Typische Vorfälle beim Füllen von Sauerstoff

Prepared by the Safety Advisory Group (SAG)
SAG NL 87/09/D
Inhalt
Typische Vorfälle bei der Sauerstoffbefüllung....................................................................Seite 1
Vorfälle in Anlagen zur Abfüllung von Sauerstoffflaschen................................................Seite 2-4
Typisches Resultat eines Sauerstoffvorfalls - beschädigte Einrichtungen.
Typische Vorfälle beim Füllen von Sauerstoff
•
An einen Füllstand wurden Sauerstoffflaschen
angeschlossen. Beim Öffnen des Ventils einer der
Flaschen kam es zum explosionsartigen Bersten der
Sammelleitung. Die Entzündung wurde entweder
durch Partikel an der Verbindung zwischen dem
flexiblen Schlauch und dem Ventilauslass oder durch
einen in dem Sauerstoffstrom mitgerissenen
Fremdkörper verursacht.
•
Als die Sauerstoffbefüllung abgeschlossen war,
begann der Füller mit dem Schließen der
Flaschenventile. Dabei stellte er fest, dass eine der
Flaschen leer war, da das Ventil geschlossen war. Um
einen Druckausgleich herbeizuführen, entschied der
Füller alle Flaschenventile wieder öffnen. Dabei
platzte einer der Füllschläuche.
•
Ein flexibler Schlauch an einem Füllstand für 4
Flaschen versagte. Bei noch geschlossenem
Füllstandsventil wurde eine Entzündung ausgelöst,
als eines der Flaschenventile geöffnet wurde.
•
Bei der Befüllung von vier neuen Flaschen
verursachte extreme Wärme ein katastrophales
Versagen einer Flasche. Die während der Befüllung
entstandene Wärme ist vermutlich auf eine
übermäßige Strömungsgeschwindigkeit des
Gases zurückzuführen.
•
Nach erfolgter Befüllung einer Sauerstoffflasche und
eines Bündels schloss der Füller die Ventile an
Flasche und Bündel. Beim Öffnen des
Entlüftungsventils kam es zum Bersten des flexiblen
Schlauchs.
•
Ein Brand ereignete sich am Füllstand, als der Füller
dort während der Befüllung eine zusätzliche 10Liter-Flasche anschließen wollte. Beim Öffnen des
Ventils kam es aufgrund des Druckstoßes und der
extremen
Strömungsgeschwindigkeit
zum
Ausbrennen von Flaschenventil, Anschlussstück,
Schlauch und Füllstand-Ventil.
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•
Nach abgeschlossener Befüllung und Schließen
des Flaschenventiles einer Sauerstoffflasche öffnete
der Füller das Entlüftungsventil.
Das Entlüftungsventil zündete, was wahrscheinlich
auf
während
vorherigen
Wartungsarbeiten
verbliebenen Restpartikeln zurückzuführen ist.
•
Während
der
Dichtheitsprüfung
von
Sauerstoffflaschen kam es nach der Befüllung zur
plötzlichen Entzündung eines Füllanschlusses.
•
Ein Füller schloss nach erfolgter Befüllung von
Sauerstoffflaschen alle Restdruckventile - bis auf
eines. Beim Öffnen des Entlüftungsventils zündete
der Füllanschluss des offenen Flaschenventils.
•
Während
der
Befüllung
einer
10-LiterSauerstoffflasche mit VIPR-System (Ventil mit
integrierter Druckregelung) kam es zu einer
Entzündung.
Der Füller wollte durch Anziehen der Fülladapter/
Füllanschlussverbindung eine Leckage beheben.
Dies führte zu der Entzündung.
