Um Unfällen in Chemieanlagen vorzubeugen, hat Hy-Lok D seine Kugelhähne auf ihre funktionale Sicherheit prüfen lassen. Hier abgebildet ist die Serie 102.

Bild: Hy-Lok

Kugelhähne bis SIL 4 zugelassen Zertifizierte Betriebssicherheit in der Chemieproduktion

29.04.2019

Katastrophen aufgrund von Störfällen in chemischen Produktionsanlagen sind ein Schreckensszenario für Sicherheitsingenieure und das Management von Chemieunternehmen. Hy-Lok D hat seine Kugelhähne vom TÜV nun nach dem Konzept des Safety Integrity Level (SIL) bewerten lassen.

Die Ursachen für Unfälle in Chemieanlagen sind häufig banal, wie die größte Chemiekatastrophe der Geschichte in Bhopal 1984 gezeigt hat. Der wahrscheinliche Grund waren veraltete, nicht mehr funktionstüchtige Ventile, die zu einem unkontrollierten Wassereintritt in den Autoklaven führten. Die Folge war eine Kette von unkontrollierten, chemischen Reaktionen und eine Verpuffung von ätzendem Methylisocyanat. Über 3.000 Menschen starben, es gab über 500.000 Verletzte.

In Europa führte die Dioxin-Katastrophe in Seveso 1976 zu einer Neufassung der EU-Richtlinie zur Beherrschung von Gefahren bei schweren Unfällen mit gefährlichen Stoffen, die zu einer wesentlichen Verbesserung der Sicherheitsstandards in chemischen Produktionsanlagen in Europa führte. Dennoch sind Ausfälle sicherheitsrelevanter Bauteile in der chemischen Produktion bis heute nicht auszuschließen.

Zu welchen Folgen ungenügende anlagenseitige Sicherheitsvorkehrungen führen, zeigen die Unfälle der jüngeren Vergangenheit im Chemiepark Marl oder die vielen noch bewusste Sandoz-Katastrophe, als bei der Vergiftung des Rheins auf einer Strecke von über 400 km fast sämtliche Fische starben. Neben dem Schicksal von Toten, Verletzten und massiven Umweltschäden führen Unfälle zu erheblichen finanziellen Belastungen und einem immensen Imageschaden für die betroffenen Unternehmen.

Das Safety-Integrity-Level-Konzept

Die weiterentwickelte Seveso-Richtlinie 96/82/EG mündet in dem neuen Sicherheitskonzept des sogenannten Safety Integrity Level (SIL) zur funktionalen Sicherheit von mechanischen Komponenten gemäß IEC 61508 (EN 61508). Sie bietet Ingenieuren eine berechenbare Größe bei der Konstruktion von sicherheitsrelevanten Bauteilen und Einrichtungen in chemischen Anlagen auf der Basis von Ausfallwahrscheinlichkeiten.

Die Gefahrenanalyse für überwachungspflichtige Anlagen nach den Technischen Regeln für Betriebssicherheit (TRBS) bestimmt die erforderlichen Zulassungen und die nach dem erforderlichen SIL-Level einzusetzenden Komponenten, wobei SIL 4 die höchste Stufe der Sicherheitsintegrität und SIL 1 die niedrigste darstellt. Hohe Stufen der Sicherheitsintegrität sind in der Regel vorgeschrieben für Anlagen, in denen mit giftigen, ätzenden oder brennbaren Stoffen gearbeitet wird.

Einsetzbar bis SIL 4

Hy-Lok D hat seine häufig in sicherheitstechnischen Anwendungen eingesetzten Kugelhähne mit pneumatischem Antrieb der Serien 102, 105 und SO vom SGS-TÜV Saar nach SIL bewerten lassen. Die Kugelhähne mit pneumatischem Antrieb sind nach SIL 2 zertifiziert und als mechanische Komponenten in Prozessen zugelassen, die aufgrund der Gefahrenanalyse nach SIL-Stufe 2 klassifiziert sind. Durch redundante Auslegung der Anlage mit zwei Ventilen in Reihen- oder Parallelschaltung oder anlagenseitig zu installierende, regelmäßige Teilhubtests erfüllen die Bauteile auch die Sicherheitsintegritätsstufen 3 und 4.

Eingesetzt werden die pneumatisch angetriebenen Kugelhahnventile zum teilweisen oder vollständigen Verschließen oder Öffnen von Rohrleitungen. Damit werden beispielsweise der Austritt von Stoffen in die Umgebung verhindert, inerte Gase oder Flüssigkeiten zum Stoppen unerwünschter Reaktionen in Prozesse eingeleitet oder Stoffe kontrolliert in Sicherheitsbehälter ausgeleitet.

Technische Daten im Überblick

Die Kugelhähne der Serien 102, 105 und SO sind als Zwei-Wege-Ausführung in gerader sowie in Eckform oder als Drei-Wege-Ausführung mit Eingang unten oder seitlich konstruiert. Ihre Daten im Überblick:

  • Gehäuse: Edelstahl 316 oder Alloy 400

  • Druck (Sitz PEEK): bis zu 690 bar (10.000 psi) bei 21 °C (70 °F)

  • Temperatur (Sitz PVDF): von -30 bis 130 °C (-22 bis 265 °F)

  • Temperatur (Sitz PEEK): von -54 bis 260 °C (-65 bis 500 °F)

Prüfungen

  • Stickstoff bei 69 bar (1.000 psi) mit einer maximalen Leckrate von 0,1 Ncm3/min

  • Hydrostatischer Test des Gehäuses mit 1,5-fachem zulässigem Arbeitsdruck

  • ISO 15848

  • VDI 2440

  • Safety Integrity Level (SIL) 2

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  • Die Kugelhahn-Serien 105 ...

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  • ... und SO von Hy-Lok D.

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