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Brandausbreitung effektiv vermeiden

Schafft Sicherheit für Chemieanlagen
Brandausbreitung effektiv vermeiden

In chemischen Produktionsanlagen werden häufig Kunststoff-Rohrleitungen für Abluft und Abwasser eingesetzt, die über Stockwerke und teilweise mit anderen Gebäuden verbunden sind. Diese verzweigten Leitungssysteme – man spricht hier auch von Zündschnüren – stellen ein großes Brandpotenzial dar. Mit Hilfe umfangreicher Versuche ließ sich zeigen, dass sich durch den Einsatz eines Flammschutzlaminats das Problem der Feuereinwirkung von außen und die Verwendung von Absperrklappen die Feuerausbreitung im Rohr verhindern lässt.

Das Flammschutzlaminat Dico 41 mit einem speziellen Aufbau von Harz, Gewebe und Matten hat die Aufgabe, Kunststoffrohre bei einer Feuereinwirkung von außen über eine bestimmte Zeit zu schützen. Das Rohr muss hierbei in der montierten Lage formstabil bleiben. Das Flammschutzlaminat wird auf das glatte Rohr ohne Verbund mit dem Kunststoff aufgebracht. Die Ausdehnungsdifferenz zwischen dem Kunststoffrohr und dem Flammschutzlaminat ist bei der Planung der Rohrleitungen zu berücksichtigen. Die Laminattechnik lässt sich auch bei bestehenden Rohrleitungssystemen vor Ort applizieren.

Die Anwendung des Flammschutzlaminats erfolgt je nach Schutzziel:
• bei Brandabschnitten vor und nach Wand- oder Deckendurchbrüchen in Verbindung mit einem Absperrorgan (Brandschutzklappen)
• in großen Räumen wird abhängig vom Rohrdurchmesser auf beiden Seiten eines Absperrorgans ein Teilstück laminiert, um einen Zündschnureffekt zu vermeiden
• vollständige Laminierung ganzer Rohrsysteme für Abluft und Abwasserleitungen, um das Brandpotenzial zu reduzieren
Absperrklappe verhindert Brandausbreitung
Die Kunststoff-Absperrklappe 4100 aus Polypropylen ist dichtschließend, chemisch beständig und verhindert eine Brandausbreitung im Rohr. Sie ist unempfindlich gegen Schmutz und hat sich bei vielen Anwendungen bewährt. Die Klappe wird zwischen Flanschen eingebaut. Die anschließenden Rohre werden mit Flammschutzlaminat Dico 41 beidseits der Klappe geschützt. Dadurch kann das Feuer nicht bis zur Klappe vordringen und der Brandabschnitt ist sichergestellt.
Die Feuereinwirkung von außen auf die Klappe und die Flanschanschlüsse lässt sich mit einem speziellen Flammschutzmantel vermeiden. Die Klappe wird mit einem pneumatischen Antrieb betätigt, der mittels Federkraft über einen Schnellbelüfter schließt. Die Steuerung der Klappe führt zum sofortigen Schließen bei erhöhter Temperatur im Rohr oder bei direkter Feuereinwirkung auf den Antrieb. Die Klappe lässt sich periodisch im Betrieb mit Schlüsselschalter auf Funktion prüfen. Das Signal der Temperaturauslösung kann auf die Brandmeldeanlage geführt werden, was eine Früherkennung und Lokalisierung des Brandes ermöglicht.
Brandversuche bestätigen Schutzwirkung
Im ersten Brandversuch wurde untersucht, wie sich ein Kunststoffrohr aus Polypropylen (PP) und ein zweites aus schwer entflammbarem Polypropylen (PPs) bei direkter Feuereinwirkung verhalten. Bei beiden Werkstoffen entstand nach kurzer Zeit ein Durchbruch und somit Feuer im Rohr. Der Unterschied zwischen PP und PPs war unwesentlich. Beim PPs bildete sich zusätzlich ein extrem schwarzer Rauch.
Weiterhin wurden unterschiedliche technisch machbare Ummantelungen zu den Kunststoffleitungen mit dem Ziel geprüft, dass sich das Rohr bei Feuereinwirkung nicht entzündet und kein Feuerdurchbruch ensteht. Außerdem musste das Rohr formstabil bleiben. Bis auf das Flammschutzlaminat Dico 41 haben die übrigen Ummantelungen das Versuchsziel nicht erreicht.
Beim zweiten Brandversuch wurden Rohrleitungen geschützt mit Dico 41 und ungeschützt im direkten Vergleich einander gegenübergestellt. Bei allen Anordnungen sind die ungeschützten Rohre nach extremer Brand- und Temperaturentwicklung nach kurzer Zeit verbrannt. Bei den vertikalen Rohren entstand eine starke Kaminwirkung, sobald das Feuer in das Rohr durchgebrochen ist. Alle mit Dico 41 geschützten Rohre haben bei der gleichen Feuereinwirkung widerstanden und die Rohre blieben formstabil.
Bei der Anordnung als Deckendurchbruch mit Stützfeueranordnung direkt unter der Decke (Abb. 1) wurde das Rohr mit Flammschutzlaminat nicht beschädigt und der Brandabschnitt blieb erhalten.
Anschließend wurde das Problem der Brandausbreitung im Rohr untersucht. Eine Brandbildung im Rohr erfolgt nicht nur von außen durch die Wand, sondern kann auch durch die Entzündung von Ablagerungen oder Gasgemischen entstehen. Ein Feuer im Rohr breitet sich bis zu 20 m in der Sekunde aus, was durch brennbare Ablagerungen noch verstärkt werden kann.
Danach wurde die Feuerausbreitung im Rohr beim Einsatz von dichten, chemisch beständigen Absperrklappen 4100 untersucht. Es erfolgte eine direkte Befeuerung in die offenen, vertikal aufgestellten Rohre DN 400 und DN 800 (Abb. 2). Die Klappen haben temperaturgesteuert geschlossen. Nach der Brandeinwirkung waren keine Schäden festzustellen.
Beim dritten Brandversuch (Abb. 3) wurde die Rohrleitung aus PP mit Flammschutzlaminat Dico 41 auf der linken Seite nur teilweise laminiert, auf der Seite mit der Klappe war das Rohr komplett geschützt. Der Schutz der Flanschverbindung und der Klappe erfolgte mit einem Flammschutzmantel.
Als erstes wurde auf der linken Seite direkt im Übergang geschützt/ungeschützt das Stützfeuer platziert, um feststellen zu können, dass bei einem Abbrand des ungeschützten Rohres der Brandabschnitt durch die Klappe sichergestellt ist. Nach einer Zeit von nur 8 Minuten erfolgte der Durchbruch des Feuers. Durch die Temperaturerhöhung hat die Klappe sofort ausgelöst. Das ungeschützte Rohr verbrannte komplett. Die Klappe hat den Brandabschnitt unbeschädigt sichergestellt.
Danach wurde das Stützfeuer direkt unter der Klappe angeordnet (Abb. 4) und diese sowie auch die Flanschverbindung 30 Minuten dem Feuer ausgesetzt. Nach der Kontrolle der Rohrteilstücke und der Klappe ließen sich keine Schäden feststellen. Die drei Brandversuche sind in einer Kurzfassung auf einem VHS-Video aufgezeichnet.
www.ditzlerindap.ch
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