UND ZAHLREICHE WEITERE VORFÄLLE
ÄHNLICHER ART
Sauerstoff-Vorfälle in Flaschenfüllanlagen
In den letzten Jahren wurde viel über Gefahren, Vorfälle und Sicherheitsmaßnahmen im Zusammenhang mit Sauerstoff
geschrieben. Mit Besorgnis betrachtet die SAG (Safety Advisory Group, Expertengruppe Sicherheit) wiederholte
Berichte über Vorfälle bei der Sauerstoffabfüllung. Um die Sicherheit zu verbessern, hat die SAG alle im
Zusammenhang mit Sauerstoff stehenden Vorfälle aus ihrer Unfalldatenbank sorgfältig analysiert und die gemeinsamen
Ursachen ermittelt, wobei der Hauptaugenmerk auf der Tätigkeit sowie der Art der betrieblichen Vorgänge zum
Zeitpunkt des Ereignisses lag.
Die Mehrzahl aller gemeldeten Vorfälle ereignete sich in Flaschenfüllanlagen, davon entfielen mehr als 80 % auf die Zeit
während des üblichen Betriebs und der normalen Abfüllvorgänge. Praktisch alle Vorfälle gehen mit einem manuellen
Eingreifen des Bedienpersonals einher.
Interessanterweise gleichen sich alle Vorfälle in ihrer Art, als
Ursache kommen im Wesentlichen drei Tätigkeiten in
Betracht:
A. Druckentlastung/Entlüftung
der
Sauerstoffabfüllanlage nach Beendigung der Füllung.
B. Anschluss von zusätzlichen Flaschen/Bündeln an
den Füllstand während des Füllvorgangs ODER
Öffnen des Flaschen-/Bündelventils, welches
während der Befüllung als geschlossen registriert
wurde.
C. Nachziehen von Anschlüssen unter Hochdruck zur
Beseitigung von Leckagen während des Füllvorgangs.
Die häufigsten Fehler:
1. Zu schnelles Öffnen eines Ventils.
2. Öffnen eines Ventils, das geschlossen bleiben sollte.
3. Öffnen von Ventilen in der falschen Reihenfolge.
Folgen der oben genannten Tätigkeiten und Fehler:
♦ Adiabatische Kompression
♦ Gasverwirbelung
♦ Übermäßige Strömungsgeschwindigkeit des Gases in
Rohrleitungen oder Komponenten
♦ Entzündung in einer sehr sauerstoffreichen
Atmosphäre
Daraus resultieren in der Regel schwere Verbrennungen,
zum Teil mit Todesfolge, sowie erhebliche Schäden an den
technischen Einrichtungen.
Tätigkeiten
A.
B.
C.
Druckentlastung / Entlüftung
Anschluss von zusätzlichen Flaschen/Bündeln
ODER Öffnen des Flaschen-/Bündelventils
während der Befüllung.
Nachziehen von Anschlüssen unter Hochdruck
während des Füllvorgangs
Fehler
1.
2.
3.
Zu schnelles Öffnen eines Ventils
Öffnen eines Ventils, das geschlossen bleiben sollte
Öffnen von Ventilen in der falschen Reihenfolge
♦
♦
♦
Adiabatische Kompression
Gasverwirbelung
Übermäßige Strömungsgeschwindigkeit des Gases
in Rohrleitungen oder Komponenten
Entzündung in einer sehr sauerstoffreichen
Atmosphäre.
Folgen
♦
Was ist passiert?
?
Die Untersuchungen sind nicht perfekt!
Daraus resultieren
Feuer, Energie freisetzung, Verletzungen,
Verbrennungen, Schäden.
Ergebnisse der Analyse von Sauerstoff-Unfällen
durchgeführt durch die SAG
Falsches Handeln und damit verbundenes menschliches Fehlverhalten können zu starken Druckstößen und hohen
Strömungsgeschwindigkeiten des Gases führen. Dies wiederum kann zu einer Entzündung verursacht durch Reibung,
Verwirbelung und/oder adiabatischer Kompression führen. Die Wahrscheinlichkeit einer Entzündung ist bei
Vorhandensein von Fremdkörpern und/oder Schmiermitteln sogar noch größer.
Die Mitglieder der SAG sind der Ansicht, dass sich die Vorfalluntersucher häufig zu schnell mit den gängigen Erklärungen
- adiabatische Kompression, Partikel oder Öl/Fett - zufrieden geben, ohne lückenlos nach allen potenziellen Ursachen zu
forschen. Siehe auch Sicherheitsinformationen, Menschliche Faktoren, Nr. 3 Menschliche Faktoren bei der Untersuchung
von Vorfällen (Safety Info HF 03/08).
