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Leckageüberwachung mit Sensorkabeln

Systeme für doppelwandige Tanks und Rohrleitungen sowie als Ersatz für flüssigkeitsdichte Auffangräume
Leckageüberwachung mit Sensorkabeln

Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und die nachgeschalteten Ländergesetze, die Verordnung zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (VAwS), die Verwaltungsvorschrift zur VAwS (VVAwS) sowie die TRbF verpflichten jeden Betreiber dazu, die Funktion und Dichtheit seiner Anlagen ständig zu überwachen. Die Leckageerkennung und Ortung mit Sensorkabeln bietet hierzu eine gute Möglichkeit.

Robert Huckauf

Das Überwachungssystem von GTÜ ist in der Lage unterschiedliche Anlagenteile auf Leckagen zu überwachen. Die Basis bildet ein digital überwachendes Sensorkabelsystem. Ähnlich einem Radarsystem werden vom Überwachungsgerät elektrische Niederspannungsimpulse ausgesandt. Durch das Eindringen von flüssigem Medium in das Sensorkabel verändert sich das Echobild. Diese Veränderung wird vom System erkannt und löst unverzüglich Alarm aus. Dieser wird optisch durch Angabe des Leckageortes sowie akustisch angezeigt und kann an eine Zentrale weitergeleitet werden.
Dies unterscheidet das System von herkömmlichen Überwachungen (Vakuum), die keine Angaben über den Ort und den Zeitpunkt des Leckageeintrittes ermöglichen. Das Sensorkabel erkennt die Entstehung und die Vergrößerung der Leckage. Durch die unterschiedlichen Echobilder lassen sich die Medien bei einer Leckage unterscheiden. Die frühe Erkennung und Ortung der Leckagen minimieren den Schaden und somit das Risiko eines größeren Folgeschadens.
Das Überwachungssystem kann durch Erweiterung der Überwachungskanäle neben der Tankboden- und Tankmantelüberwachung auch zur Kontrolle von Pumpensümpfen, Bodenflächen, und Rohrleitungen eingesetzt werden. Hierdurch hat der Betreiber die Option, verschiedene Überwachungsaufgaben über eine Anlage wahrzunehmen.
Tankbodenüberwachungssystem
Bei der Sanierung eines Flachbodentanks wird der vorhandene Boden einer Überprüfung unterzogen. Hierbei werden verschiedene Prüfungen wie Floorscanning, Prüfung der Schweißnähte oder Ultraschall durchgeführt, um einen bestehenden Boden auf Dichtheit und Restwandstärke zu prüfen. Dabei hat sich herausgestellt, dass Undichtigkeiten (Poren, Risse) im alten sowie im neu hergestellten Boden mittels Vakkumprüfung nicht immer mit Sicherheit gefunden werden können. Beim Tankbodenüberwachungssystem TABS 01 wird das Sensorkabel in Abhängigkeit von Tankbodenform und Durchmesser ringförmig oder mäanderförmig verlegt (Abb. 1). Die Verlegung des Sensorkabels erfolgt in einem U-Eisen das an den Außenseiten mit Aussparungen versehen ist. Hierdurch gelangt das Medium bei einer Leckage zum Sensorkabel. Die Höhe des U-Eisens beträgt 20 mm. Um eine gleichmäßige Lage des neuen Oberbodens zu erreichen, werden die verbleibenden Zwischenräume mit Baustahlmatten ausgelegt. Auf dieser Unterkonstruktion wird der neue Oberboden verschweißt (Abb. 2).
Im Bereich des Ringwinkels wird das Sensorkabel aus dem Tank herausgeführt. Die Verbindung der Sensorkabel zur Überwachungseinheit erfolgt durch Jumperkabel, die auf Kabelbahnen verlegt werden. Nach erfolgter Inbetriebnahme des Tanks hat der Betreiber jederzeit die Kontrolle über den aktuellen Zustand des Doppelbodens. Sollte es zu einer Leckage kommen, erhält er binnen weniger Minuten den genauen Ort sowie die Größe der Leckage. Bei einer Vergrößerung der Leckage erhält der Betreiber wiederum genaue Angaben über Zeit und Ort der Veränderung. Die geeigneten Maßnahmen zur Behebung des Schadens können dann sofort eingeleitet werden. Das Sensorkabel gibt weiterhin die Information, welches Medium in den Überwachungsraum eingetreten ist.
Bei einer Leckage durch Eindringen von Wasser in den unteren Boden, erkennt das Sensorkabel das Wasser und meldet den Leckageort. Sollte das Sensorkabel beschädigt sein, kann dieses jederzeit ausgetauscht werden. Ein weiterer Vorteil von TABS 01 gegenüber herkömmlichen Überwachungssystemen ist der Einsatz in beheizten Tanks. Die Sensorkabel sind für einen Temperaturbereich bis 200 °C geeignet. Weiterhin kann das Überwachungssystem bei Medien eingesetzt werden, die zu Feststoffauscheidung neigen oder hochviskos sind.
