Bei der Vielzahl von Druckentlastungseinrichtungen, die einen Prozess absichern, ist es oft nicht auf Anhieb ersichtlich, wo ein Druckabfall im System seinen Ursprung hat. Die Folgen für die Umwelt, das Personal, die Anlage und das Fertigungsbudget können jedoch verheerend sein, wenn die Reaktion auf einen Störfall nicht schnell genug erfolgt. Alarmgeber sind zuverlässige und preiswerte Hilfsmittel und können langwierige und teure Stillstände verhindern.
Alarmgeber sind effektive Hilfsmittel zur Erfassung des Ansprechens einer Berstscheibe oder des Öffnens eines Sicherheitsventils. Sie werden auf der Abblaseseite von Berstsicherungen oder Sicherheitsventilen installiert. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten. Eine Bauform basiert auf dem Zerstören einer Leiterbahn und damit des Alarmgebers selbst. Beim Ansprechen bzw. Öffnen der Sicherheitseinrichtung zerstört das austretende Medium die stromführende Membran des Alarmgebers. Der in der Membran fließende Ruhestrom wird dabei unterbrochen. Dies wiederum induziert über einen Trennschaltverstärker ein Signal in der Systemsteuerung. Dieses Signal kann zum Ausschalten von Pumpen, Schließen von Ventilen oder zur Alarmierung genutzt werden.
Eine weitere Ausführung von Alarmgebern nimmt für die Alarmierung induktive Näherungsschalter (z. B. von Pepperl + Fuchs) zur Hilfe. Diese Alarmgeber benötigen neben dem Initiator, der auf der Berstscheibe appliziert ist, einen Näherungsschalter, der abblaseseitig in einem Halter installiert ist. Die Schaltfahne dämpft den Schalter im Ruhezustand. Dies bedeutet, dass die Schaltfahne das von dem Schalter ausgesandte Schwingungsfeld beeinflusst. Diese Beeinflussung wird vom System als Normzustand angesehen – der Alarmgeber ist sozusagen scharf. Sobald sich die Alarmgeberfahne aus der Ursprungsstellung bewegt (Schaltabstand 4 mm), verändert sich das Schwingungsfeld. Diese Veränderung detektiert der induktive Näherungsschalter und löst die Meldung eines Fehlers bzw. das Ansprechen der Berstscheibe aus.
Die richtige Wahl
Welcher Alarmgeber letztendlich zum Einsatz kommt, hängt stark vom Prozess und auch vom Wunsch des Kunden ab. Oft ist die Berstscheibe, die in einem Halter zum Einsatz kommt, das Maß der Dinge. Das komplette Paket aus Berstscheibe, Halter und induktivem Näherungsschalter ist sehr robust, weshalb beim Ein- und Ausbau nicht die Gefahr der Beschädigung des Alarmgebers besteht.
Wo allerdings der Bauraum für den Einsatz der Berstscheibe auf wenige Millimeter Bauhöhe begrenzt ist oder die Wahl des Berstscheibentyps den Einsatz eines induktiven Näherungsschalters unmöglich macht, kommen Alarmgeber mit Membran zum Einsatz. Die Leiterbahn ist hierbei entweder in eine Berstscheibe integriert, als Alarmgebermembran ausgeführt oder auf einer Peek-Membran als dünne Silberschicht aufgedampft. Welche Bauform der Anwender wählt, hängt wiederum vom Einsatzfall ab. Wenn keine korrosiven Stoffe oder Gegendrücke durch Blow-Down-Systeme o. ä. auf der Abblaseseite der Berstscheibe/des Sicherheitsventils zu erwarten sind, kann ein Standard-Alarmgeber mit einer auf eine vorgeschlitzte Peek-Folie aufgedampften Silberleiterbahn gewählt werden (z.B. Typ SVT 02 von Striko Verfahrenstechnik).
Eine Weiterentwicklung des Alarmgebers SVT 02 ist der Leckagemelder SVT 05. Durch eine zusätzliche, sehr dünne Dichtmembran vor der geschlitzten Alarmgebermembran kann sich bei undichten Berstscheiben oder Sicherheitsventilen langsam ein Druck zwischen dem Leckagemelder und der Entlastungseinrichtung aufbauen. Wird der Druck groß genug, zerreißt die gewölbte Dichtfolie die sich direkt dahinter befindende Alarmgebermembran. So werden Leckagen, die ansonsten unentdeckt blieben, effektiv detektiert. Der hierfür notwendige Druck liegt unterhalb von 0,3 bar.
