Gasdetektion

Individuelle Ansprüche – flexible Lösungen

Die Folgen einer Havarie durch Gasexplosionen, auslaufende oder ätzende Flüssigkeiten und gefährliche Gaslecks und des daraus resultierenden Imageverlustes sind für ein Unternehmen oft gravierend. All diese Tatsachen beeinflussen direkt Ihr Gasschutzkonzept für Bauten in der Pharmaindustrie, in Lebensmittelbetrieben, Parkgaragen, Kläranlagen oder Flughäfen. Eine Gaswarnanlage kann in vielen Betrieben den richtigen Schutz gewährleisten. Abhängig von Gebäudenutzung, Prozessen, Infrastruktur, Sicherheitskonzept und technischen Richtlinien des SES-Verbandes: Das Gasdetektionskonzept von Siemens ist individuell auf Sie zugeschnitten.

Schützen Sie sich vor der unsichtbaren Gefahr

Die Gefahr lauert oft dort, wo man sie nicht vermutet. Viele Industriebetriebe sind sich dessen nicht bewusst und wähnen sich in einer vermeintlich sicheren Umgebung. Doch eine Gaswarnanlage kann das Gegenteil zu Tage bringen. Gaslecks sind auf den ersten Blick nicht einfach auszumachen, da viele Gase keinen für den Menschen wahrnehmbaren Geruch aufweisen und nicht sichtbar sind. Elektronisch ausgeklügelte Gasmessprinzipien, die auch für den Menschen nicht wahrnehmbare Stoffe detektieren, lassen sich nicht täuschen: Sie messen zuverlässig und konstant, rund um die Uhr und erhalten so die Sicherheit im Unternehmen aufrecht.

 

In der Industrie entstehen bei der Herstellung, Verarbeitung, Lagerung und beim Transport von Chemikalien brennbare Gase und Dämpfe, die an die Umgebung freigesetzt werden. In Verbindung mit Sauerstoff bilden diese Stoffe eine explosionsfähige Atmosphäre, die bei einer Entzündung  zur Explosion und somit zu schwerwiegenden Schäden bei Personen und Einrichtungen führen.

Eine explosionsfähige Atmosphäre ist ein Gemisch, das aus Umgebungsluft und brennbaren Gasen oder Dämpfen besteht. Durch Verdunsten oder Verdampfen gehen Teile eines flüssigen Stoffes in den gasförmigen Aggregatszustand über. Mit steigender Temperatur entwickelt die Flüssigkeit durch Verdunsten derart grosse Mengen, dass diese zusammen mit der Luft ein entflammbares Gemisch bilden, das zündfähig sein kann. Durch den Kontakt mit einer Zündquelle (Funken, statische Entladung, Elektronik, etc.) kann es zu einer Explosion kommen.

 

Die Gefahr einer Explosion wird verhindert, indem explosionsgeschützte Geräte entsprechend ihrer Schutzeignung in diesen Zonen eingesetzt werden. Die Kategoriekennzeichnung der explosionsgeschützten Geräte spiegelt die Wirksamkeit des Explosionsschutzes wider und somit die Verwendung in entsprechenden explosionsgefährdeten Bereichen. Kenngrössen bei brennbaren Flüssigkeiten und Gasen sind der Flammpunkt, die Zündtemperatur und die obere und untere Explosionsgrenze. Mit explosionsgeschützten Gasdetektoren lassen sich zudem gefährliche Konzentrationen schon weit vor dem Entstehen eines explosiven Gemischs feststellen.

 

Seit über 40 Jahren vertrauen unsere Kunden auf die Technologie von Siemens Gaswarnanlagen. Und nicht nur während den Betriebszeiten, sondern auch nachts sind Sie optimal geschützt. Sogar während eines Stromausfalls wird weiterhin zuverlässig detektiert, da eine eingebaute Notstromversorgung auch dann den Betrieb gewährleistet.

Kenngrössen brennbarer Gase

Ob eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht, hängt von der Gemischkonzentration Luft-Gas/Dampf ab. Ausgehend von sauberer Umgebungsluft steigt bei einem Gasleck die Gaskonzentration in der Luft kontinuierlich. Sobald eine Gemischkonzentration vorliegt, bei der das Gemisch gerade explosionsfähig ist, ist die untere Explosionsgrenze erreicht.

Wird die Gemischkonzentration über den explosionsfähigen Konzentrationsbereich hinaus erhöht, wird schliesslich ein Grad der Konzentration erreicht, bei dem das Gemisch aufgrund des höheren Anteils an Gasen und Dämpfen zu wenig Sauerstoff besitzt und damit nicht mehr explosionsfähig ist. In diesem Fall ist die obere Explosionsgrenze erreicht. Oberhalb dieser Grenze ist das Gemisch zu fett, kann aber in einem Oxidationsmittel noch abbrennen. In geschlossenen Räumen kann es vorkommen, dass eine Konzentration über die OEG steigt, dann aber durch Öffnen von Türen aufgrund der Luftverdünnung wieder auf die explosive Konzentration unterhalb der OEG sinkt. Der zündfähige Bereich zwischen UEG und OEG ist für jedes brennbare Gas unterschiedlich.

Als Flammpunkt wird die Temperatur bezeichnet, bei der ein Gemisch oder Stoff so viel Dampf oder Gas abgibt, dass ein zündfähiges Gemisch über dem Stoff entsteht. Durch den externen Einfluss einer Zündquelle (Feuer, Funken) entzündet sich dieses Gemisch schlagartig.

