IR-Kameras zur Entdeckung von Leckagen

Raffinerieanlagen unterliegen einer generellen Revision, einer gigantischen Inspektions- und Instandhaltungsmaßnahme, während derer die Einheiten außer Betrieb genommen, teilweise demontiert, gereinigt, gewartet und g­etestet werden. Der Bayernoil-Raffinerieverbund bestehend aus drei Raffinerie-, Produktions- und Tanklagerstandorten in Ingolstadt, Neustadt und Vohburg gehört den Ölgesellschaften OMV, Agip, BP und Ruhr Oel und geht bei der Revision neue Wege.

Am Standort Vohburg sind während der Revision rund 1500 zusätzliche Arbeiter in diesen Vorgang involviert, der normalerweise mehrere Wochen dauert. „Unser Hauptmotiv für die Anschaffung der FLIR-Kamera der GF-Serie ist die Minimierung des Austritts von Kohlenwasserstoffgasen aus unseren Leitungssystemen, speziell Undichtigkeiten in der Nähe von Flanschdichtungen" erläutert John Stapleford, Manager für Arbeitssicherheit und Umweltschutz der Bayernoil-Anlagen. Das Anfahren der gewarteten Vohburg-Einheiten bot eine ausgezeichnete Gelegenheit für die Untersuchung der Anlagen nach Undichtigkeiten, die nach der Maßnahme noch verblieben sein könnten.

Bayernoil hat die GF-Serie in seine Programme zum Aufspüren und Reparieren von Gasundichtigkeiten integriert. Obwohl die Umwelt- und Sicherheitsbestimmungen streng sind, gibt es derzeit kein spezifisches europäisches LDAR-Programm (Leak Detection and Repair = Leckage-Detektion und -Behebung), das festlegt, wie oft und vollständig Unternehmen Lecks flüchtiger organischer Verbindungen aufspüren, reparieren und melden müssen.

Bayernoil beabsichtigt, seine Erfahrungen mit anderen GF-Serie-Anwendern innerhalb der Unternehmen der Bayernoil-Eigner auszutauschen, um optimale Inspektionsintervalle festlegen zu können. „Wir bei Bayernoil verfolgen eine strenge „Null-Unfälle-Politik", der Stellenwert der vorbeugenden Instandhaltung ist an unseren drei Standorten sehr hoch", bemerkt Herr Stapleford. „Die GF-Kamera leistet einen wesentlichen Beitrag zur Prozesssicherheit. Dabei ist die Inspektion von Hochdrucksystemen von besonderem Interesse, denn dort ist am häufigsten mit dem Auftreten von Undichtigkeiten zu rechnen."

IR-Kameras machen gefährliche ­Gaslecks ausfindig
Viele chemische Verbindungen und Gase sind für das bloße Auge unsichtbar. Und doch wird in vielen Chemie- oder Petrochemie-Unternehmen vor, bei oder nach einem Produktionsprozess intensiv mit diesen Stoffen gearbeitet. FLIR Systems hat dafür mit der GF-Serie eine Infrarotkamera auf den Markt gebracht, die Gaslecks sofort visualisiert. Die FLIR-Kameras für die Gasdetektion stellen austretende Gase visuell dar und zeigen dazu ein komplettes Bild des überwachten Bereiches an. Leckagen erscheinen so als Rauch im Sucher der Kamera oder auf dem LC-Display - der Anwender sieht so flüchtige Gasemissionen sofort. Das Bild wird in Echtzeit dargestellt und kann als Filmsequenz in der Kamera gespeichert werden zur Dokumentation, Archivierung oder zum Versenden per E-Mail.

Herkömmliche technische Lösung
Die Lokalisierung von Lecks flüchtiger Gasverbindungen war bisher aufwändig. Die herkömmliche Technologie basiert auf der Toxic Vapor Analyzer (TVA) oder „Schnüffel"-Technologie. Auf der Suche nach Gaslecks kontrolliert dabei ein Prüfer alle Anlagen an vorher markierten Stellen. Eine große Raffinerie hat bis zu einer Million solcher Stellen (Tags): Leitungen, Flansche, Dichtungen, Ventile und Fackeln. Ein Inspektor mit einem TVA-Gerät kann durchschnittlich 500 Tags pro Tag kontrollieren.

