Mobile Durchflussmessung im explosionsgefährdeten Bereich

In explosionsgefährdeten Bereichen standen der Leichtigkeit der Installation bislang bürokratische Mühen und erheblicher personeller Aufwand gegenüber. Mit einem Clamp-on-Gerät in Ex-Ausführung ist das nun Vergangenheit. Ein Geheimtipp ist die eingriffsfreie Durchflussmessung mit Clamp-on-Ultraschalltechnik wahrlich lange schon nicht mehr. Gerade in der Chemie mit ihren oft aggressiven und toxischen Medien schätzt man die Vorteile der eingriffsfreien Messtechnik. Denn Durchflussmessung im Ultraschall-Clamp-on-Verfahren bedeutet: Kein Verschleiß durch das Medium, kein Leckagerisiko, kein Druckverlust und vor allem uneingeschränkte Anlagenverfügbarkeit. Weil die Ultraschallsensoren einfach außen auf dem Rohr aufgespannt werden, sind keinerlei Rohrarbeiten erforderlich. Geht es um die Einrichtung einer temporären Durchflussmessstelle, ist die Clamp-on-Ultraschalltechnik praktisch alternativlos.

Wer keine Alternativen hat, muss Kompromisse machen. Denn bislang erfüllte kein portables Ultraschall-Durchflussmessystem die aktuellen Atex-Anforderungen. Die Anlagenbetreiber mussten sich pragmatisch mit Ausnahmegenehmigungen behelfen. Im explosionsgefährdeten Bereich bedeutete dies bisher Papierkram und den Einsatz von Sicherheitstechnik und Personal. Denn sollen Geräte mit energiereichen Stromkreisen ohne Atex-Zertifikat in Zonen mit Explosionsgefährdung eingesetzt werden, sind umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen notwendig: Vor Beginn der Arbeiten müssen Maßnahmen getroffen werden, um Brand- und Explosionsgefahren zu beseitigen. Das kann vom Entfernen beweglicher brennbarer Stoffe, dem Abdichten von Anlagenteilen bis hin zu lufttechnischen Maßnahmen nach den Explosionsschutzrichtlinien sowie einer messtechnischen Überwachung der Arbeitsumgebung reichen. Außerdem müssen Löschmittel am Arbeitsort vorgehalten werden. Während das Gerät in Betrieb ist, muss ständig eine Brandwache vor Ort sein. Dazu kommt der bürokratische Aufwand: Betriebsleiter (Arbeitgeber) und Auftragnehmer müssen einen „Heißerlaubnisschein“ ausfüllen und unterschreiben. Nun sind unbefriedigende Lösungen mit erhöhtem Verwaltungs- und Personalaufwand endlich Vergangenheit: Mit dem neuen Fluxus F/G608 steht jetzt der erste Atex-zertifizierte portable Durchflussmesser für Zone 2 zur Verfügung.

Arbeiten ohne „Feuerschein“

„Übliche Bezeichnungen wie ,Heißarbeitserlaubnis‘ oder ,Feuerschein‘ wecken definitiv falsche Erwartungen“, klärt Gerhard Grabmeier auf. Der Ingenieur kennt die Realitäten. Er betreut für Flexim als Vertriebsingenieur im Außendienst den bayrischen Raum und ist nicht zuletzt in den dort ansässigen Raffinerien und Chemieparks ein gern gesehener Gast: „Sinnloser kann man seine Arbeitstage kaum zubringen als mit der Bewachung eines Durchflussmessers und eines Gaswarngeräts“, findet er: „Unser neuer Fluxus F/G608 macht Schluss mit dem Papierkram und der Langeweile mit Restrisiko.“

Das Gerät basiert technologisch auf der Plattform des bewährten und vielseitigen Fluxus F/G601, ist ebenso flexibel und leicht handhabbar – und ist zertifiziert für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich (Ex II3G). Die Ausführung F608 dient er zur eingriffsfreien Durchflussmessung von Flüssigkeiten, Typ G608 misst den Durchfluss von Gasen.

