Besonderheiten des Mediums Sauerstoff
Sauerstoff ist unter Normalbedingungen ein farb- und geruchsloses Gas. Es ist nicht brennbar, fördert aber die Verbrennung. Bereits geringe Anreicherungen erhöhen die Verbrennungsgeschwindigkeiten erheblich und können so zur Zündung von Materialien und Anlagen führen. Bei erhöhten Sauerstoffkonzentrationen besteht daher eine verstärkte Brand- und Explosionsgefahr und Armaturen müssen deshalb speziell auf das Medium angepasst werden.
Bei Armaturen können besonders bei den Öffnungs- und Schließvorgängen hohe Geschwindigkeiten entstehen, die bei hoher Sauerstoffkonzentration und Verunreinigungen jeglicher Art zur Entzündung führen können. Deshalb ist es wichtig, sauerstoffgeeignete Werkstoffe, Dichtungen und Gleitmittel zu verwenden.
Anforderungen O2-Armaturen
Die metallischen Materialien müssen so ausgewählt werden, dass selbst bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten keine Selbstentzündung des Materials entstehen kann. Der IGC Sauerstoffstandard der europäischen EIGA empfiehlt daher die Nutzung von sogenannten „Exempt Materials“. Da übliche Edelstähle nur bis circa 25 bar einsetzbar sind, empfiehlt sich bei höheren Drücken beispielsweise der Einsatz von Messing, Monel oder Inconel.
Hartmann Valves hat in langjährigen Tests mit unterschiedlichen Materialien und Bauweisen Erfahrungen gesammelt und empfiehlt mittlerweile insbesondere bei größeren Nennweiten eine Bauweise mit Cladding. Bei dieser Variante werden die drucktragenden Außenteile aus C-Stahl gefertigt und das medienberührte Innenleben der Armatur wird aus den sogenannten „Exempt Materials“ (zum Beispiel Inconel) aufgeschweißt.
Auch bei den Dichtungsmaterialien ist es notwendig, dass diese für den Sauerstoffeinsatz geeignet sind. Hartmann Valves setzt daher hier nur Dichtungen ein, die vom Bundesamt für Materialforschung (BAM) für die jeweiligen Drücke und Temperaturen auf Ausbrennsicherheit geprüft wurden.
Eine weitere Anforderung bei der Herstellung von O2-Armaturen ist die Öl- und Fettfreiheit. Das heißt, alle Teile, die den Sauerstoff berühren müssen frei von jeglichen konventionellen Ölen und Fetten sein. Schon natürliche Fette zum Beispiel an Händen können ausreichen, um eine Entzündung von Sauerstoff zu bewirken.
Um bei der Montage von Armaturen sicherzustellen, dass diese Öl und Fettfrei sind, hat Hartmann Valves eine Sauerstoff-Arbeitsanweisung erstellt, die festlegt, dass eine Ultraschallreinigung der Einzelteile vor der Montage durchgeführt werden muss. Die Montage und Prüfungen der O2-Armaturen sind zudem in einem getrennten O2-Raum durchzuführen, um eine Verunreinigung der Materialien zu vermeiden. Des Weiteren dürfen ausschließlich sauerstoffzugelassene Gleitmittel in Kleinstmengen verwendet werden. Bei Verwendung von Druckluft als Prüfgas wird dieses zunächst mithilfe eines Blottertests geprüft, um Verunreinigungen/Feuchtigkeit auszuschließen. Alle Druck- und Dichtheitstests werden nur mit Gas durchgeführt.
Sauerstoffgeeignete Kugelhähne von Hartmann Valves
Hartmann Valves entwickelt und produziert Zwei- und Mehrwegekugelhähne mit einer rein metallischen Abdichtung für Sauerstoffanlagen. Durch die Nutzung ausgewählter Materialien und der Einhaltung wichtiger Vorschriften können die Kugelhähne zu einem sicheren Betrieb beim Absperren in Sauerstoffanlagen beitragen und hohen Temperaturen bis 550°C und Drücken bis mehr als 420 bar standhalten.