Die Zündtemperatur eines brennbaren Gases oder einer Flüssigkeit ist die in einem Prüfgerät ermittelte niedrigste Temperatur einer erhitzten Wand, an der sich der brennbare Stoff im Gemisch mit Luft gerade noch selbst entzündet. Die Zündtemperaturen der brennbaren Gase werden in verschiedene Temperaturklassen eingeteilt, die mit der Kategorie Kennzeichnung der explosionsgeschützten Geräte korrespondieren. Bei den meisten Gasen liegt die Zündtemperatur weit über dem Flammpunkt, der oft bei wenigen °C liegt (zum Beispiel Methanol 11 °C, Toluol 4 °C etc.).

Alarmmittel und toxische Gase

Gefahren zu erkennen und zu detektieren ist die eine Seite eines Sicherheitssystems. Die Gefahr bzw. der erzeugte Alarm muss aber für anwesende Personen auch klar ersichtlich oder hörbar angezeigt werden, damit diese entsprechend reagieren können. Siemens bietet eine Vielzahl von durchdringenden Alarmmitteln an. Seien dies Blitzleuchten, Warnhörner oder Leuchttafeln mit individuellem Wunschtext oder Wunschsymbol – wir haben für Sie die passende Lösung für sichere Zonen wie auch für Ex-Zonen.

Toxische Gase sind vielerorts anzutreffen: In Chemiebetrieben, in Lebensmittel verarbeitenden Betrieben, Kühlanlagen, Kläranlagen oder Tiefgaragen – überall können Konzentrationen von toxischen Gasen auftreten. Viele dieser Gase und Dämpfe sind in grossen Konzentrationen für den Menschen schädlich oder gesundheitsgefährdend, obwohl sie mit dem Geruchssinn nicht wahrgenommen werden. Andere Substanzen sind ätzend oder giftig und somit ist ein Austritt in die Umwelt unerwünscht. Mit den verschiedenen Messprinzipien von Gasdetektoren lassen sich solche Substanzen schon in kleinen Konzentrationen feststellen.

Viele Gasmelder detektieren bereits kleinste Konzentrationen von wenigen ppm (parts per million; Mischverhältnis von einem Teil Gas auf eine Million Teile Luft) und alarmieren schon vor dem Entstehen einer schädlichen Konzentration. 

In jedem Unternehmen soll die Arbeitsplatzhygiene dazu beitragen, die Mitarbeitenden vor gesundheits-gefährdenden Umwelteinflüssen wie Lärm, Staub, Gase, Strahlung usw. zu schützen. Für Gaskonzentrationen gibt es vorgeschriebene Grenzwerte, welchen ein Mitarbeiter an seinem Arbeitsplatz maximal ausgesetzt werden darf. Diese maximalen Arbeitsplatzkonzentrationen (MAK-Wert) beschreiben die Grenzwerte bei einem täglichen Pensum von acht Stunden und können  in entsprechenden Listen nachgeschlagen werden. Es gibt Gase, die sowohl toxisch als auch brennbar sind. Dies erklärt die Tatsache, dass mehr Todesfälle durch toxische Gase als durch Explosionen von brennbaren Gasen zu beklagen sind.

Sicherheit

Gaswarneinrichtungen für den industriellen Einsatz in Ex-Zonen müssen als elektrische Betriebsmittel mindestens die gültigen Anforderungen zum Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen gemäss den Direktiven ATEX 94/9/EC erfüllen.

«ATmosphère EXplosible» – französisch für explosionsgefährdete Bereiche. Nach der ATEX Herstellerrichtlinie 94/9/EC müssen alle Gasdetektoren bzw. Betriebsmittel, die in explosionsgefährdeter Atmosphäre (Ex-Zone) eingesetzt werden, auf ihre elektrische Sicherheit und Eignung geprüft und gekennzeichnet sein. Mit dieser Prüfung wird sichergestellt, dass diese Geräte selbst keine Zünd-quelle für eine vorhandene explosive Gaskonzentration darstellen. Mit ungeprüften Gasdetektoren kann dies nicht gewährleistet werden. Die meisten unser geprüften Gasdetektoren verwenden die Zündschutzart «druckfeste Kapselung ATEX Ex d».

SIL befasst sich hauptsächlich mit der Sicherheit eines Produktes in der einge-setzten Umgebung. Die Aufgabe dieser zusätzlichen Sicherheits-bewertung ist die Risikominimierung bei allen Anwendungen, bei denen ein Fehlverhalten Gefahren für die Sicherheit von Mensch, Umwelt und Sachwerten bedeutet.

 

Als Sicherheits-Integritätsstufen (SIL) sind vier Werte definiert. Je höher die Integritätsstufe ist, desto grösser ist die Zuverlässigkeit eines Funktionskreises. Für Gaswarneinrichtungen kann allerdings nur ein Level von SIL 1 bis SIL 3 erreicht werden.

 

Die in Sicherheitssystemen eingesetzten Produkte müssen in der Hard- und Software-Ausführung ein hohes Mass an  Zuverlässigkeit aufweisen, damit nicht erkennbare Fehler überhaupt oder nur mit einer extrem geringen Wahrscheinlich-keit auftreten können. SIL beurteilt und definiert die Anforderungen an die Verfüg-barkeit der Sicherheitsfunktion bzw. die Ausfallwahrscheinlichkeit des betrachteten Systems, wie es in der Prozessleittechnik gefordert ist. Dabei wird die komplette Kette vom Sensor über die Auswerteeinheit bis hin zur Alarmierung oder zum Aktor in die Betrachtung miteinbezogen. Für Gaswarneinrichtungen, die auch noch andere Sicherheitskriterien erfüllen müssen, gilt hier zusätzlich die Produktnorm für Gaswarneinrichtungen EN 50402.

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