Flammendurchschlagsicherungen sind Armaturen, die die Ausbreitung einer Explosion in andere Anlagenteile verhindern sollen. Sie müssen insbesondere dann eingebaut werden, wenn sich ein explosionsfähiges Gas-Luft-Gemisch bilden kann und sich eine Explosion in Behälter oder Anlagenteile ausbreiten kann, die nicht explosionsdruckstoßfest ausgelegt sind. Mit diesen Einrichtungen soll im Falle einer Explosion die Auswirkung auf ein beherrschbares Maß beschränkt bleiben. Flammendurchschlagsicherungen sind Geräte für den Explosionsschutz. Sie werden auch als Flammensperre oder Kito bezeichnet. Kito ist die Abkürzung für Kiestopf. Dies ist die ursprüngliche Bauform der Flammendurchschlagsicherung.
Flammendurchschlagsicherungen sind i. d. R. über die Europäischen Norm EN ISO 16852:2010 definiert, die als deutsche Norm übernommen wurde. Die EN ISO 16852:2010 löste die frühere EN 12874:2001 ab.
Die Wirkungsweise beruht darauf, dass eine Flammenfront durch Einbauten (z. B. aufgewickelte Siebbleche, Kiesschüttung) soweit gekühlt wird, dass eine Flamme sich hinter der Flammendurchschlagsicherung nicht weiter ausbreiten kann. Man unterscheidet zwischen:
Welche Art von Flammendurchschlagsicherungen eingesetzt wird, hängt in der Praxis vom Medium, vom Abstand zur Zündquelle und von der Anwendung (Rohrsicherung, Endsicherung) ab.
Definitionen
Die Deflagrationssicherung dient zur Verhinderung der Ausbreitung einer „Verpuffung“ in einem Rohrleitungssystem (eine nur für Deflagration zertifizierte Flammensperre muss mit einem Temperaturssensor überwacht sein) Vor- und nachgeschaltete gerade Rohrleitungen dürfen ein Verhältnis D/L von 1:50 nicht überschreiten.
Die Dauerbrandsicherung sichert das System gegen Deflagration (Verpuffung), Nach- und Dauerbrand ab.
Die Detonationssicherung stoppt / zerstört die Wirkung einer Gasdetonation und verhindert die Ausbreitung eines Nachbrandes. Eine Kondition für eine Detonation kann erst in einer geraden Rohrleitung ab einem Verhältnis D/L von > 1:200 entstehen - gerade Rohrleitungen zwischen den D/L Verhältnissen 1:50- und 1:200 sind zu vermeiden (diese können zu instabilen - nicht beherrschbaren Deflagrations-/ Detonationskonditionen führen. Eine Detonation ist durch Flammengeschwindigkeiten im Überschallbereich (ca. 1600 bis 2000 m/s) charakterisiert. Deflagrationsrohrsicherungen müssen sehr nahe hinter der potentiellen Zündquelle (max. Abstand 30 x DN oder 50 x DN [abhängig vom Medium und der Zulassung]) eingebaut werden. Die Flammenausbreitung durch eine Detonation in den weiter entfernt liegenden Anlagenteilen kann durch Detonationsrohrsicherungen unterbunden werden.
Flammendurchschlagsicherungen, die mit einem Temperatursensor ausgeliefert und eingesetzt werden, sind kurzzeitbrand- und dauerbrandsicher. Flammendurchschlagsicherungen, die mit zwei Temperatursensoren pro Armatur ausgeliefert und eingesetzt werden, sind für den bi-direktionalen Gebrauch geeignet.
Endsicherungen (an Tanks oder Entlüftungsleitungen) sind dagegen Deflagrationssicherungen, da sie am Entstehungsort der Zündung an der Verbindung der Beatmungsleitung zur Atmosphäre installiert sind. Endsicherungen sind häufig dauerbrandfest, d. h. ein länger anhaltender Brand führt nicht zu einer Beeinträchtigung der Sicherheitseinrichtung aufgrund der Erwärmung der Armatur. Endsicherungen, die nicht dauerbrandsicher sind, können mit einem Temperatursensor ausgerüstet werden, welcher automatisch die Unterbrechung des Gasstromes einleitet, z. B. durch Schließen eines Ventils oder die Abschaltung einer Pumpe.
Anwendungsgebiete
- Biogasanlagen
- Klärgasverwertung
- Grubengasverwertung
- Be- und Entlüftung von Tanklagern
- Normen
- ATEX 94/9/EG
- EN ISO 16852:2010
- EN 12874:2001
- EN 1127-1:1997
- Bauformen
- exzentrisch
- konzentrisch
- Rohrend- / End of line
- 30° Konizität
- 2xDN größeres Filterelement
weitere Ausführungsformen
- Wassertauchungen,
- Flüssigkeitsverschlüsse (mit flüssigem Produkt als Sperre; Aufbau wie ein Siphon)
- Hochgeschwindigkeitsventile (sog. dynamische Flammensperre)
- Automatische Löschmittelsperren und
- Zellenradschleusen.
An Tauchungen wird ein potentiell explosionsfähiges Gasgemisch durch Wasser mit einer abgesicherten Mindesthöhe geleitet. Die Wasservorlage verhindert so rückwärts die Ausbreitung einer Explosion.
Automatische Löschmittelsperren werden in Verbindung mit Infrarotflammendetektoren eingesetzt, die die Auslösung von unter Druck stehenden Löschmittel einleiten und somit einen Brand löschen und ggf. den weiteren Zustrom des explosionsfähigen Gemisches verhindern.
