Allgemeines zu Normen, Vorschriften und notwendigen Qualifikationen zur Installation, Inbetriebnahme und Wartung von Leckanzeigersystemen

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1 Allgemeines zu Normen, Vorschriften und notwendigen Qualifikationen zur Installation, Inbetriebnahme und Wartung von Leckanzeigersystemen Der Regelungen zum Einsatz von Leckanzeigersystemen basieren im Wesentlichen auf die Vorschriften aus dem - Baurecht, enthält u.a. Regelungen für Zulassungen für Leckanzeiger und andere Komponenten, zuständig hierfür ist das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) - Wasserhaushaltsgesetz (WHG), enthält z.b. Regelung zu Fachbetrieben ( Anlagen dürfen nur von Fachbetrieben eingebaut, aufgestellt, instand gehalten, instand gesetzt und gereinigt werden ) - Arbeitsschutzrecht, enthält u.a. die Betriebssicherheitsverordnung (BetrsichV), z.b. Regelungen zum Ex- Schutz Technische Vorgaben für Leckanzeigesysteme sind in den Zulassungsgrundsätzen des DIBt und in der Norm DIN EN Teil 1-7 geregelt Teil 1: Allgemeine Grundsätze Teil 2: Über- und Unterdrucksysteme, Anforderungen für Klasse I Geräte Teil 7: Allgemeine Anforderungen und Prüfverfahren für Überwachungsräume, Leckschutz-auskleidungen und Leckschutzummantelungen Klassen der Leckanzeigersysteme: Klasse I: Systeme dieser Klasse zeigen ein Leck oberhalb oder unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in einem doppelwandigen System an. Sie zeigen ein Leck an, bevor irgendein Produkt in die Umwelt eindringen kann (z. B. Unter- und Überdruck-Systeme). Klasse II bis Klasse V: Systeme dieser Klassen zeigen Leckagen bzw. Flüssigkeitsverluste oberhalb und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels an, es besteht die Möglichkeit, dass Flüssigkeit in die Umwelt austritt. Wichtige Anforderungen an Leckanzeiger: - Ein Leck muss durch optischen und akustischen Alarm angezeigt werden - Leckanzeigesysteme und/oder deren Teile, die für den Einbau in explosionsgefährdeter Atmosphäre gedacht sind, müssen explosionsgeschützt sein - Die Betriebsbereitschaft muss angezeigt werden, z. B. durch ein grünes Licht - Der optische Alarm muss angezeigt werden, z. B. durch ein rotes Licht, und darf nicht abschaltbar sein. Der akustische Alarmgeber muss abschaltbar sein - Steckverbindungen oder Schalter in der elektrischen Zuleitung sind nicht zulässig. - Max. Überwachungsraumvolumen pro Leckanzeiger: bei Tanks 8m³, bei Rohrleitungssystemen 10m³ - Pumpenförderleistung (Nachspeiserate): 85 +/-15 l/h - Farbliche Festlegung der Verbindungsleitungen: Messleitung rot; Saug- oder Druckleitung weiß oder glasklar; Auspuffleitung (bei Unterdrucksystemen) grün - Unterdruckleckanzeiger dürfen nur für einen Tank bzw. Rohrleitung eingesetzt werden, Überdrucksysteme hingegen können über geeignete Verteilersysteme mehrere Überwachungsräume gleichzeitig überwachen - Innendruchmesser der Verbindungsleitungen zwischen Leckanzeiger und Überwachungsraum: - Überwachungsmedium Luft: Ø 6mm - Überwachungsmedium Stickstoff Ø 4mm

2 - Zur Sicherstellung der Alarmabgabe im Falle einer Undichtigkeit ist die maximal zulässige Behälterhöhe bzw. Durchmesser, auch bedingt durch die Dichte der Lagerflüssigkeit, begrenzt. Der Alarmdruck (Einstellwert Alarm Ein P AE) muss mindestens um 30 mbar über dem maximalen Druck, der durch den Inhalt des Tanks bei max. Füllstand erzeugt wird, liegen Dies gilt auch Unterdruck Leckanzeigesysteme an doppelwandigen Rohrleitungen in Bezug auf die zulässige vertikale Höhe h zwischen tiefstem Punkt der Rohrleitung und der Flüssigkeitssperre in der Saugleiter des Leckanzeigers. Die Berechnung hat nach Formel 1 zu erfolgen. In anderen Fällen muss die Saugleitung des Leckanzeigers bis zum Behälterboden geführt sein. Formel 1: Berechnungsformel zur max. zulässigen Behälterhöhe bzw. Behälterdurchmesser (h max ) h max( Meter) PAE 30 P * g *10 P AE ρ P g = Alarmeinschaltwert (mbar) = Dichte des gelagerten Produktes (kg/dm³) = Erdbeschleunigung (9,81 m/s²) (Bsp. Behälter DIN 6608, 2,90m Durchmesser, Dichte 1,04 kg/dm³ > Alarmdruck P AE 325mbar) - Überdrucksysteme für Rohrleitungen: Der Alarmschaltpunkt muss um mindestens 0,1 MPa (1 bar) höher sein als der maximale Arbeitsdruck des Innenrohres Angaben nur auszugszugsweise, ohne Gewähr, Stand 02/2013

