Det er meget vigtigt at vælge de rigtige komponenter til automationsopgaver i driftsprocesser, hvor der gøres brug af oxygen. Få mere at vide om Bürkerts løsninger på området, og hvordan de bidrager til din processikkerhed.
Bürkert-løsninger til brug i processer med oxygen
Har du kendskab til vores program af magnetventiler, proportionalventiler og procesventiler, der kan anvendes sammen med oxygen? Dan dig et overblik her, og kontakt os endelig, hvis du har brug for vejledning til at vælge det produkt, der er mest velegnet til dit anlæg. Du kan også meget nemt bestille i vores eShop:
Men hvorfor er det nødvendigt med specielle løsninger til automationsopgaver med oxygen? Det kan du få mere information om her.
Oxygen er en gas, der under atmosfæriske forhold (T = 18 °C, p = 760 mm Hg) er uden farve, lugt og smag. Det har en andel på 21 volumenprocent i atmosfæren.
Under bestemte forudsætninger reagerer oxygen let med de fleste grundstoffer og danner tilsvarende oxider. Oxygen er desuden nødvendigt for at der kan finde en forbrænding sted. I forbindelse med olie og fedt eller tekstiler, der er snavet til hermed, f.eks. på rengøringsudstyr, kan oxygen forårsage en selvantændelse.
Oxygen er et uundværligt hjælpemiddel i mange forskellige brancher og processer.
Lad os blot nævne nogle få eksempler, hvor mediet anvendes:
inden for metaludvinding, i støberier og fødevareindustrien
inden for vandteknik under vandbehandlingen og som oxidationsmiddel
inden for medicin som respirationshjælp
ved ekspeditioner under vand
i rumfarten som oxidationsmiddel i raketbrændstof
i den kemiske industri, f.eks. til fremstillingen af svovlsyre eller salpetersyre
til produktion af syntesegas ved brug af kul og til produktion af brint ved brug af tunge olier
til smeltning af metaller med et højt smeltepunkt ved hjælp af en knaldgasflamme
i brændselsceller
inden for autogenteknikken med acetylen til autogensvejsning og flammeskæring
som skæregas ved laserskæring
som procesgas ved plasmaskæring
til blegning i papirindustrien
i tekstilindustrien, f.eks. i vaskerier
på sygehuse
Stoffer, som brænder i luft, opfører sig ved normalt tryk væsentligt mere intensivt i rent oxygen. Under forhøjet tryk i rent oxygen er en eksplosionsagtig afbrænding mulig, da der under disse forhold kræves mindre energi til antændelsen.
Der findes en lang række materialer, der ikke brænder i luft, men som under de samme betingelser reagerer i rent oxygen. Risikoen for en brand stiger også i disse tilfælde som følge af et højere tryk, idet antallet af brandbare stoffer tager til, så snart trykket stiger.
Tre faktorer er udslagsgivende for, at der opstår en brand: et oxidationsmiddel, et brændstof og en antændelseskilde. Fraværet af en af disse tre komponenter forhindrer normalt, at der opstår en brand.
Lad os antage, at der flyder rent oxygen i et industrielt anlæg under forhøjet tryk. Komponenter i ventilens indre, trykregulatorer, rørledninger og rørfittings bliver til brændstoffet. Oxygen er oxidationsmidlet, og komprimeringen af oxygen leverer desuden ekstra tændenergi.
Når oxygen, der er under et højt tryk, udsættes for et lavere tryk, kan det nå op på lydens hastighed. Hvis oxygen støder på en modstand ved denne høje hastighed, stiger dets temperatur som følge af den adiabatiske kompression. Baggrunden herfor er, at der på så kort tid under kompressionen ikke kan frigives varmeenergi til omgivelserne. Hvis udgangstrykket stiger, øges temperaturen.
På grund af den stigende temperatur nås selvantændelsespunktet for kunststoffer, organiske forbindelser og små metalpartikler i en anvendelse, og forbrændingen af disse genererer tilstrækkelig varme til antændelse.
Urenheder, små udragende metaldele og smudspartikler, som i reglen ikke brænder, kan gå hen og blive så varme, at de sammen med kollisionsenergien og friktionsvarmen kan forårsage en brand eller sågar en eksplosion.
Alt i alt er der her tale om antændelsesmekanismer, som overordnet set kan opdeles i kategorierne kollision af smådele, mekanisk kollision samt friktion og adiabatisk kompression.
Det er frem for alt vigtigt med et godt risikomanagement. Dette omfatter fremstillingen af anlægget samt drift og vedligeholdelse heraf:
forhindring af høje gashastigheder
undgåelse af pludselige forhindringer
brug af kunststofpakninger kun, hvis der er garanteret en tilstrækkelig varmeafledning via en forbundet metalflade
valg af metalliske materialer i overensstemmelse med det højest mulige tryk, hvorved særlige legeringer til dels er nødvendige
udelukkelse af brugen af aluminium på grund af dets lave tændenergi og lave smeltepunkt ved anvendelser af rent oxygen
brugen af ikke metalliske materialer skal testes, hvorved der så vidt muligt bør anvendes ikke metalliske materialer, som også har undergået en normativ test og er fundet egnet til anvendelse sammen med oxygen
under driften skal det undgås at åbne og lukke ventiler hurtigt på grund af trykstød
renhed har højeste prioritet under montagen, så der ikke opstår organiske forbindelser eller sætter sig partikler i området med det rene, flydende oxygen. På grund af antændelsesfaren skal alle anlægsdele, der kommer i kontakt med oxygen, så vidt det er teknisk muligt være rengjorte og rene med henblik på drift med oxygen. De skal være fri for slagge, rust, svejserester, strålemateriale, olie, fedt, opløsningsmidler samt andre fremmedstoffer og fremmedpartikler (emballager, rustbeskyttelsesmidler, bearbejdningsspåner). I denne sammenhæng skal det under alle omstændigheder undlades at foretage den sædvanlige indfedtning, f.eks. ved installationen af rørledninger i systemet. Også kontakt med olieholdige rengøringsklude eller indfedtede hænder skal undgås. Beklædning, der er snavset til med olie eller fedt, må ikke bæres ved håndtering af oxygen.
