Suchen

Brandschutz

Gefahr gebannt

| Redakteur: Güney Dr.S.

Filtersystem bietet Sicherheit gegen Brand und Explosion. Bei der Trockenbearbeitung oder Bearbeitung unter Minimalmengenschmierung von Aluminium und Al-Legierungen entstehen explosionsfähige...

Firmen zum Thema

( Archiv: Vogel Business Media )

Bei der Trockenbearbeitung oder Bearbeitung unter Minimalmengenschmierung von Aluminium und Al-Legierungen entstehen explosionsfähige Prozessstäube, die je nach Korngrößenverteilung, Oxidationsgrad, Feuchte und Konsistenz den Explosionsklassen St 1 bis St 2 zuzuordnen sind. Durch Akkumulierung dieser Stäube entsteht in Arbeitsräumen, insbesondere aber in klassischen Trockenabsauganlagen, erhöhte Explosions- und Brandgefahr. Ablagerungen ölbenetzter Stäube aus der Minimalmengenschmierung verstärken die Brandgefahr. Zum Brand- und Explosionsschutz bei der Absaugung und Abscheidung von Leichtmetallwerkstoffen Dr. Albrecht Vogl, Forschungsgesellschaft für angewandte Systemsicherheit und Arbeitsmedizin (FSA), Mannheim: „Späne und Stäube von Aluminium und Aluminiumlegierungen sind prinzipiell brennbar. Die Feinstäube dieser Leichtmetallwerkstoffe können im aufgewirbelten Zustand leichtentzündliche Staub-Luft-Gemische bilden, die bei Vorhandensein einer wirksamen Zündquelle außerordentlich heftig ablaufende Staubexplosionen mit hohem Schadensausmaß verursachen können. Speziell bei der Objektabsaugung in der zerspanenden Werkstoffbearbeitung findet in den Entstaubungsanlagen und Abscheidern eine Akkumulation solcher Späne, Stäube und Feinstäube statt. Dies erklärt, weshalb nach der Auswertung von Staubexplosionsereignissen in der metallverarbeitenden Industrie die Anlagengruppe „Entstaubungsanlagen/Abscheider“ mit einem Anteil von zirka 44 % eindeutiger Spitzenreiter ist (Quelle: BIA-Report Dokumentation Staubexplosionen, HVBG). Die Erfahrungen aus der Industriepraxis haben gezeigt, dass in solchen Anlagen ein hohes Gefahrenpotenzial im Hinblick auf Brände und Explosionen besteht. Weil das Auftreten wirksamer Zündquellen im Allgemeinen nicht mit der notwendigen Sicherheit ausgeschlossen werden kann, müssen diese Anlagen durch konstruktive Maßnahmen geschützt werden. Eine vorrangige Maßnahme des Explosionsschutzes besteht selbstverständlich darin, die Entstehung explosionsfähiger Atmosphären durch verfahrenstechnische Maßnahmen zu verhindern, so dass selbst im Falle einer Zündquelle erst gar keine Explosion auftreten kann. Dies gilt insbesondere unter Berücksichtigung des neuen europäischen Regelwerks auf diesem Gebiet. Ideen, die das Auftreten explosionsfähiger Atmosphären in den genannten Anlagen sicher verhindern können, würden einen erheblichen Fortschritt im Explosionsschutz darstellen.“In der BG-Regel 109 der Süddeutschen Metall-Berufsgenossenschaft werden die Richtlinien zur Vermeidung der Gefahren von Staubbränden und Staubexplosionen bei der Bearbeitung von Aluminium und seinen Legierungen beschrieben. Praktisch resultieren daraus meist außerhalb von Werkshallen stehende, druckstoßfeste Trockenabscheider mit Druckentlastung und Löschmittelsperre oder innerhalb von Werkshallen druckfeste Trockenabscheider mit Explosionsentkopplungen. Der technische Aufwand inklusive umfangreicher Verrohrung ist groß. Zudem entstehen zwangsläufig