3 Aufbauübersicht eines Leckanzeigesystems nach dem Über- / Unterdruckprinzip (Klasse I) Abbildung 1: Überdruckleckanzeiger an doppelwandigem Stahltank Abbildung 2: Unterdruckleckanzeiger an einwandigem Stahltank mit flexibler Leckschutzauskleidung Teilebeschreibung: 1. Überdruckleckanzeiger (z.b. Typ D9) 11. Innenmantel des doppelwandigen Behälters 2. Optische Anzeigen (je nach Hersteller), 12. Überwachungsraum grüne Betriebsleuchte, rote Alarmanzeige 3. Schalter Alarmton deaktivieren (je nach 13. Unterdruckleckanzeiger Hersteller) 4. Anschluss Druckmessgerät am Stutzen der 14. Saugleitung Farbkennzeichnung weiß oder Messleitung transparent 5. Be- / Entlüftungseinrichtung am Stutzen der 15. Auspuffleitung, nur bei Unterdruckleckanzeiger Druck- / Saugleitung erforderlich, Farbkennzeichnung grün 6. Behälter für Trockenfilter (nur bei 16. Flüssigkeitssperre, nur bei Überdruckleckanzeiger) Unterdruckleckanzeiger erforderlich 7. Messleitung Farbkennzeichnung rot 17. Zwischenlage, bildet zugleich Überwachungsraum 8. Druckleitung Farbkennzeichnung weiß oder 18. Saugleitung bis zum Behältertiefpunkt, transparent nicht perforiert 9. Kondensatgefäß an den jeweiligen Tiefpunkten 19. Ansaugleitung entlang der Längsachse auf der der Verbindungsleitungen (bei Behältersohle verlegt, muss perforiert sein Unterdruckleckanzeiger erforderlich, bei Überdruckgeräten empfohlen) 10. Außenmantel des Behälters 20. Leckschutzauskleidung

4 Überdruckleckanzeiger an doppelwandiger Rohrleitung Überwachungsmedium Inertgas (z.b. N2) Grundsätzliches / Vorteile beim Einsatz von Inertgas als Überwachungsmedium - Über Verteiler mehrere Rohrleitungen mit einem Leckanzeiger überwachbar (max. Überwachungsraumvolumen pro Leckanzeiger bis 10m³, typenabhängig) - Vorteil bei Überwachungsmedium Stickstoff: kein O 2 keine Korrosion, Überwachungsraum ist ex-geschützt - Nachteil bei Luft: erhöhte Gefahr von Kondensatbildung, bei FP 55 o C und Permeation Ex-Schutz erforderlich - Im Leckfall bleibt Überwachungsraum üblicherweise trocken - Alarmschaltwert (P AE ) min. 1 bar über Betriebsdruck Abbildung 3: Überdruckleckanzeiger ohne Nachspeisung - nur unterirdisch (ASF D25) Abbildung 4: Überdruckleckanzeiger mit Nachspeisung - ober- und unterirdisch (ASF D26)

5 Unterdruckleckanzeiger an doppelwandiger Rohrleitung Grundsätzliches / Vorteile beim Einsatz von Unterdruckleckanzeigern bei Rohrleitungen - Ex-geschützte Ausführung bei Flammpunkt 55 o C erforderlich - Beständigkeit Leckanzeiger / Verbindungsleitungen gegenüber Fördermedium - Nur ein Überwachungsraum pro Leckanzeiger zulässig - Viskosität darf mm²/sec nicht übersteigen. - Einbau von Flüssigkeitssperre und Kondensatabscheidern notwendig - Im Leckfall wird der Überwachungsraum mit Leckflüssigkeit (Fördermedium) gefüllt. - Bei Betriebsdrücken im Innenrohr, die die zulässige Überdruckfestigkeit des Leckanzeigers übersteigen, sind zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich (z.b. Einbau eine Magnetventils am Anschluss der Leckanzeiger Saugleitung an der Rohrleitung, welche bei auftrtendem Alarm sofort schließt). Abbildung 5: Unterdruckleckanzeiger V8 an doppelwandiger Rohrleitung Vakuum Leckanzeiger (z.b. ASF V8) Entlüftungseinheit Flüssigkeitssperre Innen Ø Verbindungsleitungen 6 mm Auspuffleitung Kondensatgefäss Saugleitung Flüssigkeitssperre unmittelbar nach T-Abzweig montiert Messleitung L = horizontale Länge (Volumen) der Messleitung muss min. 50% der gesamten Messleitung betragen (ggf. Volumengefäss einbauen) Max. Höhe h je nach Alarmschaltwert Test Ventil Anschlüsse Doppelwandige Rohrleitung

