Sichere Wartung von Farb- und Beschichtungsbehältern
Die Inertisierung von Behältern ist typischerweise mit Tanks verbunden, die direkt an einem Herstellungsprozess beteiligt sind, aber das ist nicht der einzige Anwendungsfall. In dieser Anwendung war eine Inertisierung erforderlich, nachdem der Herstellungsprozess abgeschlossen war und die Prozesstanks gereinigt wurden. Oft muss ein Tank auf einen Reinheitsgrad gereinigt werden, der nur mit brennbaren Lösungsmitteln erreicht werden kann, unabhängig von den Komponenten, die im Herstellungsprozess verwendet wurden. In diesem Artikel wird eine erfolgreiche Lösung für eine ähnliche Anwendung untersucht.
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Das Werk eines bekannten Farben- und Beschichtungsherstellers in Kalifornien verfügte über mehrere Behälter, die zur Herstellung von Farben und Beschichtungen auf Wasserbasis verwendet wurden. Da es auf Wasser basiert, stellte der Herstellungsprozess keine Brand- oder Verbrennungsgefahr dar und erforderte daher keine Inertisierung. Farbabstimmungsfarben zwischen Chargen erforderten strenge Toleranzen und spielten eine wesentliche Rolle bei der Erfüllung der Qualitätskontrollanforderungen. Um diesen Qualitätsstandard zu erreichen, wurde vom Werkspersonal ein sehr strenges Reinigungsprotokoll für die Behälter entwickelt, um sicherzustellen, dass alle Rückstände aus der vorherigen Charge vollständig entfernt wurden, selbst wenn der Tank für eine Charge derselben Farbe verwendet werden sollte.
Um diesen Qualitätsstandard zu erreichen, wurde vom Werkspersonal ein sehr strenges Reinigungsprotokoll für die Behälter entwickelt
Die Reinigung des Tanks wurde eingeleitet, indem ein rotierender Kopf mit mehreren Düsen durch eine Öffnung des Tanks eingeführt wurde. Der rotierende Kopf und die Düsen sprühten den Reiniger auf alle Innenflächen. Das Werkspersonal stellte fest, dass die einzige Möglichkeit, die Tanks vollständig gemäß den erforderlichen Standards zu reinigen, darin bestand, ein hochentzündliches flüchtiges Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis zu verwenden.
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Der strenge Reinigungsprozess führt die drei Teile des Feuerdreiecks ein: Kraftstoff – das Reinigungslösungsmittel. Zündung – es können Funken entstehen, wenn die rotierende Metalldüse mit den Tankwänden in Kontakt kommt. Sauerstoff – Luft, die beim Öffnen in das Gefäß eingedrungen ist. Der Werkssicherheitsingenieur stellte fest, dass die Risiken bei der Reinigung zu groß waren, und verweigerte die Genehmigung des ursprünglich vorgeschlagenen Verfahrens. Es musste eine Lösung gefunden werden.
Lösung
Nach sorgfältiger Überlegung bestand die effektivste Lösung darin, den Tank mit einem Inertisierungskontrollsystem auszustatten. Durch die Inertisierung, beispielsweise mit Stickstoff, wird die Luft aus dem Tank verdrängt. Durch das Entfernen der Luft sinkt der Sauerstoff auf ein sicheres Niveau und die Gefahr einer Verbrennung wird minimiert. Verschiedene Techniken zur Steuerung des Stickstoffflusses wurden bewertet und verworfen, da einige zu viel Stickstoff verbrauchen und möglicherweise große Mengen an VOCs in die Luft freisetzen könnten, wenn sie mit Stickstoff gemischt werden. VOC-Emissionen werden durch die kalifornischen Umweltvorschriften streng reguliert und müssen unter die zulässigen Schwellenwerte fallen.
Wie vom Werkssicherheitsteam festgelegt, musste die Betriebsgruppe nun überprüfen und dokumentieren, wann der Behälter inert war und somit der Reinigungsprozess sicher beginnen konnte. Diese Anforderungen wurden mit einem auf einem Sauerstoffanalysator basierenden Inertisierungssystem problemlos erfüllt.
