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Organisationseinheit der BAM
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In den letzten Jahren gab es bei Ventilen zahlreiche technische Weiterentwicklungen, die einerseits zusätzliche Funktionen wie Strömungsbegrenzungs-, Druckregel- und Restdruckfunktion andererseits auch eine immer kompaktere Bauweise betrafen. Diese sogenannten VIPR (Valve with Integrated Pressure Regulator) werden immer häufiger, insbesondere im medizinischen Bereich, eingesetzt. Dies hat leider auch zu einer Zunahme von Ausbränden in Zusammenhang beim Einsatz mit hoch verdichtetem Sauerstoff geführt. Eine mögliche Ursache hierfür können Sauerstoffdruckstöße beim Öffnen der VIPR in Kombination mit mechanischen Bewegungen von Bauteilen im Inneren sein. Auch die Verwendung von für diesen speziellen Fall ungeeigneten Dichtmaterialien und Gleitmittel erscheint als Ursache für die Ausbrände möglich. Allerdings ist es ebenfalls denkbar, dass beim Betrieb der VIPR, z.B. bei Reinigungs- und Desinfektionsarbeiten, organische Stoffe in die VIPR und Anschlüsse gelangen und so die Ausbrände verursachen.
Um konstruktions- und bauseitige Ursachen sicher auszuschließen, schlägt die BAM vor, eine neuartige Lebensdauerprüfung mit verdichtetem Sauerstoff für VIPR zu entwickeln und später in Normen zu überführen. Bei der zzt. üblichen Lebensdauerprüfung, die mit Luft bzw. mit Stickstoff durchgeführt wird, werden die VIPR mit einer vorgegebenen Anzahl von Öffnungs- und Schließvorgängen unter Last geprüft. Diese Prüfung hat sich durchaus bewährt, berücksichtigt aber nicht die Besonderheiten des Reaktionsverhaltens der Dichtungselemente und der eingesetzten Materialien mit Sauerstoff.
Gegenstand des Vorhabens ist es, VIPR auf einem „Sauerstoff-Lebensdauerprüfstand“ mit Sauerstoff unter hohem Druck zu untersuchen und ein Prüfverfahren zur sicherheitstechnischen Bewertung von VIPR für Sauerstoff zu entwickeln.
Neben der systematischen Untersuchung des sauerstoffspezifischen Einflusses auf die eingesetzten Dichtungen und Gleitmittel soll auch eine sicherheitstechnische Bewertung der VIPR vorgenommen werden. Dabei sollen sowohl industrielle/technische VIPR (gemäß EN ISO 22435) wie auch VIPR für medizinische Anwendungen (gemäß EN ISO 10524-3) untersucht werden. Im Ergebnis soll die Eignung des neuartigen Prüfverfahrens für die sicherheitstechnische Bewertung von VIPR festgestellt werden.
In der Praxis kommt es immer wieder zu Ausbränden von medizinischen Geräten und industriellen Anlagen mit Sauerstoff. Armaturen und Anlagenteile dürfen deshalb nur dann mit Sauerstoff verwendet werden, wenn sie sicherheitstechnisch für die entsprechenden Betriebsbedingungen geeignet sind. Neben ganz konkreten Anforderungen aus produktspezifischen Normen und Richtlinien, müssen die Prüfungen in vielen Fällen individuell auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten werden. Der Vortrag stellt die BAM-Sicherheitsphilosophie hinsichtlich der unterschiedlichen Anforderungen und Möglichkeiten der Beurteilung der Ausbrennsicherheit vor.
Alle nichtmetallischen und metallischen Materialien sowie alle Armaturen und Anlagenteile müssen für Sauerstoff- Anwendungen geeignet sein. Im ersten Teil des Vortrags werden die Prüfverfahren und Untersuchungsmethoden auf dem BAM Stammgelände sowie die Bewertungskriterien vorgestellt. Die BAM Sicherheitsphilosophie setzt bei der Interpretation der Prüfergebnisse teilweise auf strengere oder erweiterte Bewertungskriterien, um somit beispielsweise die bessere Übertragbarkeit der Laborergebnisse auf praktische Anwendungen zu gewährleisten. Im zweiten Teil des Vortrags werden die erweiterten Sauerstoff Untersuchungsmöglichkeiten auf dem BAM Testgelände Technische Sicherheit vorgestellt. Nach der Planung und der technischen Umsetzung konnte im Probebetrieb gezeigt werden, dass die neue, weltweit einzigartige 750 bar Sauerstoff Druckstoßanlage korrekt arbeitet. Da es sich um eine komplette Neuentwicklung für extreme Betriebsbedingungen handelt, wurden für ein korrektes Funktionieren der Anlage teilweise aufwändige Modifikationen notwendig. Für 2021 ist die Inbetriebnahme dieser Prüfeinrichtung geplant.