Können Korrosion oder Gegendruck nicht ausgeschlossen werden, greift man auf den Vollmetallalarmgeber SVT AM zurück, dessen Leiterbahn von einer Metallmembran gebildet wird. Die Metalle hierfür sind nahezu frei wählbar. Voraussetzung für den Einsatz als Alarmgebermembran ist die Verfügbarkeit der Metallfolie in einer bestimmten Materialstärke und das Vermögen der Folie, per Laser zugeschnitten zu werden. Vollmetallalarmgeber werden üblicherweise aus Edelstahl 1.4310 hergestellt. Aber auch Hastelloy C276, Tantal und sogar Silber gehören bei den Alarmgebermaterialien zum Standard. Der SVT AM kann auch als Niederdruck-Alarmgeber ausgeführt werden. Der Ansprechdruck liegt hier bei unter 10 mbar.
Alarmgeber in Membranausführung müssen bestimmungsgemäß nach dem Ansprechen ersetzt werden. Bei einem Prozess, der erwartungsgemäß zu unerwünschten Überdrücken neigt, kann es günstiger sein, Berstscheiben mit Alarmgeberfahne und einen Halter mit induktivem Näherungsschalter einzusetzen.
Üblicherweise können Alarmgeber mit allen Berstsicherungstypen aus Metall oder Grafit kombiniert werden. Hier spielt es keine Rolle, welches Berstscheibenfabrikat vor dem Alarmgeber installiert wird. Auch der Einsatz auf der Abblaseseite von Sicherheitsventilen ist, wie oben bereits angedeutet, jederzeit möglich.
Durch die geringe Bauhöhe von nur 5 mm ist der Einbau in ein bestehendes Rohrleitungssystem auch nachträglich möglich, da Alarmgeber lediglich die abblaseseitige Dichtung zum Flansch ersetzen. Mögliche Dichtungsmaterialien sind Grafit, Klingersil C-4400, Garlock Gylon blau oder PTFE. Nicht eingesetzt werden können Dichtungen mit Spießblecheinlage. Je nach Anwendung können jedoch auch spezielle Dichtungen verwendet werden, was im Einzelfall mit dem Hersteller zu klären ist.
Generell ist Flexibilität gefordert. Anlagenbetreiber haben beispielsweise beim Einsatz von Standard-Alarmgebern immer wieder Probleme mit Fehlalarmen. Häufig stellt sich dann heraus, dass aufgrund von starken Druckschwankungen nur ein Vollmetallalarmgeber zum Einsatz kommen kann oder aufgrund von Korrosivität der Medien auf der Abblaseseite spezielle Materialien eingesetzt werden müssen. Striko Verfahrenstechnik kann auch derartige Sonderbauteile nach einer kurzen Entwicklungszeit zur Verfügung stellen.
Unkompliziert einsetzbar
Alarmgeber mit einer Leiterbahn gelten, so sie an einen Ruhestromkreis mit nicht mehr als 50 mA angeschlossen werden, als einfache elektrische Betriebsmittel, die die Anforderungen nach Abs. 5.4 der Norm EN 50020 „Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche – Eigensicherheit i“ und nach Abs. 12.2.1 zweiter Satz der Norm DIN EN 60079–14, VDE 0165 Teil 1, „Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen“ erfüllen. Somit ist die Zertifizierung nach oben genannten Richtlinien nicht notwendig.
Diese Alarmgeber fallen auch nicht unter den Geltungsbereich der Richtlinie 94/9/EG (Atex), da sie keine eigene potenzielle Zündquelle aufweisen. Die induktiven Näherungsschalter werden mit den notwendigen Zertifikaten für den Einsatz in Ex-geschützten Zonen ausgeliefert. Der Einsatz von Alarmgebern bzw. Leckagemeldern stellt somit eine für den Anwender einfache und zuverlässige Möglichkeit dar, Unregelmäßigkeiten von Prozessen zu detektieren.
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