6 Alarmfunktion Überduckleckanzeiger: Merke: Überdrucksysteme erkennen einen Alarm durch Druckabfall im Überwachungsraum - NUR Luftleck - Bei Leckage strömt das Überwachungsmedium aus dem Überwachungsraum aus in den Tankinnenraum oder nach Aussen. - Der Überwachungsdruck im ÜR wird abgebaut (Druck fällt ab). Die Pumpe baut den Überdruck bis zum Einstellwert Pumpe Aus wieder auf. - Ist die Undichtigkeit zu groß, kann die Pumpe diesen nicht mehr ausgleichen, der Druck fällt weiter ab bis zum Schaltwert Alarm Ein Alarmfunktion Unterdruckleckanzeiger: Merke: Unterdrucksysteme erkennen einen Alarm durch Druckanstieg (Vakuum wird abgebaut) im Überwachungsraum Bei Luftleck (überhalb des Flüssigkeitsspiegels oder durch Aussenwand) - Leckageluft wird durch den Unterdruck in den Überwachungsraum gesaugt - Druck im ÜR steigt an (Unterdruck wird abgebaut) Die Pumpe evakuiert den UR bis zum Einstellwert Pumpe Aus. - Ist die Undichtigkeit zu groß, kann die Pumpe diesen nicht mehr ausgleichen, der Druck steigt weiter an bis zum Alarmschaltpunkt. (5) (4) (6) Bei Flüssigkeitsleck (unterhalb des Flüssigkeitsspiegels) - Flüssigkeit wird durch den Unterdruck in den Überwachungsraum gesaugt (2). - Hochdrucksysteme (Saug- und Meßleitung an der Behälteroberseite): Durch die Volumenreduzierung steigt der Druck im ÜR an (Unterdruck wird abgebaut). Die Pumpe baut den Unterdruck wieder auf, Flüssigkeit wird weiter eingesaugt. Der Vorgang wiederholt sich, bis der ÜW nach und nach mit Flüssigkeit gefüllt ist (3). - Wenn der Flüssigkeitsstand die Öffnung der Saugleitung erreicht (4), wird Flüssigkeit in die Saugleitung eingesaugt, die (Luft-) Verbindung der Saugleitung zur Messleitung wird getrennt. Die Flüssigkeitssperre wird gefüllt bis das Schwimmerventil schließt (5). Die Pumpe ist weiter in Betrieb, der erzeugte Unterdruck hält die Flüssigkeitssäule am geschlossenen Schwimmerventil. - In der Messleitung ist weiterhin ein Unterdruck vorhanden, Flüssigkeit wird weiter in die Messleitung gesaugt, bis durch die Volumenänderung der Druck in der Messleitung bis zum Alarmschaltpunkt ansteigt (6). - Niederdruckdrucksysteme (Saugleitung bis zum Tiefpunkt des Behälters) Die Leckflüssigkeit wird sofort durch die Öffnung der Saugleitung am Tiefpunkt des ÜW gesaugt (7), füllt und schließt die Flüssigkeitssperre (5) und trennt die (Luft-) Verbindung zum Überwachungsraum. - Der verbleibende Unterdruck im ÜW saugt weiter Leckflüssigkeit in den ÜW, Volumen wird reduziert, Druck im ÜW steigt an bis zum Einstellwert Alarm Ein (8). (3) (5) (2) (2) (3) (7) (8)

7 Überdruck Funktionsablauf Inbetriebnahme, Normalbetrieb und Alarmsteuerung anhand des Beispiel eines Überdruckleckanzeigers mit integrierter Pumpe Max. zul. Druck im Überwachungsraum Überdruckventil Pumpe (P PSV ) Pumpe AUS (P PA ) Schaltpunkte Pump EIN (P PE ) Alarm AUS (P AA ) Alarm EIN (P AE ) Hydrostatischer Druck im Tank Umgebungsdruck Inbetriebnahme Normalbetrieb, minimale Undichtigkeit wird durch Pumpe ausgeglichen Größere Leckage im System, Pumpe kann diese nicht mehr ausgleichen, führt zur Alarmabgabe