Erfahrungen haben gezeigt, dass bis zu 84 Prozent der Lecks bei weniger als einem Prozent der Anlagenteile auftreten. Das bedeutet, dass bei der Untersuchung bisher oft 99 Prozent der teuren und zeitraubenden Inspektionsmittel zum Überprüfen von sicheren, nicht leckenden Bauteilen eingesetzt werden. Hinzu kommt, dass die früher ausschließlich verwendeten Technologien:

• das Prüfpersonal diesen unsichtbaren und potenziell schädlichen und gefährlichen Chemikalien aussetzen,
• Wind und Wetter nicht berücksichtigen, was ungenaue Messungen ergeben kann,
• nur Aussagen über die vorher festgelegten Prüfstellen zulassen, an denen die Messungen in nächster Nähe direkt erfolgen.

Neue Lösung: Sicheres Abtasten von Tausenden Objekten
Während ein Inspektor mit einem TVA-Gerät durchschnittlich 500 Tags pro Tag kontrollieren kann, schafft ein Kontrollprogramm mit der FLIR-GF-Kamera bereits mehr als einhundert solcher Objekte pro Stunde. Die Kamera sorgt in diesem Bereich für einen enormen Zeit- und Kostenvorteil. Mit einer Gasdetektionskamera kann sich der Anwender aber nicht nur schnell einen Überblick verschaffen, sondern auch sofort größere Bereiche von einer genaueren Untersuchung ausschließen. Und wenn einmal ein Problem gefunden wird, kann ein Serviceteam dank des eingebauten GPS umgehend zum richtigen Ort dirigiert werden. Das hat vielen Anwendern der GF-Serie große Einsparpotentiale bei Zeitaufwand und Personal eröffnet. Damit erfasst eine handliche Infrarotkamera schnell und einfach flüchtige organische Verbindungen und Gase. Dank ihrer Technologie visualisieren die Kameras der GF-Serie von FLIR Systems Gaslecks unmittelbar. Für das menschliche Auge unsichtbare Gase werden in Echtzeit klar und deutlich als Rauch dargestellt. Die Bilder können als Filmsequenzen gespeichert, und archiviert werden.

Anschließende Messungen mit einem Toxic Vapor Analyzer
Dabei ist die Infrarotkamera als Ergänzung zu sehen, die einen effizienteren Einsatz der TVAs und damit größere Sicherheit bei gleichzeitig sinkenden Inspektionskosten ermöglicht. Denn nachdem das Leck mit GF-Kamera aus einer sicheren Entfernung schnell und sicher ermittelt wurde, kann anschließend mit einem Toxic Vapor Analyzer die Konzentration des entweichenden Gases bestimmt und entsprechende Maßnahmen getroffen werden. Inspektionen mit Infrarotkameras bieten gegenüber den herkömmlichen Technologien viele Vorteile. Denn eine handgehaltene Infrarotkamera ist ein schnelles, kontaktloses Messinstrument, das auch an schwer erreichbaren Stellen eingesetzt werden kann. Die GF-Serie ist also ein wirklicher Meilenstein auf den Gebieten der Sicherheit und des Umweltschutzes.

Kamera-Technologie
Den intelligenten Kern der GF-Kameras bildet ein gekühlter Indium-Antimonid-(InSb)-Detektor. Dieser Sensor erzeugt klare Bilder mit einer Auflösung von 320x240 Pixel - bei dieser hohen Auflösung werden die Details ausgezeichnet dargestellt. Die GF-Serie funk­tioniert bei einer Umgebungstemperatur von -20 °C bis +50 °C. Mit einer Stoß­beständigkeit von 40 G und einem Gewicht von nur 2,5 kg ist diese handgehaltene Infrarotkamera ein praktisches und robustes Gerät für die Anwendung in industriellen Bereichen. Die GF-Serie erzeugt Infrarotbilder in Echtzeit und mit einer Bildfrequenz von 60 Hz (oder 60 Bildern pro Sekunde) im gängigen PAL-Format. Mit diesen Eigenschaften können kilometerlange Rohrleitungen aus fahrenden Fahrzeugen überprüft oder Tankwagen aus sicherer Entfernung auf Gaslecks kontrolliert werden. Mit dem 24°-Objektiv kann die GF-Serie kleinere Lecks bereits aus sicherer Entfernung ermitteln.

Die GF-Serie-Variante mit optional erhältlichem Teleobjektiv kann sogar aus einem Hubschrauber eingesetzt werden, um Lecks an Schiffen, Vorratstanks und Rohrleitungen zu erfassen. GasFindIR kann die folgenden Verbindungen in Gasform ausfindig machen: Benzol, Butan, Ethan, Ethylbenzol, Äthylen, Heptan, Hexan, Isopren, MEK (Methyl-Ethyl-Keton), Methan, Methanol, MIBK (Methyl-Isobutyl-Keton), Oktan, Pentan, 1-Pentan, Propan, Propylen, Toluen und Xylen.