Ohne Zündung keine Explosion – so lässt sich die Grundlage der Funkendetektion auf den Punkt bringen. Doch ganz so einfach ist es in der Praxis nicht: Funkenerkennung ist eine komplexe Methode, um Brände und Explosionen zu vermeiden, die oftmals in Rohrleitungen nach schnell laufenden Maschinen oder Mühlen und Filtern auftreten. Anders als etablierte Konzepte zur Explosionsunterdrückung setzt das innovative Prinzip direkt bei den Zündquellen an, also noch bevor überhaupt ein Brand oder eine Explosion entstanden sind. Moderne Systeme sind in der Lage, gefährliche heiße Partikel und Funken zu identifizieren und in der betreffenden Rohrleitung zu löschen, bevor sie in den nächsten Behälter gelangen und dort Schaden anrichten können. Entscheidend für die Qualität der Erkennung sind die Technologie, mit der die Funken identifiziert werden sowie das Zusammenspiel des gesamten Detektions- und Löschsystems.

Detektion erkennt Funken und heiße Oberflächen

Wie viele technische Lösungen wurde die Funkenerkennung von ihren Anfängen bis hin zur aktuellen Ausprägung kontinuierlich weiterentwickelt. Mithilfe gängiger Verfahren konnten bislang vor allem Glut und glimmende Partikel oder mechanische Funken, die sichtbares Licht emittieren, als Zündquellen erkannt werden. Die entscheidende Neuerung von IEP Atexon macht sich die Tatsache zunutze, dass jeder Funke auch außerhalb des sichtbaren Bereichs eine bestimmte elektromagnetische Energie aussendet, die von speziellen Detektoren aufgefangen und gemessen werden können. Dadurch ist es möglich geworden, auch heiße Partikel zu erkennen, die kein sichtbares Licht emittieren und nur schwer mit herkömmlichen Detektoren zu erfassen sind.

Je nach Anwendung herrschen innerhalb von Produktionsprozessen unterschiedliche Temperaturen. In der holzverarbeitenden Industrie überschreiten die Betriebstemperaturen an den Stellen, wo Detektoren üblicherweise angebracht sind, nicht die Marke von 70 °C. Allerdings können die Betriebstemperaturen an der Detektionsstelle im Fall besonderer Anwendungen auch mehr als 100 °C betragen. Hier kommt es darauf an, dass Hersteller Detektoren zur Verfügung stellen, die passend für die jeweiligen Temperaturbereiche ausgelegt sind.

Nicht einsehbare Bereiche zu vermeiden, ist ein weiterer wichtiger Faktor für zuverlässige Funkenerkennung. Standardtechnologien haben einen Detektionswinkel von 100° bis 120°. Dadurch entstehen blinde Flecke, wo Funken am Detektor vorbeifliegen können, ohne erkannt zu werden. Für ein lückenloses Sichtfeld sind daher zwingend zwei Detektoren erforderlich – allerdings sind diese nur wirksam im Fall einer Staubabsaugung mit geringer Produktbeladung und nicht etwa bei Förderschurren oder Produktförderleitungen.

Ein weiterer Nachteil der klassischen Detektion: geringere Sensitivität aufgrund der Detektionsreichweite, innerhalb derer der Detektor den blinden Fleck seines gegenüberliegenden Pendants abdecken muss. Ist der Materialfluss zu stark, entsteht ein erhöhtes Risiko für nicht entdeckte Funken. Ebenfalls wichtig ist der Spektralbereich des Detektors. Bei reiner Infrarot-Empfindlichkeit sind lediglich Oberflächentemperaturen messbar, nicht jedoch verdeckte Strahlung.