Tankmantelüberwachungssystem
Durch die Anforderungen der VAwS für die Überprüfung der Auffangräume in bestehenden Lägern sind die Betreiber aufgefordert, den Nachweis des flüssigkeitsdichten Auffangraumes zu führen. Der Nachweis stellt sich aufgrund der Anforderungen an oberirdische Lageranlagen nach § 4 VAwS. Im konkreten Fall bedeutet dies eine flüssigkeitsdichte Ausführung der Auffangräume (F2), die für das Volumen des jeweils größten Behälters (R2) ausgelegt sind. Es sind keine besonderen Anforderungen an die infrastrukturellen Maßnahmen zu stellen (I0).
Da ein Großteil der Auffangräume schon über einen langen Zeitraum existiert, ist der Nachweis der Dichtheit nur unter großen Schwierigkeiten und mit hohen Kosten zu führen.Die Alternative hierzu ist die vollständige Auskleidung eines bestehenden Auffangraumes. Hierzu zählen Auskleidungen aus Bitumen, Folien, Stahlblech und Beton. Insbesondere bei der Auskleidung mit Beton kann es nach kurzer Zeit wieder zu Rissen kommen. Der Nachweis der Dichtheit des Auffangraumes wäre in diesem Fall erneut zu führen. Insgesamt muss festgestellt werden, dass die Auskleidung von Auffangräumen mit den oben genannten Mitteln hohe Investitionen erfordern.
Das Tankmantelüberwachungssystem TABS 02 gibt dem Betreiber die Möglichkeit einer kostengünstigen Alternative, um die Forderungen der VAwS zu erfüllen. Es besteht aus einer Ableitschürze und einem Sammelrohr, das an dem Tankmantel angeschweißt wird. Das Material entspricht dem des Tanks. Die Rückhaltevorrichtung wird als Ring um den Tank geführt. Das gesamte System ist durchgängig und flüssigkeitsdicht mit der Tankwand verbunden. Das Sensorkabel wird auf der Ableitschürze verlegt und zusätzlich durch ein Profil gegen Beschädigung geschützt. Das Sensorkabel reagiert nur auf die Detektion von Kohlenwasserstoffen, aber nicht auf Wasser. Dieses selektive Sensorkabel kann auch für Säuren eingesetzt werden.
In der Sammelleitung ist eine Absperrarmatur integriert. Die Sammelleitung ist so dimensioniert, dass die Regenwassermengen im Normalbetrieb aufgenommen und über die geöffnete Absperrarmatur abgeleitet werden können (Abb. 3). Im Bereich der Befüll-und Entleerleitung sowie der Armaturen wird die Rinne nach den Erfordernissen verbreitert, um auftretende Tropfleckagen an Flanschen zu erfassen. Bei einer auftretenden Leckage würde diese durch das Sensorkabel detektiert und von der Überwachungseinheit gemeldet. Über einen potentialfreien Kontakt wird die Armatur in der Sammelleitung geschlossen. Hierdurch entsteht ein abgeschlossenes System. Dies bedeutet, dass die bei Einsatz des TABS 02-Systems getroffenen Maßnahmen einen gleichwertigen Gewässerschutz bieten, wie nach Ziffer 2.1 des Anhangs zu § 4 VAwS gefordert:
F2 + R2 + I0
Durch den Einsatz von Tabs 02 wird diese ersetzt zu:
F2 + R1 + I1+I2
TABS 02 erfüllt damit:
F2= Flüssigkeitsdichte Fläche für die auftretenden Leckagen
R1= Rückhaltevolumen bis zum Eintreten der Gegenmaßnahmen
I1= Leckage-Meldeeinrichtung
I2= Alarm und Maßnahmenplan für den Leckagefall
Der Betreiber hat so die Möglichkeit, auf die flüssigkeitsdichte Auskleidung des Auffangraumes zu verzichten und gleichzeitig die Forderung der VAwS zu erfüllen.
Zulassungen
Neben der Überwachung von Flachbodentanks können Sensorkabel auch zur Überwachung von Rohrleitungen eingesetzt werden. Hierdurch lassen sich andere aufwendige Lösungen kostengünstig ersetzen. Die gilt insbesondere für Rohrleitungen, die nicht einsehbar oder über unbefestigten Grund verlegt sind.
Alle beschriebenen Systeme sind für den Einsatz der Medien Gefahrenklasse AI, AII, AIII, B sowie Ex-Zone I (Ex SYST Eex ib IIC T4) zugelassen. Durch die wasserbaurechtlichen Zulassungen für TABS 01 und TABS 02 sind keine Eignungsfeststellungen erforderlich.
E cav 255
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