laufende Wartungskosten. Außerdem ist eine Rückführung der Luft in die Halle nicht möglich. Was bleibt ist letztendlich immer das Risiko einer Auslösung, verbunden mit Problemen wie Stillstandzeiten oder Instandsetzungen.Mit den Trockenabscheidern MF-Sorp für die Absaugung und Abscheidung explosionsfähiger Aluminiumstäube und Späne aus Schleif- und spanabhebenden Prozessen an Maschinen und Anlagen hat Handte ein neues System entwickelt, das den bisher üblichen technischen Aufwand unnötig macht. Durch ausreichendes Beimengen von Sorp-Ex-In als Additiv wird eine Inertisierung nach VDI 2263 erreicht. Das heißt, die Mischungsanteile der Aluminiumstäube in der erfassten schadstoffbeladenen Luft (Rohgas) werden soweit reduziert, dass eine absolute Sicherheit gegen Brand und Explosion gewährleistet ist. Darüber hinaus übernimmt das Additiv die Sorption von kondensierenden organischen Komponenten, die bei der Bearbeitung unter Minimalmengenschmierung in die Abluft gelangen. Sorp-Ex-In ist ein Mischprodukt aus nicht brennbarem und nicht explosivem Kalkmehl und vulkanischem Gesteinsmehl, das die Aufnahmefähigkeit von Kühlschmiermittel aus Prozessen mit Minimalmengenschmierung erhöht. Ein wesentlicher Bestandteil ist das von Handte entwickelte und zum Patent angemeldete Verfahren zum Überwachen des maximal zulässigen Aluminium-Staubgehaltes im Staubgemisch. Dieses Verfahren wurde von der DMT geprüft und abgenommen.Die Geräte in Modulbauweise bestehen hauptsächlich aus einer Filterkammer mit Handte-Micropore-Filterelementen, einem Staubtrichter und dem darunter angeordneten Staubbehälter mit Additivinjektor. Der Ventilator mit Ausblasschalldämpfer zum Ansaugen der Luft über die Reingaskammer kann optional auf dem Gehäuse oder nebenstehend montiert werden. Dies gibt die Möglichkeit MF-Sorp-Trockenabscheider einzeln oder im Verbund an einem zentralen Ventilator zu betreiben. Zur Vorabscheidung und Wertstoffrückführung von Spänen sind die Geräte bei Bedarf mit einem gebrauchsmustergeschützten Vorabscheidersystem aus Horizontal-Zyklon, Sichter und Späneaustragsschleuse ausgestattet. Der Horizontal-Zyklon dient zum Trennen der Späne vom Feinststaub. Im Sichter wird der den Spänen anhaftende Staub zusätzlich entfernt und dem Filter zugeführt. So werden durch die Späneaustragsschleuse nur Späne ausgetragen, die nicht explosionsfähig sind.Die mit Prozessstäuben beladene Luft (Rohgas) trifft beim Eintritt in die Filterkammer zuerst auf ein Schutzblech, das die Handte-Micropore-Filterelemente schützt und eine optimale Filteranströmung bewirkt. Das Rohgas durchströmt diese Filter von außen nach innen. Der Prozessstaub wird auf der äußeren Oberfläche zurückgehalten. Zum Abreinigen der Filterelemente werden diese von innen mit Druckluftstößen beaufschlagt. Dabei löst sich der angesammelte Staubkuchen und fällt durch den Staubtrichter in den Staubbehälter. Die gereinigte Luft wird aus der Reingaskammer angesaugt und als Abluft ins Freie geblasen. Sie kann auch als Rückluftführung zurückgeführt werden.Die Inertisierung der im Rohgas enthaltenen Prozessstäube erfolgt durch Beimengen eines Additivs. Im Staubbehälter befindet sich davon eine vorgegebene Menge, die zusammen mit den ausgefilterten und über den Staubtrichter herabgefallenen Prozessstäuben