Rohre einfrieren mit flüssigem Stickstoff

Lernen was wichtig ist beim Trockeneisstrahlen bevor Sie  investieren….

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Grundlagen Flüssiger Stickstoff

Das grundlegende Prinzip des Verfahrens „Rohre einfrieren“ macht bei Betrachtung des angewandten Frierprozesses einen einfachen Eindruck und kann daher prinzipiell auch relativ einfach erklärt werden.  

Eine offene oder geschlossene Manschette wird um eine Rohrleitung montiert und abgedichtet. Diese wird anschließend mit flüssigem Stickstoff gefüllt. Die Kälteenergie des flüssigen Stickstoffes strebt einen Temperaturausgleich an und entzieht damit dem Rohr und der Flüssigkeit die Wärme. Der Stickstoff verdampft, die Flüssigkeit im Rohr geht in einen festen Zustand über (z.B. bei Wasser bildet sich Eis) und es entsteht so ein relativ druckfester Verschluss.  

Angewendet werden kann das Verfahren „Rohre einfrieren“ an Rohrleitungssystemen, die den genannten Kriterien und Voraussetzungen entsprechen. Hiermit beginnt dann die sicherheitstechnische Betrachtung. 

Denn nicht nur die Frage: „Ob das Rohr platzen kann“ ist wichtig, sondern besonders die Fragen zum Energieaustausch.  

Denn wie schon in der Einleitung erwähnt basiert das Verfahren nur auf dem Prinzip des Potentialausgleichs. Es muss also dem Rohr eine gewisse Menge an Energie entzogen werden. Hierzu wird dann also eine bestimmte Menge an flüssigem Stickstoff benötigt. Hierzu aber später mehr.

 

Hat sich der Verschluss gebildet, können Änderungsarbeiten durchgeführt werden, ohne dass das gesamte System z.B. eine Heizungsanlage, entleert oder eine Produktionsanlage abgeschaltet werden muss. 

Wie gesagt,- prinzipiell einfach oder es folgen nun viele Faktoren die im Vorfeld aufgenommen, bewertet und beim Frierprozess zu beachten sind 

Eine sichere Anwendung des Verfahrens „Rohre einfrieren“  ist aber immer nur dann gegeben, wenn alle technischen Rahmenbedingungen dieser Abhandlung berücksichtigt wurden. Darüber hinaus ist die sichere Durchführung aber auch von der Erfahrung des Einsatzleiters abhängig, da sich oftmals die tatsächlichen Rahmenbedingungen, von denen der im Vorfeld theoretisch angenommenen Situation unterscheiden.

Das Verfahren selbst wurde durch Mitarbeiter der Firma Messer Griesheim GmbH heute Messer in den 80 ger Jahren entwickelt und durch den TÜV Rheinland sicherheitstechnisch unter dem Namen Cryostop beurteilt. Die Namensrechte Cryostop hat inzwischen das Unternehmen Industrie Engineering Service GmbH

 

Urkunde

 

Im Vorfeld eines Einsatzes werden also  alle Faktoren mittels dem Formblatt IES-Rohrfrosten erfasst. Dieses Formblatt sollte durch den Kunden ausgefüllt werden, wobei zur Erläuterung zusätzliche Fotos vom Einsatzort bei der Bewertung der Rahmenbedingungen von Vorteil sind, wenn keine Ortsbesichtigung im Vorfeld stattfindet. Auf Basis dieser Dokumente basieren dann die weiteren Planungen

Mit einer ersten Betrachtung, der Machbarkeitsprüfung wird der angedachte Rohrfrosteinsatz anhand der übermittelten Daten auf technische Umsetzbarkeit, geprüft.

Formblatt s. Download-Center  oder Datenerfassung Rohrfrosten PC

Wie in der Einleitung erwähnt stellen die Daten die mit dem Formblatt Rohrfrosten, vom Kunden übermittelt werden, die Basis für die Auswertung und dienen so später als Planungsgrundlage für den Rohrfrosteinsatz und Nachweis für eventuelle Abweichungen im späteren Einsatzfall.