8 Grundsätzliche Merkmale zum Einsatz von Überdruckleckanzeigern - Der Anwendungsbereich von Überdruckleckanzeigern ist vorwiegend limitiert durch die maximal zulässigen Überdrücke im Überwachungsraum (z.b. EN Typ A: max. 0,4bar, EN Typ B: 0,6bar) bzw. durch die Betriebsdrücke bei Rohrleitungen (z.b. Kunststoffrohre). - Der Überwachungsraum darf keine Leckanzeigeflüssigkeit enthalten. - Überdrucksysteme erfordern geringeren Installationsaufwand als bei Unterdrucksystemen (keine Auspuffleitung, keine Flüssigkeitssperre erforderlich). - Über ein Verteilersystem können mehrere Überwachungsräume gleichzeitig mit einem Leckanzeiger überwacht werden (nur bei unterirdischen Behältern). - Mit Überdrucksystemen können unter Beachtung der erforderlichen Explosionsschutzmaßnahmen auch entzündliche, leicht- und hochentzündliche Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt 55 C überwacht werden. - Die zulässigen Betriebs- / Überwachungsdrücke der Behälter / Rohrleitung müssen beachtet werden. - Das Überwachungsmedium des Leckanzeigers muss eine minimale Luftfeuchtigkeit ausweisen, z.b. durch Verwendung von Lufttrocknern, die entsprechend gewartet werden müssen. Bei höheren Drücken wird üblicherweise Stickstoff verwendet. - Das Reaktionsverhalten des Überwachungsmediums mit dem Lagermedium ist zu beachten, ggf. ist hier ein Inertgas als Überwachungsmedium zu verwenden. - Das Leckanzeigesystem muss mit einer Überdrucksicherung ausgestattet sein. - Im Leckfall bleibt der Überwachungsraum üblicherweise trocken. - Bei der Überwachung von Rohrleitungen mit Überdruck sind die Grenzen entsprechend Art.3 Absatz 3 der Druckgeräterichtlinie zu beachten. - Die spezifischen Zulassungsbestimmungen des Leckanzeigers sowie des Behälters / Rohrleitung sind zu beachten. Dies gilt auch für die Einsatzgrenzen im Hinblick auf die Dichte der Lagerflüssigkeit und der maximal zulässige Druck im Überwachungsraum. Grundsätzliche Merkmale zum Einsatz von Unterdruckleckanzeigern - Mit Unterdruckleckanzeigern können Behälter mit flexibler Innenhülle, aber auch große / hohe Behälter überwacht werden, hierbei muss die Saugleitung zum tiefsten Punkt des Überwachungsraumes geführt werden. - Zur Überwachung von entzündlichen, leicht- und hochentzündlichen Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt 55 C sind Leckanzeiger mit entsprechendem Ex-Schutz zu verwenden. - In der Saugleitung ist eine Flüssigkeitssperre einzubauen. - Der Leckanzeiger sowie die Verbindungsleitungen müssen auf Beständigkeit gegen das zu lagernde Medium geprüft werden. - Bei Unterdruckleckanzeigersystemen darf nur ein Überwachungsraum pro Leckanzeiger überwacht werden. - Die Viskosität darf mm²/sec nicht übersteigen. - Rohrleitungen können durch Unterdruckleckanzeiger überwacht werden, sofern dieser für die möglichen Betriebsdrücke und Flüssigkeiten ausgelegt ist und die Zulassung der Rohrleitung den Einsatz erlaubt. - Doppelwandige Behälter die bisher mit Lecküberwachungsflüssigkeit überwacht wurden (EN13160, Klasse II), können nach Absaugen einer bestimmten Menge der Leckageflüssigkeit zukünftig durch Unterdruckleckanzeiger überwacht werden. - Die Abluft des Leckanzeigers ist mit einer Auspuffleitung zu versehen, kann diese nicht in den Behälter zurückgeführt werden (z.b. bei Behältern mit Überdruck), ist hier zusätzlich eine Ablufteinheit zu installieren. - Sollte die Saug-, Meß-, oder Druckleitung nicht mit stetigem Gefälle vom Leckanzeiger zum Überwachungsraum verlegt werden können, so sind an den jeweils tiefsten Punkten der Verbindungsleitung zusätzliche Kondensatgefäße einzubauen. - Im Leckfall wird der Überwachungsraum mit Leckflüssigkeit gefüllt. - Die spezifischen Zulassungsbestimmungen des Leckanzeigers sowie des Behälters / Rohrleitung sind zu beachten. Dies gilt auch für die Einsatzgrenzen im Hinblick auf die Dichte und Viskosität der Lagerflüssigkeit.