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A) Druckentlastung/Entlüftung nach Beendigung der Füllung
Typischer Vorfall bei
Energiefreisetzung.
der Druckentlastung von
Bündeln
-
Typischer Vorfall bei der Druckentlastung von Bündeln beschädigte Einrichtungen. Kratzer hinter dem Handrad deuten
darauf hin, dass das Ventil mit einem Schraubenschlüssel zu
stark geschlossen wurde.
Nach Beendigung des Füllvorgangs wird die Abfüllanlage
drucklos gemacht. Die Erfahrung zeigt, dass der Brand in
der Regel von der Anschlussstelle zwischen Füllschlauch
und Bündel/Flasche ausgeht.
Der O-Ring als
schwächstes Glied entzündet sich fast sofort. Der
Schlauch birst einige Sekunden später unter starker
Energiefreisetzung.
Die Ursache hierfür liegt normalerweise in einem
schadhaften oder schlecht positionierten O-Ring. In
diesem Fall kann das Gas den O-Ring während der
Befüllung umgeben, und während der Druckentlastung
kann der O-Ring einem starten Druckstoß ausgesetzt sein.
Der O-Ring kann zerreißen, dabei gelangen die
Fragmente mit dem Gasstrom in den flexiblen Schlauch. In
der Sauerstoffatmosphäre können sich die O-RingFragmente aufgrund der Reibung sofort entzünden.
Trotz falscher Positionierung oder Beschädigung des OTypischer Vorfall bei der Druckentlastung von Bündeln Rings kommt es vor, dass die Verbindung während der
beschädigte Einrichtungen. Das Sicherheitskabel hat seine
Befüllung dicht ist. In diesem Fall tritt das Problem nicht
Aufgabe erfüllt, die Enden des geborstenen Schlauches wurden
zurückgehalten
offen zu Tage.
Welche Maßnahmen werden empfohlen, um solchen Vorfällen während der Druckentlastung vorzubeugen?
♦ O-Ring vor jeder Befüllung prüfen.
♦ Druckentlastungsventil muss langsam geöffnet werden.
♦ Nach dem Öffnen des Druckentlastungsventils soll sich der Füller nicht unmittelbar den Flaschen/Bündeln nähern.
♦ Das Bedienpersonal muss gut geschult sein. Arbeitsanweisungen müssen am Arbeitsplatz verfügbar sein oder in
unmittelbarer Nähe ausliegen.
♦ Die Eignung von für Sauerstoffanwendungen kompatiblen Ersatz-O-Ringen muss festgestellt werden. Diese ErsatzO-Ringe sind in sauberer Umgebung zu lagern.
B) Anschluss von zusätzlichen Flaschen/Bündeln an den Füllstand während des Füllvorgangs
ODER Öffnen des bei der Befüllung als geschlossen erkannten Flaschen-/Bündelventils.
Am Anfang der Befüllung von angeschlossenen Flaschen
beginnt der Druck zu steigen.
Kommt nun eine
zusätzliche Flasche bzw. ein zusätzliches Bündel hinzu
und ist das Ventil von Flasche/Bündel geöffnet, führt der
hohe Differenzialdruck im Bereich des Ventils zu einer
extrem hohen Strömungsgeschwindigkeit.
Wird zudem das Ventil am Füllstand vor dem Flaschen/Bündelventil geöffnet, so kann dies im Füllschlauch zur
adiabatischen Kompression führen.
Hohe Strömungsgeschwindigkeit, Verwirbelung und
adiabatische Kompression erzeugen Wärme, die
wiederum das Material des O-Rings oder des Ventilsitzes
entzünden kann.
3
Bei hoher Druckdifferenz wird der Ausbrand in die
Flasche gehen, das Oberteil der Flasche wird
geschwächt und kann unter Umständen weggesprengt
werden.
