Aufspüren von Gaslecks: Wartungs- und Sicherheitsprobleme im Brennpunkt

Mit über 160.000 Kilometer langen Rohrleitungen aller erdenklicher Art ist die Shell Nederland Raffinaderij im niederländischen Pernis (Rotterdam) die größte Ölraffinerie Europas. Sicherheits- und Umweltaspekte sind fest im gesamten Unternehmen, seinem Qualitätssicherungssystem und in seinen Produktionsmanagementprozessen verankert. Zusätzlich hat Shell eine strenge Sicherheitsrichtlinie eingeführt, bei der die präventive Wartung höchste Priorität besitzt.

Viele chemische Verbindungen und Gase sind für das bloße Auge unsichtbar. Dennoch arbeiten viele Unternehmen vor, während und nach ihren Produktionsprozessen mit solchen Substanzen. Strenge Gesetze und Vorschriften regeln, wie die Unternehmen Lecks, durch die flüchtige gasförmige Substanzen in die Umwelt gelangen, aufspüren, dokumentieren, beheben und melden müssen und wie oft die dafür erforderlichen Maßnahmen ausgeführt werden müssen. Die dafür am häufigsten genutzte Technologie ist der „Analysator für giftige Gase und Dämpfe“ (TVA – ToxicVaporAnalyzer), der auch „Sniffer“-Detektor genannt wird. „Wenn wir nach potenziellen Gaslecks suchen, überprüfen wir alle Systeme an den Stellen, die möglicherweise bereits überprüft oder noch nicht überprüft wurden. Diese Überprüfungen werden regelmäßig ausgeführt und sind nach einer Anlagenabschaltung besonders wichtig.

Bei einer Raffinerie wie unserer bedeutet dies, dass unter anderem zehntausende Rohrleitungen, Absperrhähne, Dichtungen, Ventile und Abfackelvorrichtungen einzeln überprüft werden müssen. Bevor wir die FLIR GasFindIR-Kamera nutzten, konnten wir mit dem TVA-Sniffer-Detektor circa fünfhundert Inspektionen pro Tag ausführen. Mit einer Infrarotkamera kann ein Inspektor jedoch mehr als einhundert Objekte pro Stunde überprüfen. Der wichtigste Grund für den Einsatz dieses Systems ist die Minimierung der Emissionen von Gas und anderen flüchtigen organischen Verbindungen aus unseren Rohrleitungen – insbesondere von (potenziellen) Lecks an Flanschen und anderen Dichtungen“, erklärt Rutger Zoutewelle, Forschungsanalyst bei Shell Pernis.

Sichere Inspektionen

Sicherheit, Effizienz und Profitabilität sind heute die entscheidenden Faktoren für den Unternehmenserfolg. Beim Ausführen von Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten ist es unerlässlich, dass sich die Instandhaltungsingenieure ein möglichst vollständiges Bild vom Zustand der gesamten Anlage verschaffen können. Eine Wärmebildkamera ist ein äußerst wichtiges Instrument zum Aufspüren potenzieller Lecks sowie anderer Schäden und Defekte. Die Erfahrung zeigt, dass bis zu 84 Prozent aller Gaslecks an weniger als einem Prozent aller Anlagenkomponenten auftreten. Das heißt, dass über 99 Prozent aller kostspieligen und zeitaufwendigen Inspektionsinstrumente dafür „vergeudet“ werden, um sichere und leckfreie Komponenten zu überprüfen. Indem wir die FLIR GasFindIR-Kamera in diesem Sektor einsetzen, können wir enorme Zeit- und Personaleinsparungen erzielen.

Die derzeit genutzten Technologien können die Inspektoren nicht nur unsichtbaren und potenziell gesundheitsschädlichen Chemikalien aussetzen, sondern liefern bei Wind und anderen ungünstigen Wetterverhältnissen oftmals nur unpräzise Messergebnisse. Darüber hinaus können Sie uns nur etwas über die bereits erkannten Prüfpunkte sagen und liefern uns auch nur innerhalb der unmittelbaren Umgebung des Inspektors Messwerte. Die von der FLIR GasFindIR-Kamera genutzte Infrarottechnologie zeigt Gasemissionen als Rauchfahnen an. Wenn mit diesem Instrument ein Leck aus sicherer Entfernung erkannt wurde, lässt sich der prozentuale Konzentrationsanteil der Substanz mit dem TVA-Detektor ermitteln. Rutger Zoutewelle sagt: „Wir haben durch unsere Kollegen in Houston von der FLIR GasFindIR-Kamera erfahren. Im Vergleich zu unseren bisherigen Prüfverfahren bietet uns die Kamera bei unseren Inspektionen zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlicheren Technologien. Die Kamera ist ein schnell und berührungslos einsetzbares Messinstrument, das sich auch an schwer zugänglichen Orten nutzen lässt. Außerdem bietet Sie uns Vorteile in puncto Sicherheit und Umwelt.“