Af hensyn til fremstillingen og vedligeholdelsen skal der således lægges særlig vægt på at vælge de rigtige komponenter. For det første kræver det den størst mulige renlighed at producere disse for at undgå forureninger, for det andet skal de være kompatible med mediet og de anvendte hjælpemidler.
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), det tyske forbundskontor for materialeforskning og -afprøvning, giver oplysninger om, hvilke komponenter der kan anvendes i processer med oxygenflow. En "BAM-godkendelse", som den betegnes i daglig tale, er en undersøgelse af, hvordan ikke metalliske materialer med mediekontakt (f.eks. tætningsmaterialer), reagerer på gasformigt eller flydende oxygen ved forskellige temperaturer og tryk.
Derudover skal databladet M 034 fra Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie (BG RCI), den tyske brancheforening for råstoffer og kemisk industri, overholdes. Databladet behandler specifikationerne og egenskaberne for oxygen, farer og beskyttelsesforanstaltninger ved omgangen med oxygen og oxygenblandinger samt anbefalinger om anskaffelse og drift af oxygenanlæg.
Hvilken rolle spiller ventiler?
En ventil, der løser en automationsopgave i en applikation, kan blive til brændstof alene på grund af sin membran, en lille fjeder eller et filter, hvis der opstår en selvbærende brand ved ventilen. Partikler i gasstrømmen samt en adiabatisk kompression ved en elastomerpakning eller på en forurenet flade kan udløse antændelsen. Forhold, der fremkalder en adiabatisk kompression, er også farlige. Hertil hører lukkede ventiler eller trykregulatorer, som er steder, hvor gassen komprimeres. Også i selve ventilen kan der finde en adiabatisk kompression sted, f.eks. på grund af et ventilsæde, der netop åbner, eller ved udgangen af en delvist åbnet regulator.
Produktion af oxygenventiler sker under ganske bestemte produktionsforhold
Hos Bürkert lægger vi vægt på valget af de rigtige materialer, når vi udvikler ventiler til anvendelse sammen med oxygen, og vi fremstiller ventilerne under overholdelse af meget høje hygiejnestandarder. Alle komponenter med mediekontakt (ikke metalliske tætningsmaterialer, kunststoffer og lim), skal være egnet til anvendelse sammen med oxygen.
Bestemte rengøringsprocedurer og rengøringsmidler i produktionen sikrer, at slutprodukterne er tilstrækkeligt rengjorte og rene til drift med oxygen. Her får du et lille indblik i et af vores "grårum", der kan betegnes som den "femte" renrumsklasse, og hvor der også produceres oxygenventiler:
Ved produktionen af ventiler, der fremstilles til anvendelse sammen med oxygen, opfylder vi følgende betingelser:
Rengøring af enkeltdelene: Alle enkeltdele med mediekontakt plasmabehandles før montage.
Intern transport og opbevaring: De rensede enkeltdele og komplette enheder afdækkes med folier og transporteres i separate kasser.
Montage under grårumsbetingelser: Komponenter med mediekontakt monteres uden brug af olier, fedtstoffer eller silikone. Kun destilleret vand må benyttes som monteringshjælp.
Kontrol under grårumsbetingelser: Kontrollen af de færdige enheder foretages på en særlig prøvestand. Ved at sætte sin underskrift eller sit personlige stempel på ordren bekræfter kontrollanten, at forskrifterne er blevet overholdt.
Kvalitetssikring: Det indførte kvalitetsstyringssystem i henhold til ISO 9001, som omfatter gennemførelsen af intern audit, er i lige så høj grad en del af kvalitetssikringen som kontrollen af test- og måleudstyr.
Ventilerne får en entydig kode, der viser, at de er egnet til anvendelse sammen med oxygen, og pakkes i en særlig slutemballage.
Godkendelsesdokumenter (producenterklæring)
Arbejdsgruppen "Sicherer Umgang mit Sauerstoff", på dansk "Sikker omgang med oxygen", under Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), det tyske forbundskontor for materialeforskning og -afprøvning, udsteder en prøvningsrapport, som danner grundlaget for en Bürkert-producenterklæring. I producenterklæringerne (HEE) er følgende oplysninger indeholdt:
Produkter med den variable kode NL02 leveres af Bürkert Werke GmbH fri for olie og fedt og er egnet til anvendelse sammen med oxygen.
Disse egenskaber går tabt, hvis der anvendes olie- og fedtholdige medier eller hvis produktet kontamineres udefra.
Produkter med den variable kode NL02 kan identificeres ved hjælp af mærkningen på typeskiltet under angivelse af den maksimale temperatur, for eksempel O2: Tmed maks. 60 °C.
Producenterklæringen, dvs. godkendelsen af reaktionsevnen af ikke metalliske materialer, der kommer i kontakt med oxygen, er tilstrækkelig. Godkendelsen af en komplet enhed er som udgangspunkt mulig, men gennemføres i reglen først ved et maksimalt tilladt tryk fra og med 100 bar. Det er kun ved disse høje tryk, at de ikke metalliske materialer (pakninger) afprøves i et konstruktivt miljø.
Vil du gerne vide mere om magnetventiler til oxygen? Kontakt os endelig, vi er klar til at hjælpe dig.
