil mittels Kolben oder Membrane wirken kann, wirkt das Wasser direkt in der Federkammer. Kühlt die erste Stufe zu weit ab, gefriert das Wasser, der Kolben/ Membrane können sich nicht mehr bewegen und der Automat bläst ab, oder liefert gar keine Luft mehr.
In teureren ersten Stufen ist diese Kammer z.B. mit Fett gefüllt, damit kein Wasser in die Stufe eindringen kann. Sherwood begeht einen anderen sehr wirkungsvollen Weg. In der Kammer herrscht ein leichter Überdruck, so dass von außen kein Wasser eindringen kann.
Bei hochwertigen als vereisungssicher angepriesenen ersten Stufen ist die Gefahr einer äusseren Vereisung äusserst selten.

Schnittzeichnung Automat

Physik

Warum vereist der Automat?
Verantwortlich für die Abkühlung unserer Atemluft sind zwei physikaliche Effekte: Die adiabatische Expansion und der Joule-Thomson-Effekt .

Adiabatische Expansion:
Der Effekt ist bekannt: Verschliessen wir den Ausslass einer Luftpumpe und komprimieren die Luft, so erwärmt sie sich. Der Abstand zwischen den einzelnen Luftmolekülen wird geringer, sie stoßen häufiger zusammen und bewegen sich daher schneller. Wird die Luft nun schnell entspannt, tritt der umgekehrte Vorgang ein. Der Abstand zwischen den Molekülen wird grösser, sie bewegen sich langsamer und das Gas kühlt sich ab.
Während des Tauchens tritt der gleiche Vorgang in unserer Druckluftflasche auf. Der Druck sinkt und das verbleibende Gas in der Flasche kühlt sich ab, wobei die Stärke der Abkühlung abhängig von der jeweiligen Druckabnahme bezogen auf den augenblicklichen Flaschendruck ist. D.h., je mehr wir eine Flasche entleert haben, desto stärker wirkt sich ein Atemzug aus. Würde die Luft einer vollen 10 l-Flasche auf einen Schlag vollständig expandieren, würde die Temperatur um ca. 200 Grad Celsius sinken. In der Praxis hat dieser Effekt allerdings einen geringeren Einfluss, da durch die Oberfläche der Druckluftflasche sofort wieder Wärme zugeführt wird. Ausnahme: Bei dicken, isolierenden Lackschichten, Neoprenschutz oder dichten Netzen auf der Flasche kann der Einfluss der Abkühlung schon erheblich sein.

Joule-Thomson-Effekt:

Unter den Luftmolekülen werden (schwächere) Bindungskräfte wirksam. Diese sind umso grösser, je näher sie einander sind (hoher Druck). Entspannt sich das Gas, müssen diese Kräfte überwunden werden. Dazu wird Energie benötigt, das Gas kühlt sich ab. Die Stärke der Abkühlung ist also abhängig von der Menge der entspannten Luft, dem Ausgangs- und dem Differenzdruck in einer bestimmten Zeit (Strömungsgeschwindigkeit). Dieser Abkühlungsvorgang findet bei Durchströmen eines Gases durch eine Drossel (Druckminderer) an nur einer kleinen Stelle statt. Je grösser die Öffnung, desto kleiner die Zeit für eine bestimmte Luftmenge (Strömungsgeschwindigkeit), desto geringer die Abkühlung. Darum waren auch die alten einstufigen Zweischlauchautomaten nahezu vereisungssicher!
Aus dem Zusammenspiel dieser Faktoren ergibt sich, dass die Abkühlung mit höherem Flaschendruck nicht immer stärker wird. Bei sehr hohem Flaschendruck würde sich die Luft ab einem bestimmten Druck sogar wieder erwärmen (Inversionspunkt). Die physikalischen Eigenschaften des Gases sind hierbei entscheidend.
Bei Helium liegt der Inversionspunkt so niedrig, dass es sich immer erwärmen würde. Der kritischste Punkt für Luft liegt bei ca. 170 bar Flaschendruck liegt. Dies ist genau die Phase des Tauchgangs, wo die grösste Tiefe aufgesucht und mit dem grössten Luftverbrauch somit die grösste Vereisungsgefahr besteht. Die Luft kühlt sich hier am Ventil der ersten Stufe um nahezu 20 Grad C ab. Da die Kälte ja auch auf Ventil, Gehäuse der ersten Stufe und Flaschenhals übertragen wird, kühlt sich auch die Atemluft weiter ab. So ist es unter ungünstigen Umständen möglich, dass sich der Kolben in der ersten Stufe bis auf -35 Grad C abkühlen kann. Wer dann die Regeln zur Vermeidung einer Automatenvereisung nicht beachtet, dem kann sein Automat auch im Hochsommer einfrieren.