Zum annähernd gleichen Ablauf kommt es, wenn der
Füller während des Füllvorgangs eine Flasche mit
geschlossenem Ventil entdeckt (kalte Flasche) und
dieses Ventil noch während des Füllvorgangs öffnet. Der
Anschluss einer zusätzlichen Flasche an den Füllstand
während der Befüllung geschieht häufig aufgrund von
Zeitdruck und betrieblichen Zwängen.
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♦
Oberteil einer Flasche nach einem Vorfall.
Dieses
Flaschenventil brannte aus, als an den Füllstand während des
Füllvorgangs eine zusätzliche Flasche angeschlossen wurde.
Wie kann man Vorfällen während der Befüllung vorbeugen?
♦ Das Bedienpersonal ist eingehend zu schulen und über die möglichen Gefahren aufzuklären.
♦ Am Arbeitsplatz sind Arbeitsanweisungen mit Hinweis auf die hier beschriebenen Folgen vorzuhalten.
C) Nachziehen von Anschlüssen zur Beseitigung von Leckagen während des Füllvorgangs
Entweicht während des Füllvorgangs Gas aus einer
Hochdruckverbindung durch eine kleine undichte Stelle
oder Öffnung, so führt dies lokal zu überhöhten
Strömungsgeschwindigkeiten.
Wird nun versucht, die undichte Stelle zu schließen,
verringert sich die Größe der Öffnung und die
Strömungsgeschwindigkeit des Gases steigt weiter an.
Andererseits führt der zusätzliche Krafteinsatz beim
Schließen einer Leckage zur Wärmeentwicklung durch
Reibung zwischen
Teilen oder zu Schäden an
Verbindungselementen. Wie oben beschrieben, können
all diese Faktoren zur Entzündung führen.
Sind zum Anziehen der Verbindung zusätzliche Werkzeuge wie
Schraubenschlüssel oder „Engländer“ erforderlich, so deutet dies in
der Regel darauf hin, dass mit dem O-Ring etwas nicht stimmt!
Wie kann man Vorfällen bei Leckagen während des Füllvorgangs vorbeugen?
♦ Es ist dafür zu sorgen, dass Anweisungen vorhanden sind, durch die das Beheben von Leckagen unterbunden wird,
solange der Füllvorgang nicht sicher beendet und die Anlage drucklos gemacht wurde.
Die EIGA bittet alle Mitgliedsfirmen, deutlich auf die in diesem Newsletter beschriebenen
Belange aufmerksam zu machen und sicherzustellen, dass die mit der
Sauerstoffbefüllung betrauten Vorgesetzten/Mitarbeiter sich den damit verbundenen
Gefahren bewusst sind.
HAFTUNGSAUSSCHLUSS
Alle von der EIGA oder in ihrem Namen herausgegebenen technischen Veröffentlichungen einschliesslich Anleitungen, Sicherheitsvorschriften und
alle andere in diesen Veröffentlichungen enthaltenen technischen Informationen stammen aus glaubwürdig erscheinenden Quellen und beruhen auf
den technischen Informationen und den Erfahrungen, die bei Mitgliedern der EIGA oder anderen Personen zur Zeit der Herausgabe dieser
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EIGA empfiehlt ihren Mitgliedern, sich auf diese Veröffentlichungen zu beziehen oder sie anzuwenden; gleichwohl erfolgt die Bezugnahme auf oder
der Gebrauch von EIGA-Veröffentlichungen durch die Mitglieder oder Dritte rein freiwillig und unverbindlich.
Daher übernehmen EIGA oder ihre Mitglieder keine Garantie für die Ergebnisse und übernehmen keine Gewährleistung oder Verantwortlichkeit im
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Informationen oder Empfehlungen, die in den EIGA-Veröffentlichungen enthalten sind, sei es durch einzelne Personen oder Unternehmen
(einschliesslich EIGA-Mitglieder), und EIGA schliesst ausdrücklich jegliche Gewährleistung im Zusammenhang damit aus.
EIGA‐Veröffentlichungen werden regelmässig überarbeitet, und die Anwender sollen darauf achten, sich die neueste Ausgabe zu beschaffen.
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