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Wie Bump-Tests Zeit und Geld bei der Überprüfung von Gasdetektoren in Hochrisikogebieten sparen können, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen

Während der Bump-Test ein bekanntes und häufig verwendetes Verfahren zur Prüfung tragbarer Gaswarngeräte ist, hat er sich in der Welt der stationären Gaswarngeräte nicht durchgesetzt. Da Bump-Tests jedoch immer intelligenter und automatisierter werden, können sie vielen Hochrisiko-Standorten erhebliche Kosten für regelmäßige Kalibrierungsprüfungen ersparen.

Viele sicherheitskritische Standorte wie petrochemische Werke, Ölplattformen, Raffinerien usw. führen derzeit alle drei Monate eine vollständige Kalibrierung ihrer Gaswarngeräte durch, während sie bei weniger kritischen Anwendungen alle sechs Monate kalibriert werden. Ein anspruchsvollerer Bump-Test könnte in den Hochrisikobereichen bei den Zwischentests zum Einsatz kommen, so dass die vollständigen Kalibrierungen weiterhin alle sechs Monate durchgeführt würden, mit einem Bump-Test drei Monate nach jeder vollständigen Kalibrierung.

Der Bump-Test ist ein viel schnelleres Verfahren und kann automatisiert werden, um es noch weiter zu beschleunigen. Kritiker sagen, der Bump-Test prüfe nicht die Genauigkeit und sei daher nicht für Hochrisikogebiete geeignet. Dies ändert sich jedoch mit modernen Gasdetektoren, so dass, wenn an diesen Standorten alle sechs Monate ein vollständiger Test durchgeführt wird, bei Verwendung eines intelligenten Detektors mit installierter Bump-Test-Software für den Zwischentest nur noch überprüft werden muss, ob die Sensoren ansprechen und ein angemessenes Ergebnis liefern.

Festkomma-Detektoren

Konventionell werden Festpunktdetektoren jedes Mal vollständig kalibriert; ein Verfahren, das die Nullung des Sensors in sauberer Luft, die anschließende Anwendung von Kalibriergas und die Kalibrierung sowohl des Detektorverstärkers als auch des Kontrollsystems, an das der Detektor angeschlossen ist, umfasst.

Die Kalibrierung kann zeitaufwendig und kostspielig sein. Die erste Aufgabe besteht darin, an die Detektoren heranzukommen. Sie befinden sich überall in der Anlage und sind oft nicht leicht zu erreichen; sie können sich unter Rohren, in Schächten oder auf Masten befinden, so dass der Einsatz einer Leiter erforderlich ist. Jeder Melder ist außerdem an ein Steuersystem angeschlossen, so dass der erste Schritt darin besteht, den Melder von diesem zu isolieren, um zu verhindern, dass er einen Alarm auslöst oder Teile der Anlage während des Tests abschaltet.

In einem nächsten Schritt wird mit einem tragbaren Detektor geprüft, ob Gas vorhanden ist. Ist dies geschehen, wird der fest installierte Detektor auf Null gestellt und das Ausgangssignal, in der Regel 4 mA, auf seine Genauigkeit überprüft. Dies muss auch in der Leitstelle überprüft werden, um sicherzustellen, dass diese ebenfalls Null anzeigt.

Der Detektor wird dann in den Kalibrierungsmodus versetzt, und das Gas wird mit etwa 0,5 bis 1,0 l/min zugeführt. Die Kalibrierung erfordert eine vollständige Stabilisierung der Sensorreaktion auf das Gas; in vielen Fällen kann dies 30 bis 60 Sekunden dauern, bei einigen Gasen wie Ammoniak sogar länger. Sobald sich der Messwert stabilisiert hat, wird der Detektor auf den richtigen Messwert eingestellt und das Ausgangssignal überprüft. Diese Einstellung kann je nach Gasdetektortyp mit einem magnetischen Werkzeug, durch Drücken von Tasten oder durch Potentiometereinstellung erfolgen.

Das Kontrollsystem sollte nun überprüft werden, um festzustellen, ob es ebenfalls den richtigen Wert anzeigt. Wenn nur ein einziger Techniker im Einsatz ist, muss das Gas möglicherweise am Sensor fließen, während der Techniker zurückkehrt, um die Kalibrierung der Steuertafel zu überprüfen, wodurch viel teures Gas verbraucht wird. Wenn man davon ausgeht, dass die Kosten für das Gas bei etwa 1 £ pro Minute Durchfluss liegen, was keine vernünftige Verallgemeinerung ist, kann man sich leicht vorstellen, wie sich die Kosten dafür schnell summieren können. Zwei Techniker, die über Funk miteinander verbunden sind, können natürlich Zeit und Gas sparen, aber diese Einsparungen werden durch die Kosten für den zusätzlichen Techniker mehr als aufgewogen.

Die Kalibrierung von Festpunktdetektoren muss möglicherweise auch unter der Kontrolle einer Heißarbeitserlaubnis durchgeführt werden, da der Detektor geöffnet werden muss, um die internen Einstellungen anzupassen. Dies führt zu einem erheblichen Mehraufwand und einer Unterbrechung der Abläufe auf der Baustelle.