Vorteile

Das Herz der GasFindIR-Kamera ist ein gekühlter Indium-Antimonide-(InSb)-Detektor. Dieser Detektor liefert gestochen scharfe Bilder mit einer hohen Detailfülle. Die Kamera wiegt nur 2,5 kg, wurde speziell für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen entwickelt und lässt sich innerhalb einer breiten Betriebstemperaturspanne von -15 °C bis 50 ° C nutzen. Sie erzeugt Echtzeit-Infrarotbilder im weitverbreiteten PAL-Format. Sie hat eine Industrie-Stoßfestigkeit von 40 G. Die Kamera kann 20 verschiedene Gase in Echtzeit erkennen, die als „schwarzer Rauch“ auf dem Display angezeigt werden. Diese Eigenschaften bedeuten, dass sich damit kilometerlange Rohrleitungen aus sicherer Entfernung überprüfen lassen. Rutger Zoutewelle sagt: „Die meisten Rohrleitungen, Flansche, Ventile und anderen Anschlüsse in petrochemischen Anlagen sind dicht und funktionieren einwandfrei. Dennoch können bestimmte Faktoren, die sich nicht kontrollieren lassen, dazu führen, dass ein geringer Teil dieser Komponenten nicht vollständig dicht ist oder nicht ganz einwandfrei funktioniert.

Aufgrund der positiven Erfahrungen, die unsere Kollegen aus der Raffinerie in Houston beim Aufspüren von Lecks gemacht hatten, beschloss Shell Pernis, diese Technologie ebenfalls bei sich einzuführen.“ Jeder, der dieses System einsetzen soll, muss einen kurzen Schulungskurs besuchen und sich anschließend einige Tage lang in der Praxis damit vertraut machen, damit er über die dafür erforderlichen Kenntnisse und Erfahrungen verfügt. Doch sobald man die Kamera professionell bedienen und anwenden kann, bietet sie zahlreiche Vorteile. Die Kamera wird ständig in der Raffinerie und immer nach einer Anlagenabschaltung genutzt. Sie ist ein unverzichtbares Instrument und eine großartige präventive Wartungslösung.“

Eine clevere Lösung

Der Vor-Ort-Einsatz von Wärmebildtechnik kann hohe Ansprüche an die Ausrüstung und an den Benutzer stellen: Oftmals muss ein Sicherheitsabstand zur überprüften Anlage eingehalten werden, und in anderen Fällen kann das Problem darin bestehen, wie man nahe genug an die zu überprüfende Anlage herankommt. Dann darf man nicht vergessen, dass Herumklettern ebenfalls mit zur Arbeit gehört und die Inspektion einer großen Anlage mehrere Stunden dauern kann. Deshalb sind das Gewicht und die Größe der Instrumente, die die Inspektoren den ganzen Tag mit sich herumtragen müssen, wichtige Faktoren. „Die GasFindIR-Kamera leistet einen wichtigen Beitrag für die Sicherheit und den effektiven Betrieb unserer Anlagen. Sie liefert uns direkte und aussagekräftige Ergebnisse, auf die wir uns stets verlassen können“, sagt Rutger Zoutewelle abschließend. „Das erweist sich vor allem beim Überprüfen von Hochdrucksystemen als nützlich, bei denen das Leckentstehungsrisiko am größten ist. Hier ist die Kamera für uns zu einem unentbehrlichen Instrument geworden.“

Mit der Kamera lässt sich eine Anlage auf viele verschiedene Arten sicher überprüfen. Der Einsatz von Wärmebildtechnik ist mit mehreren bedeutenden Vorteilen verbunden. Dazu gehört die Tatsache, dass die Anlage zur Überprüfung nicht abgeschaltet werden muss, Messungen jederzeit, schnell und mit relativ geringen Kosten vorgenommen werden können und – was letztlich am wichtigsten ist – sich Probleme frühzeitig erkennen lassen.

Mit einer GasFindIR-Kamera kann ein Inspektor mehr als einhundert Objekte pro Stunde überprüfen. Der wichtigste Grund für den Einsatz dieses Systems ist die Minimierung der Emissionen von Gas und anderen flüchtigen organischen Verbindungen aus unseren Rohrleitungen.