Wie alle Ultraschalldurchflussmesser des Herstellers arbeiten auch die neuen portablen Ex-Geräte nach dem Laufzeitdifferenzverfahren: Die auf dem Rohr aufgespannten Schallwandler senden und empfangen Ultraschallsignale, die in und gegen die Strömungsrichtung in das Rohr eingestrahlt werden. Aus der gemessenen Laufzeitdifferenz, Medien- und Rohrparametern errechnet der Messumformer den Volumendurchfluss. Das akustische Messverfahren funktioniert prinzipbedingt gleichermaßen genau in beiden Strömungsrichtungen, ist also bi-direktional. Das Gerät hat eine hohe Messdynamik und misst dadurch sowohl bei sehr niedrigen Volumenströmen wie auch bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten genau.

14 Stunden lang ohne Netzstrom messen

„Mit dem F/G608 hat man sofort Zugang zur Messstelle“, freut sich Gerhard Grabmeier: „Ist die Messung eingerichtet, kann man das Messsystem getrost einfach stehen lassen. Ohne Bewachung natürlich.“ Die strengen Explosionsschutzanforderungen wurden durch ein intelligentes Design und die Verwendung moderner Materialien umgesetzt. Das ergonomisch geformte Gehäuse des Messumformers ist kohlefaserverstärkt und garantiert einen hohen Schlagschutz. Es ist wasser- und staubdicht (IP65), resistent gegen Öle, viele Flüssigkeiten und Schmutz. Der neue Portable zeichnet sich durch sein effizientes Akkumanagement aus und ermöglicht damit über 14 Stunden netz­unabhängige Messungen. Zwei Sensorpaare reichen aus, um im gebräuchlichsten Nennweitenbereich von DN10 bis DN2500 eingriffsfrei den Durchfluss zu messen, weitere Sensoren für einen Nennweitenbereich von DN6 bis DN6500 sind verfügbar.

Der Messumformer erkennt die Sensoren beim Anschließen automatisch und lädt ihre Kalibrierdaten. Dadurch geschieht das Setup in Minutenschnelle, Fehlparametrierungen werden vermieden. Das komplette Ultraschallmesssystem findet samt Sensoren und Zubehör Platz in einem robusten und wasserdichten (IP67) Transportkoffer.

Ingrid Panicke verantwortet als Produktmanagerin die Durchflusssparte von Flexim: „Mit unserem neuen ,Ex-Portablen‘ erschließen wir weiter den Extrembereich.“ Tatsächlich decken die Sensoren des Unternehmens ein breites Anwendungsspektrum ab. Die Hochtemperatursensoren können bis 200 °C direkt auf dem heißen Rohr angebracht werden, zusammen mit der patentierten Hochtemperaturvorrichtung Wave-Injector sind Flüssigkeitsdurchflussmessungen bis 450 °C möglich. Auch im explosionsgefährdeten Bereich, denn beim Wave-Injector handelt es sich um eine rein mechanische Vorrichtung zur Sensoranbringung, über deren Stahlplatten einerseits die Hitze des Rohrs abgestrahlt, andererseits ein guter akustischer Kontakt gewährleistet wird: „Die thermische Entkopplung der Sensoren vom heißen Rohr funktioniert natürlich auch in der Gegenrichtung, also im Tieftemperaturbereich“, erklärt Ingrid Panicke. Die Anordnung wird beispielsweise in Anlagen für Flüssigerdgas eingesetzt.

Fragt man Gerhard Grabmeier nach Anwendungen für das neue Gerät, ist auch er um Antworten nicht verlegen: „Alles, was fließt. In der Raffinerie messen wir praktisch alle Flüssigkeiten, von Wasser über Naphta bis zu Bitumen und Teer sowie Gase. Selbst Energieströme können wir eingriffsfrei bestimmen.“ In der Ausführung als Fluxus F608 Energy verfügt der neue explosionsgeschützte Durchflussmesser über zwei Durchflusskanäle und zwei Temperatureingänge, so dass die momentane Leistung eines thermischen Verbrauchers unmittelbar bestimmt werden kann – ohne Unterbrechung des regulären Anlagenbetriebs. Dadurch lassen sich beispielsweise die Wirkungsgrade von Wärmeübertragern einfach überprüfen und Belagsbildungen und Foulingprozesse rechtzeitig aufdecken.

Ifat 2012 Halle B3 – 121C
Achema 2012 Halle 11.1 – A16