Obwohl für einige Sensortypen der vollständige sechsmonatige Neunullierungs- und Kalibrierungsprozess weiterhin erforderlich ist, bietet der Bump-Test eine Möglichkeit, die Kosten und den Zeitaufwand für häufigere Sensortests zu reduzieren.

Bump-Test

Ein Bump-Test ist eine kurze Gasbeaufschlagung eines Sensors über einen bestimmten Zeitraum, um eine vorgeschriebene Reaktion hervorzurufen und zu bestätigen, dass der Sensor angemessen reagiert. Dies ist ein weit verbreiteter Begriff und eine anerkannte Praxis für tragbare Gasmessgeräte.

Die europäische Anwendernorm EN60079-29-2: 2007 behandelt die Auswahl, Installation, Verwendung und Wartung von Gaswarngeräten für brennbare Gase und Sauerstoff. Sie gilt für Geräte, die die Gefahr verringern können, indem sie das Vorhandensein eines brennbaren Gases erkennen und geeignete akustische oder optische Warnungen ausgeben. Die Norm schreibt vor, dass die Hersteller von tragbaren Gaswarngeräten im Produkthandbuch die Anweisung aufnehmen, die Geräte jeden Tag vor dem Gebrauch einem Bump-Test zu unterziehen. Ähnliche Anforderungen werden höchstwahrscheinlich auch für Detektoren für toxische Gase gelten.

Bump-Tests sind eine schnelle und direkte Methode, um die korrekte Funktion von Gassensoren zu überprüfen. Einige Sensortechnologien, wie z. B. katalytische Perlen und elektrochemische Sensoren, sind nicht ausfallsicher, da sie unempfindlich gegenüber Gas werden können, aber immer noch funktionsfähig zu sein scheinen.

Die neuesten intelligenten Gasdetektoren und -transmitter ermöglichen Bump-Tests, wodurch es einfacher und kostengünstiger wird, die volle Funktionsfähigkeit der Detektoren sicherzustellen und die Zeit, die das Personal an gefährlichen Orten verbringen muss, erheblich zu reduzieren. Es gibt zwei Möglichkeiten für Bump-Tests - eine schnelle Methode, um einfach zu überprüfen, ob der Sensor einen Alarm auslöst, wenn er einem Gas ausgesetzt wird, oder eine Methode, um festzustellen, ob der Sensor richtig reagiert. Da Bump-Tests durchgeführt werden können, ohne den Melder zu öffnen, ist keine Genehmigung für Heißarbeiten erforderlich. Außerdem muss wesentlich weniger Gas eingesetzt werden, was zu weiteren Kosteneinsparungen führt.

Mit dem "Speedy Bump"-Test wird überprüft, ob ein Sensor korrekt funktioniert, während er die Mindestmenge an Prüfgas verbraucht. Nach der Aktivierung muss dem Sensor mit Hilfe einer Kalibrierkappe Gas in einer Konzentration zugeführt werden, die über dem Schwellenwert für Alarm 1 liegt. Der Detektor lässt eine Zeitspanne - standardmäßig maximal 30 Sekunden - zu, in der der Sensor über die Alarmschwelle hinaus anspricht. Danach wird der Benutzer aufgefordert, das Gas zu entfernen und zu bestätigen, dass das Sensorsignal wieder auf ein normales Niveau zurückgegangen ist. Das Ergebnis des Tests wird dann als bestanden oder nicht bestanden angezeigt. Der Analogausgang und die Alarmrelais, sofern vorhanden, sind während der Durchführung des Tests gesperrt.

Alternativ kann mit dem "Smart Bump"-Test überprüft werden, ob ein Sensor auf eine bestimmte Prüfgaskonzentration richtig reagiert. In diesem Fall muss dem Sensor mit Hilfe einer Kalibrierkappe ein Gas mit einer bestimmten Konzentration zugeführt werden. Der Detektor lässt dem Sensor eine Zeitspanne, in der Regel wiederum maximal 30 Sekunden, um zu reagieren. Ändert sich das Sensorsignal innerhalb dieses Zeitraums nicht, ist der Test nicht bestanden.

Das Prüfgas muss für den Rest des Tests auf dem Sensor verbleiben. Während des nächsten Zeitraums, der je nach Sensortyp wiederum typischerweise 30 Sekunden beträgt, überwacht die Detektorsoftware den Sensormesswert, und der Test gilt als bestanden, wenn der letzte Messwert in einen akzeptablen Bereich fällt. Der Detektor ist während des Tests gesperrt, um unerwünschte Alarme zu vermeiden, und der Benutzer wird aufgefordert, das Gas zu entfernen und zu bestätigen, wenn das Sensorsignal wieder auf normale Werte zurückgegangen ist.

