Flammendurchschlagsicherungen:

Explosionsschutz beginnt bei der richtigen Auslegung

In Anlagen der Chemie-, Pharma- sowie Öl- und Gasindustrie gehören brennbare Gase und Dämpfe häufig zum normalen Produktionsprozess. Solange sie sich innerhalb der vorgesehenen Betriebsbedingungen bewegen, lassen sich die damit verbundenen Risiken technisch beherrschen. Problematisch wird es, wenn sich ein explosionsfähiges Gemisch entzündet und die Flamme über Rohrleitungen oder andere Verbindungen in angrenzende Anlagenteile gelangen kann. Flammendurchschlagsicherungen sollen genau das verhindern. Sie begrenzen die Ausbreitung einer Flamme und sind damit ein wichtiger Bestandteil des konstruktiven Explosionsschutzes.

Wie funktioniert eine Flammendurchschlagsicherung?

Das Funktionsprinzip beruht auf der Wärmeübertragung. Im Inneren einer Flammendurchschlagsicherung befindet sich ein speziell ausgelegtes Element mit engen Strömungskanälen. Trifft eine Flamme auf dieses Element, wird dem heißen Reaktionsgas Wärme entzogen. Die Flammenfront kühlt so weit ab, dass sie sich unter den vorgesehenen Einsatzbedingungen nicht durch das Sicherungselement fortsetzen kann. Bei bestimmten Bauarten werden dafür gewickelte Metallbänder eingesetzt, die präzise definierte Spaltweiten bilden.

Entscheidend ist die Abstimmung zwischen Sicherungselement und Anwendung. Unter anderem beeinflussen die Eigenschaften des Gas- oder Dampfgemisches, der Betriebsdruck, die Temperatur und die Einbausituation, welche Sicherung geeignet ist. Eine Flammendurchschlagsicherung kann ihre Schutzfunktion deshalb nur innerhalb der für sie festgelegten Einsatzgrenzen erfüllen.

Deflagration und Detonation: Warum die Unterscheidung wichtig ist

Nicht jede Flammenausbreitung verläuft gleich. Bei einer Deflagration breitet sich die Flammenfront mit Unterschallgeschwindigkeit aus. Unter bestimmten Bedingungen kann sich eine solche Verbrennung in einer Rohrleitung beschleunigen und in eine Detonation übergehen. Bei einer Detonation ist die Flammenfront mit einer Stoßwelle gekoppelt und breitet sich mit Überschallgeschwindigkeit aus. Dabei können erheblich höhere dynamische Belastungen entstehen.

Für beide Szenarien gibt es entsprechend ausgelegte Flammendurchschlagsicherungen. Eine Deflagrationssicherung ist jedoch nicht automatisch für eine Detonation geeignet. Welche Bauart erforderlich ist, muss anhand der möglichen Zünd- und Ausbreitungsszenarien sowie der konkreten Anlagenbedingungen bestimmt werden. Die Auswahl richtet sich unter anderem nach den Anforderungen der DIN EN ISO 16852, die Prüfverfahren, Leistungsanforderungen und Einsatzgrenzen für Flammendurchschlagsicherungen beschreibt.

Warum die regelmäßige Wartung so wichtig ist

Flammendurchschlagsicherungen sind häufig über viele Jahre im Einsatz. Während dieser Zeit können sich die Bedingungen im Inneren verändern. Ablagerungen aus dem Prozessmedium, Korrosion oder mechanische Beschädigungen können die Strömungskanäle beeinträchtigen. Auch Eingriffe bei früheren Wartungsarbeiten können Auswirkungen auf die Funktion haben, wenn dabei ungeeignete Teile verwendet oder Bauteile nicht fachgerecht montiert wurden. Deshalb reicht es nicht aus, eine Flammendurchschlagsicherung einmal korrekt einzubauen und anschließend unbeachtet zu lassen. Die erforderlichen Inspektions- und Wartungsintervalle richten sich nach den Herstellerangaben, den Betriebsbedingungen und den anlagenspezifischen Anforderungen. Bei der Instandhaltung kommt es insbesondere darauf an, den Zustand des Sicherungselements zu beurteilen und die vom Hersteller vorgesehenen Verfahren einzuhalten.

VA-Engineering ist offizieller PROTEGO Authorized Repair Centre Partner

VA-Engineering GmbH ist offizieller PARC-Partner – PROTEGO Authorized Repair Centre. Damit verfügt das Unternehmen über eine herstellerautorisierte Grundlage für die Instandhaltung und Reparatur entsprechender PROTEGO-Komponenten. Für Anlagenbetreiber bedeutet das: Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten können unter Berücksichtigung der Herstellervorgaben und mit Zugang zu den dafür vorgesehenen Originalersatzteilen durchgeführt werden. Gerade bei sicherheitsrelevanten Bauteilen ist das wichtig. Denn eine Reparatur muss nicht nur die mechanische Funktion wiederherstellen, sondern auch die Anforderungen berücksichtigen, die für die jeweilige Schutzfunktion gelten. Als Ansprechpartner für industrielle Armaturentechnik unterstützt VA-Engineering Anlagenbetreiber bei der fachgerechten Instandhaltung ihrer Flammendurchschlagsicherungen.

Explosionsschutz endet nicht mit der Inbetriebnahme

Flammendurchschlagsicherungen erfüllen eine klar definierte Schutzaufgabe. Damit sie diese auch nach längerer Betriebszeit übernehmen können, müssen Auslegung, Einbau und Instandhaltung zusammenpassen. Werden Veränderungen an der Anlage vorgenommen oder ändern sich die Betriebsbedingungen, kann auch eine erneute Bewertung der eingesetzten Sicherung erforderlich werden.