ein nicht explosionsfähiges Additiv-Staubgemisch bildet. Dieses Gemisch wird vom Additivinjektor im Staubbehälter nach oben in die Filterkammer eingedüst und dort mit dem von außen angesaugten Luftstrom gleichmäßig auf die Oberflächen der Filterelemente aufgetragen. Beim Abreinigen der Filterelemente fällt das zunehmend mit Prozessstäuben angereicherte Additiv-Staubgemisch wieder in den Staubbehälter zurück. Das Gemisch wird so lange im Kreislauf gefahren bis der maximal zulässige Aluminium-Staubgehalt im Staubgemisch erreicht ist. Behälterkontrollen sowie der Behälterwechsel können „online“ ohne Betriebsunterbrechung stattfinden. Fest eingestellte Prozesszyklen sowie eine Reihe von Kontroll- und Messeinrichtungen gewährleisten die zuverlässige Funktion der Handte-Trockenabscheider MF-Sorp. Sichere Funktion getestet und zertifiziertDie sichere Funktion des neuen Verfahrens wurde von der DMT (Deutsche Montag Technologie GmbH) in umfangreichen Versuchen getestet und zertifiziert. In der Praxis haben sich die Handte-Trockenabscheider MF-Sorp bereits in mehreren Applikationen bewährt. Eine dieser Anwendungen wurde gemeinsam mit dem Werkzeugmaschinen-Hersteller Ex-Cell-O für verschiedene Standorte des Automobilherstellers Ford umgesetzt. Im Zuge zunehmender Verwendung von Aluminium als Leichtbaumaterial und den damit einhergehenden Bemühungen, durch Trockenbearbeitung oder Bearbeitung unter Minimalmengenschmierung eine Kostenreduzierung zu erreichen, war die Aufgabenstellung an Ex-Cell-O als Spezialist auf diesem Gebiet, Bearbeitungsmaschinen für Getriebeteile mit geeigneten Trockenfiltersystemen zu kombinieren. Diese sollten innerhalb der Produktion am jeweiligen Maschinenstandort aufgestellt werden können, eine sichere Absaugung und gleichzeitig die Spänerückgewinnung als Wertstoff gewährleisten. Eine wesentliche Anforderung war die Reinhaltung der Arbeitsräume als Qualitätsbestandteil. Das wird durch Rückführung der abgesaugten Luft zum Aufbau eines Luftschleiers im Bearbeitungsraum begünstigt. Fertigungsinseln mit Ex-Cell-O-Werkzeugmaschinen in Kombination mit Handte-Trockenabscheider MF-Sorp stehen zwischenzeitlich an verschiedenen Standorten in Europa und den USA. Eine andere Applikation mit Handte-Trockenabscheider MF-Sorp ist bei der Volkswagen Sachsen GmbH im Werk Mosel installiert. Dort werden Aluminiumbauteile in begehbaren Arbeitskabinen mit Handschleifwerkzeugen einem anspruchsvollen Endfinish unterzogen. Das erzeugt extreme Feinststäube, die hoch explosiv sein können und deshalb abzusaugen sind. Dazu Thomas Witzke, Abteilung Versorgungstechnik bei VW-Wolfsburg: „Ein Merkmal herkömmlicher Trockenfiltersysteme ist, dass sie immer von einer Explosion beziehungsweise einem Brand im System ausgehen. Deshalb müssen sie zur Schadensbegrenzung besonders stabil und aufwändig konzipiert sein. Beim neuen Trockenabscheider MF-Sorp dagegen kann erst gar keine Explosion oder ein Brand entstehen. Das bedeutet für uns eine völlig andere Risikosituation.“ Außer der Risikovermeidung ist für Volkswagen wie für Ford die Aufstellung der Anlage direkt neben den Arbeitskabinen oder den Werkzeugmaschinen ein wesentlicher Vorteil. In den Hallen werden so ein enormer Verrohrungsaufwand sowie aufwändige technische Sicherheitsvorkehrungen eingespart.