180°-Sichtfeld für maximale Sicherheit

Um blinde Flecke zu vermeiden, hat IEP Atexon Funkendetektoren entwickelt, die über ein Sichtfeld von 180° verfügen. Einen entscheidenden Sicherheitsvorteil bietet zudem das Spektrum dieser Sensoren-Generation, das sowohl den Bereich Infrarot als auch nahes Infrarot umfasst. Die Folge: Funken können auch unter der Oberfläche oder hinter Partikeln erkannt werden – eine wertvolle Eigenschaft, wenn der Materialfluss anders als bei einer Absaugung eine größere Dichte aufweist oder grobe Partikel die Sicht auf den Funken verdecken. Besonders wichtig ist ein volles Sichtfeld beim Umgang mit Schüttgut, denn hier entfällt der gegenüberliegende Detektor, mit dem blinde Flecken eliminiert werden sollen – ein Risikofaktor, sofern die 180°-Sicht fehlt.

Neben dem Sichtfeld und dem Spektrum des Detektors spielt auch die Detektionstemperatur der Funken oder Partikel eine wichtige Rolle bei der Gefahrenprävention. Herkömmliche Systeme erkennen Funken erst ab einer Temperatur von 700 °C. Da es auch bereits bei niedrigeren Temperaturen zur Zündung kommen kann, haben die Entwickler von IEP Atexon dafür gesorgt, dass die neuesten Detektoren Partikel schon ab 300 °C erkennen können.

Ex-Schutz

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Sobald der Detektor einen Funken registriert, löst das System ein Signal aus und aktiviert die Löschautomatik. In der Regel dient Wasser als Löschmittel; je nach Anwendung oder Industrie müssen jedoch andere Substanzen oder mechanische Komponenten eingesetzt werden, beispielsweise Schleusensysteme oder Schnellschlussschieber, durch die die Rohrleitungen im Ernstfall automatisch abgeschottet werden oder der Funken ausgeschleust wird. Der Vorteil, wenn die Systemkomponenten aus einer Hand stammen: Die Prozessschritte sind optimal aufeinander abgestimmt und laufen extrem schnell ab. Gefährliche Funken müssen innerhalb von wenigen Millisekunden erkannt und gelöscht werden. Hier können insbesondere Komplett­anbieter ihre gesamte Expertise in die Waagschale werfen, um die geltenden Anforderungen zu erfüllen.

Bei den Löschsystemen von IEP Atexon wird Wassernebel versprüht. Dadurch wird die Feuchtigkeit in der Luft so stark erhöht, dass keine Explosion starten kann. Im Gegenteil: Der Funke wird gelöscht – schnell, effektiv und schonend für die betroffenen Anlagen, denn durch das feine Versprühen wird nur wenig Wasser benötigt und somit Schäden vermieden.

Präventiver und konstruktiver Explosionsschutz Hand in Hand

Umfassendes Know-how spielt nicht nur für die Entwicklung leistungsfähiger Systemkomponenten eine tragende Rolle. Vorausschauende Expertise erfordert auch die Abstimmung eines Systems auf die individuellen Gegebenheiten am Einsatzort. Dazu gehört insbesondere die effiziente Kombination von Funkenerkennungssystemen und Funkenlöschanlagen in Verbindung mit konstruktiven Explosionsschutzlösungen an der gesamten Anlage. Sollte es doch zu einer Zündung, wegen Elektrostatik oder heißen Oberflächen usw. kommen, können diese eine anlaufende Explosion aktiv unterdrücken oder für eine passive Druckentlastung sorgen. Der Hintergrund: Komplexe Anlagen bestehen üblicherweise aus einer Kombination von Einzelmaschinen beispielsweise von Mühle, Rohrleitung und Filter. Das gilt es auch beim Sicherheitskonzept zu berücksichtigen. In der Regel sind die Mühle und der Filter durch Vorrichtungen zur Druckentlastung oder Explosionsunterdrückung geschützt, während kurz vor dem Filter zusätzlich die Funkendetektion eingesetzt wird.

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Beim Blick über den Tellerrand einzelner Lösungskonzepte zeigt sich deutlich, dass Explosionsschutz und -prävention gemeinsam ein anwendergerechtes Gesamtkonzept für die Sicherheit von Produktionsanlagen bilden und die Verfügbarkeit der Anlage durch Funkendetektion stark erhöht wird.

Systemanbieter mit einem entsprechend breitgefächerten Portfolio können den Kunden maßgeschneiderte Lösungen aus einer Hand bieten.

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