Verhaltensregeln

Regeln zum Verhindern der "inneren Vereisung" und Massnahmen, wenn "es" doch passiert:
  • Nur Kaltwassertaugliche Automaten verwenden!
  • Bei Temperaturen unter Null Geräte in warmer Umgebung montieren und bis zum Einsatz trocken halten!
  • Verhindere, dass Feuchtigkeit in die erste Stufe dringt!
  • Achte beim Spülen darauf, dass ein Stopfen auf dem Hochdruckeingang sitzt!
  • Nach dem Tauchgang   niemals!   den Hochdruckeingang des Automaten ausblasen!
    Ist eine vielgesehene Unart. Ein Wassertropfen wird dann in den Automaten geblasen.
  • Verschliesse die 1. Stufe nach dem Tauchgang mit einer Kappe!
    Lagert man den Automaten anschliessend in kalter Umgebung, kondensiert Wasser, natürlich auch innen...
  • Beim Spülen nie die Luftdusche betätigen!
    Es kann Wasser eindringen
  • Beim Tauchen mit nur einer 1. Stufe und Flasche mit Doppelabgang immer den unbenutzten Abgang mit einem Verschluss verschliessen!
    Es dringt immer etwas Wasser in das Ventil und das ist nur schwer heraus zu bekommen.
  • Vor dem befüllen von Flaschen immer kurz die Ventile ausblasen!
    Wasser, welches sich am/ im Anschluss befindet, wird sonst in die Flasche hineingedrückt.
  • Nie gleichzeitig Atmen und Tarieren!
    Um unnötigen Luftdurchsatz zu vermeiden. Der Hauptautomat sollte sowieso eine erste Stufe für sich alleine haben. Am Zweitautomaten befindet sich dann Fini und die Versorgung für das Jacket. Sollte bei einer Vereisung also der Hauptautomat abgedreht werden, kann man immer noch tarieren und man weiss, was man in der Buddel hat...
  • Ein gut gewarteter Kompressor!
    Da hat man nun nicht so viel Einfluss darauf... Aber bei Verdacht von schlechter Luft, sollte man seine Flaschen auch ausserhalb des nächsten TÜV-Termins revidieren lassen.
Vor dem Tauchgang:
  • Ausrüstungscheck!
    Vor allem: Welchen Hahn soll man im Fall des Falles zu drehen? Nachdenken unter Wasser fällt wegen n2 aus. Man muss es "blind" wissen.
  • Innerlich auf solche Zwischenfälle vorbereiten!
    Wenn man in der Lage ist, sein Ventil (üben!) selber abzudrehen, oder die Situation mit seinem Partner eindringlich durchgesprochen und sich mental auf eine solche Situation eingestellt hat, laufen die richtigen Reaktionen im entscheidenen Moment fast automatisch ab.
Nun ist es doch passiert:
  • Erst mal Ruhe!Don`t Panic!!!
    Es ist nicht so, dass es plötzlich fürchterlich an zu Sprudeln anfängt und die Buddel leer ist. Die Vereisung kündigt sich an. Der Einatemwiderstand wird sehr gering, der Automat gibt Luft ab, auch wenn man nicht atmet. Dann heisst es:
  • Sofort Automat wechseln!
    Achtung! Das Mundstück des Automaten nicht nach oben halten, er würde sofort voll aufmachen und bei den Luftleistungen heutiger Automaten wäre die Flasche sofort leer!
    Damit vermeidet man einen weiteren Luftdurchsatz und weitere Abkühlung.
  • Dem Partner anzeigen, dass er den Hahn zudrehen soll!
    Wir wollen ja eine weitere Abkühlung und Luftverlust vermeiden.
  • Aufstieg einleiten!
    Nun ecke ich bestimmt an: Man muss den Tauchgang nicht beenden. Es reicht ein sicherer Bereich um 20 - 10m. Den Tauchgang zu beenden halte ich für übervorsichtig. Nach ein paar Minuten ist der vereiste Automat wieder aufgetaut und mann könnte ihn wieder verwenden.
  • Unmissverständliches Zeichen für den Partner!
    Unter Wasser sind wir ja alle ziemlich blöde... beim Briefing ein klares Zeichen ausmachen, wann der Partner die Buddel zuzudrehen hat. Und der hat natürlich sofort zu reagieren.
  • Eigene Fertigkeiten, Buddysystem!
    Das Ideal ist natürlich, dass man in der Lage ist, sich selber zu helfen. Dies ist gar nicht so schwer: Den Bauchgurt lösen, das Jacket etwas nach oben, schon kommt ihr an das Ventil und könnt es selber zudrehen. Taucht in kalten, tiefen Gewässern nur mit Leuten, deren Fähigkeiten euch bekannt sind und bleibt nah beieinander.

Warum diese Ausführungen?
Eigentlich sollte ja jeder Taucher, der solche Tauchgänge unternimmt, das Wissen und die Fertigkeiten besitzen.
Die Erfahrung lehrt uns aber Anderes. Dieses "kleine Problem" hat schon Etlichen das Leben gekostet. Selbst sogenannte "erfahrene Taucher" sind mit dieser Situation schnell überfordert.
Der angehende Kaltwassertieftaucher soll sich einfach mal Gedanken um diese Problematik machen, da sie ja bei PAID nicht gelehrt wird.
Mit diesem neu erungenem Wissen und der Hinterfragung der Regel "Tauche nie allein" soll nicht nur der PAID-Taucher sich der Gefahr bewusst werden und entscheiden, ob er gewisse Tauchgänge durchführt, oder ob er vorher besser bestimmteFertigkeiten erlernt. Fast alle Unfälle mit Ursache Automatenvereisung beruhen auf menschliches versagen!

 

Automatenvereisung