Der erste Vorteil des Bump-Tests gegenüber einer vollständigen Kalibrierung ist, dass kein Nullsignalabgleich vorausgehen muss. Der intelligente Sender sperrt sich während des Bump-Tests selbst. Der Benutzer führt lediglich das Gas zu, bis der Detektor "bestanden" oder "nicht bestanden" anzeigt. Der intelligente Sender bietet auch einen Bildschirmassistenten, der den Bediener durch den halbautomatischen Prozess führt. Die Bump-Test-Funktionen und -Einstellungen werden über das integrierte Tastenfeld vorgenommen, ohne dass spezielle Werkzeuge oder eine Genehmigung für Heißarbeiten erforderlich sind.

Anwendungen

Bei größeren Standorten mit vielen Sensoren kann die Prüfung ein fortlaufender Vorgang sein, da die Zeit, die für die Kalibrierung jedes Sensors benötigt wird, bedeutet, dass es nach der Kalibrierung Zeit ist, wieder von vorne zu beginnen. Das liegt daran, dass einige dieser Standorte Hunderte von Detektoren haben, bei größeren Standorten sogar mehr als tausend. Während ein Bump-Test an sich 30 Sekunden dauert, kann die Kalibrierung sehr unterschiedlich ausfallen und von einer bis zu mehreren Minuten dauern, wenn das Kontrollsystem hin und her geschaltet werden muss, um sicherzustellen, dass es die richtigen Messwerte hat. Hinzu kommt, dass die anfängliche Einrichtung für eine Kalibrierungsprüfung länger dauert als ein Bump-Test. Daraus lässt sich leicht erkennen, dass die potenziellen Einsparungen für einige Standorte sowohl in Bezug auf die Gaskosten als auch auf die Zeit der Ingenieure beträchtlich sein könnten.

Intelligente Detektoren mit Bump-Test-Fähigkeit sind vor allem dort von großem Nutzen, wo bei einem Gasaustritt ein ernsthaftes Risiko einer toxischen Belastung oder einer großen Explosion besteht. Dies sind Bereiche, in denen normalerweise alle drei Monate eine vollständige Kalibrierung durchgeführt wird. Diese Einrichtungen umfassen wahrscheinlich Bereiche der Gefahrenzonen eins und zwei, in denen die Gasdetektion eine wichtige Sicherheitsmaßnahme gegen brennbare Gase darstellt. Es besteht auch ein erhebliches Risiko, dass sich giftige Gase ansammeln und diese freigesetzt werden, insbesondere Schwefelwasserstoff (H2S) während der vorgelagerten Prozesse und verschiedene giftige Dämpfe flüchtiger organischer Verbindungen wie Benzol.

Ein gutes Beispiel dafür ist die kontinuierliche Gasüberwachung, die zum Schutz der kostspieligen FPSOs (schwimmende Produktions-, Lager- und Entladungsschiffe) und zur Verringerung des Risikos für das Personal, das auf diesen Schiffen arbeitet und lebt, erforderlich ist. Ein weiteres Beispiel ist die kontinuierliche Überwachung von brennbaren und toxischen Gasen, die für den Betrieb von Ölraffinerien von entscheidender Bedeutung ist. Auch die brennbaren und toxischen Stoffe, die in Öl- und Gasverarbeitungsanlagen vorkommen, stellen eine große Gefahr für die Anlage und ihr Personal dar, vor allem in den stark beanspruchten Produktionsbereichen mit Reaktoren, Turbinen, Ventilen und Hochdruckverteilungsleitungen.

Eine typische Offshore-Ölplattform besteht aus mehreren Modulen, darunter die Bohrlochbucht, die Wohnräume, die Prozessbereiche sowie die Energie- und Bohrbereiche. Die Nähe der Module auf Offshore-Bohrinseln erfordert eine kontinuierliche Überwachung der diffusen Emissionen. In all diesen Einrichtungen werden die Detektoren derzeit möglicherweise in dreimonatigen Abständen kalibriert, so dass sie von der Technologie zur Erkennung ortsfester Stöße profitieren könnten.

Schlussfolgerung

Obwohl es keine gesetzlichen Vorschriften gibt, die die Durchführung von Bump-Tests bei Festpunktdetektoren vorschreiben, liegen die Möglichkeiten für Zeit- und Gaseinsparungen auf der Hand. Mit den neuesten intelligenten Detektoren ist das Bump-Test-Verfahren viel schneller als eine vollständige Kalibrierung, und es wird nur ein Techniker zur Durchführung der Tests benötigt. Die Zeit, die an gefährlichen Orten verbracht wird, wird erheblich reduziert, ebenso wie die Menge des verwendeten Gases. Bei einer vollständigen Kalibrierung kann es erforderlich sein, das Gas 60 Sekunden lang anzulassen, oder viel länger, wenn der Techniker in den Kontrollraum zurückkehren muss, um die Messwerte zu überprüfen - bei einem Bump-Test dauert es nur 30 Sekunden.

Während in Hochrisikobereichen weiterhin alle sechs Monate eine vollständige Kalibrierung erforderlich ist, kann durch die Durchführung eines Bump-Tests drei Monate nach jeder Kalibrierung sichergestellt werden, dass alle Detektoren immer noch ordnungsgemäß funktionieren, was im Vergleich zu einer vollständigen Kalibrierung alle drei Monate sehr kostengünstig ist.

Veröffentlicht in Hydrocarbon Engineering

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