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Organisationseinheit der BAM
The general requirement, that nonmetallic materials for oxygen service must be tested and found suitable for their intended use in plants and components is the current state of technical safety. However, numerous requests of manufacturers, sales offices, and users show that there is still a strong need for information on how these materials are tested and evaluated. Based on more than 60 years of expertise, this paper provides background information on BAM’s test approach. It explains why BAM applies additional assessment criteria on nonmetallic materials for certain use conditions. Hence, the test schedule as well as the final evaluation shall reflect the practical application in a more customer-related way in combination with a higher safety level. That is the demand of BAM’s safety philosophy.
Armaturen und Anlagenteile für Hochdruck-Sauerstoff enthalten meistens nichtmetallische Materialen als Sitz- und Dichtungswerkstoffe. Die Gefahr eines Ausbrands dieser Armaturen; ist grundsätzlich vorhanden, jedoch relativ gering, wenn neben dem richtigen Design geeignete metallische und nichtmetallische Materialien für die vorgesehenen Betriebsbedingungen von Druck und Temperatur gewählt werden. Aus sicherheitstechnischer Sicht sollte daher für Armaturen und Anlagenteile, die komplett aus Metall gefertigt und metallisch abgedichtet werden, eine noch geringere Gefahr eines Ausbrands bestehen. Während einer Versuchsreihe auf dem BAM-TTS- Frei Versuchsgelände mit Hochdruck-Sauerstoff brannte jedoch unerwartet ein solches - rein metallisches Anlagenteil - komplett ab. Bei diesen Versuchen platzt eine metallische Membran wie eine Berstscheibe bei einem bestimmten Sauerstoffdruck auf.
Die Gefahr eines Ausbrandes bei Armaturen und Anlagenteilen für Sauerstoff ist latent vorhanden wenn ungeeignete nichtmetallische Dichtungsmaterialien eingesetzt werden. Aus sicherheitstechnischer Sicht sollten daher komplett aus metallischen Materialien gefertigte und gedichtete Sauerstoffkomponenten kaum die Gefahr eines Ausbrands aufweisen. Auf dem 'BAM Testgelände Technische Sicherheit' (BAM-TTS) erfolgte der Ausbrand eines derartigen Sauerstoff-Anlagenteils daher völlig unerwartet. Neben dem heftigen Metallabbrand wurde glühendes metallisches Material bis zu 70 m weit geschleudert und führte zu mehreren Grasbränden. Die anschließenden Untersuchungen konzentrierten sich insbesondere auf die beiden Metallsorten Aluminium und Stahl, aus denen der Großteil der kommerziell erhältlichen Berstscheiben besteht.
Die meisten Sauerstoffarmaturen und -anlagenteile bestehen aus Metallen und enthalten nichtmetallische Materialen als Sitz- und Dichtungswerkstoffe. Die Gefahr eines Ausbrands ist grundsätzlich vorhanden, jedoch relativ gering, wenn neben der richtigen Konstruktion geeignete metallische und nichtmetallische Materialien für die vorgesehenen Betriebsbedingungen gewählt werden. Aus sicherheitstechnischer Sicht sollten Sauerstoffarmaturen und -anlagenteile, die komplett aus metallischen Materialien gefertigt und abgedichtet werden, ein noch geringeres Risiko eines Ausbrands aufweisen. Bei einer Versuchsreihe auf dem BAM-TTS-Freiversuchsgelände brannte unerwartet ein rein metallisches Anlagenteil komplett ab. Bei dieser Versuchsanordnung platzt eine metallische Berstscheibe bei einem bestimmten Sauerstoffdruck auf. Die anschließenden Untersuchungen konzentrierten sich auf die Frage, wie es bei diesem Versuch zu einem Ausbrand des massiven Anlagenteils kommen konnte. Im Vortrag werden die Ergebnisse der Untersuchungen diskutiert und die Sauerstoffverträglichkeit der verwendeten Metalle auf Grundlage des Abbrandverhaltens nach ASTM G 124-95 verglichen. Es wird versucht, die Frage zu beantworten, ob der Einsatz metallischer Berstscheiben zu einer Erhöhung der Brandgefahr in Sauerstoffanlagen führen kann.