Das vom Werksteam beschlossene Reinigungsverfahren erfüllte nun die entsprechenden Sicherheitsanforderungen
Das vom Werksteam beschlossene Reinigungsverfahren erfüllte nun die entsprechenden Sicherheitsanforderungen. Zunächst wird der Reinigungskopf in den entleerten Tank eingebaut. Als nächstes wird der Tank mit Stickstoff gespült, um so viel Luft wie möglich zu entfernen. Unter Verwendung der Messwerte des Sauerstoffanalysators wird der Tank auf eine sichere Sauerstoffkonzentration unterhalb der MOC (maximale Oxidationsmittelkonzentration) für das verwendete Lösungsmittel vor dem Einbringen des Lösungsmittels in den Tank abgeglichen. MOCs werden von den Herstellern der verschiedenen Lösungsmittel empirisch bestimmt und als Referenz veröffentlicht. Darüber hinaus hat die National Fire Protection Association (NFPA) Richtlinien herausgegeben, wie z. B. NFPA-69, die Benutzern dabei helfen, die empfohlenen maximalen Sauerstoffkonzentrationen auf der Grundlage des MOC des jeweiligen verwendeten Lösungsmittels zu bestimmen. Sobald der Ziel-MOC erreicht und über den Sauerstoffanalysator dokumentiert wurde, begann der Reinigungsprozess, bestehend aus dem Sprühen von Lösungsmittel aus dem Spinnkopf in den Tank. Der Analysator überwacht während des Prozesses aktiv den Sauerstoffgehalt und stellt sicher, dass keine Spitzen auftreten. Darüber hinaus bietet es historische Aufzeichnungen über jeden abgeschlossenen Prozess.
Sobald ein Ziel für die maximale Sauerstoffkonzentration festgelegt war, begann das Team mit der Bewertung der Durchflussraten der Rohmaterialversorgungsleitungen im System. Durch die Erhöhung der Beschickungsrate verschiedener Linien legten sie präzise Toleranzen für die Produktivitätssteigerung fest, während der Sauerstoff unter dem zulässigen Maximum gehalten wurde. Die Aufregung stieg, als die Daten ergaben, dass der Materialdurchsatz zum Mischbehälter mit einer ungefähren Rate von 2 ½ Mal ausreichend erhöht werden konnte, ohne die Sicherheit zu gefährden; Bestätigungswert in der vorgeschlagenen Einführung eines kompletten Sauerstoffanalysesystems.
Darüber hinaus können die vom Sauerstoffanalysator generierten Daten einfach in eine SPS eingespeist und zu Nachverfolgungszwecken gespeichert werden. Dies ist von unschätzbarem Wert für die Fehlersuche und Dokumentation der Sicherheitskonformität, falls erforderlich.
Fazit
Durch sorgfältige Planung und Implementierung eines auf einem Sauerstoffanalysator basierenden Inertisierungskontrollsystems konnte die Anlage ihre Ziele der Reinigung der Tanks auf sichere Weise und unter Einhaltung der Vorschriften für Umweltfreisetzungen erreichen. MSA Safety-Ingenieure unterstützten den Anlagenbetrieb bei der Auswahl sowohl der zu verwendenden Ausrüstung als auch des Sensors selbst. Aufgrund der rauen Umgebung konnten die Ingenieure eine Reihe von Komponenten zum Schutz und zur Verlängerung der Lebensdauer des Sensors empfehlen, wie z. B. Filter und Demister.
Mehrere Jahre nach der Installation des Systems arbeitet die Produktionsanlage weiterhin in einer verbesserten und sichereren Umgebung.
MSA-Gasinertisierungsexperten stehen zur Verfügung, um bei einer Vielzahl von Anwendungen zu helfen. Wenn Sie Unterstützung benötigen, geben Sie Projektdetails unter an myBacharach.com/GAsurvey und einer unserer Anwendungstechniker hilft Ihnen, Ihren Prozess durch Inertisierung zu optimieren.
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