Folgende Faktoren sind zu erfassen:

Anzahl der Frierstellen:

Zunächst ist die Anzahl der Frierstellen festzulegen.  D.h. muss das System,- die Leitung, nur in eine Richtung abgesperrt werden z.B. das eine Hauptleitung in Betrieb bleibt und somit nur ein Nebenstrang abgesperrt werden soll oder soll die Leitung an 2 Stellen verschlossen werden, da in diese z.B. eine Einbindung vorgenommen werden soll oder ein Schieber auszuwechseln ist.

Auch kann es sein das das Vor und der Rücklauf eines Heizungssystems einzufrieren ist. Damit wären es mindestens 2 oder bei beidseitiger Absperrung sogar 4 Frierstellen.

Die Anzahl der Frierstellen wirkt sich natürlich bei der späteren Betrachtung des Stickstoffbedarfs aus, anderseits aber auch auf die Bedienung der Manschetten. Sind diese alle unmittelbar beieinander kann die Versorgung mit einem Behälter und einer Person durchgeführt werden. Manchmal befinden sich die Frierstellen aber in unterschiedlichen Räumen. So müssen ggf. 2 Behälter zu Versorgung der Manschetten mit flüssigem Stickstoff vorgehalten werden und vielleicht sogar 2 Mitarbeiter das Nachfüllen gewährleisten.

Frostkästen

Ggf. müssen auch mehrere Leitungen verschiedener Nennweiten hintereinander gefroren werden. In diesem Fall ist ein genauer Ablaufplan zu erstellen

 Nennweiten

Das zweite Kriterium sind die Nennweiten die oft mit DIN Normen (s. Anlage) angegeben werden (z. B. DN 100)  Jede Rohrleitung hat je nach DIN einen bestimmten Durchmesser, zudem kommen Kupferrohre, Siede und Gewinderohre, alte und neue Bezeichnungen und Normen hinzu. Da die Manschetten relativ genau und fest auf die Rohrleitung gepresst (abgedichtet) werden müssen, ist die Angabe des Durchmessers in mm unbedingt notwendig, so kann so die richtige Manschette der späteren Ausführung zugeordnet werden.

Natürlich nehmen auch die Nennweiten der Rohre einen erheblichen Einfluss auf den Stickstoffbedarf und die Frierzeit, da sich hierüber u.a. die Wärmemenge und damit der notwendige Wärmeentzug ergibt. Wie die entsprechenden Stickstoffmengen berechnet werden und welche Frierzeiten damit zu berücksichtigen sind werden wir bei der Auftragsplanung erörtern.

Sollen Rohre mit verschiedenen Nennweiten gefroren werden, so ist es sinnvoll zu prüfen ob ein Projektablauf möglich ist, indem die kleineren Rohre zuerst gefroren werden können, da die größeren Nennweiten eine längere Einfrierzeit haben. In dieser Zeit können bereits die kleineren Rohre bearbeitet werden, da diese eben kürzere Frierzeiten bedingen.

Die Nennweiten der Rohre stehen thermodynamisch betrachtet mit dem Medium und der Temperatur in Verbindung. D.h. nicht jede Nennweite kann mit jedem Medium und nicht mit jeglicher Temperatur gefroren werden. Thermodynamische Prozesse, wie das mögliche Auftreten von unterschiedlichen Dichten, hervorgerufen durch die Abkühlung oder Zwangskonvektionen durch eine angrenzende Rohrleitung, sowie die Lage der Leitung selbst, beeinflussen den Frierprozess mit grö0er werdender Nennweite immer stärker. Hierauf kommen wir aber noch mal bei der Betrachtung von Medium und Temperatur zu sprechen. Dieses Phänomen muss ganz besonders bei einem Projekt am Anfang des Frierprozesses beachtet werden, denn wenn das nicht bemerkt wird, kann sehr viel Kälteenergie quasi vernichtet werden, das dann später für die Haltephase nicht mehr zur Verfügung steht.

Medium

In der Regel werden Wasserleitungen eingefroren. Wasser erstarrt (so sagt man) bei einer Temperatur von 0 oC zu Eis. Beim Gefrieren bilden  Wassermoleküle Kristalle. Die Moleküle sind dabei über so genannte Wasserstoffbrückenbindungen (H2) miteinander verbunden. Sie beruhen auf schwache elektrostatische Anziehungskräfte zwischen diesen positiv geladenen Wasserstoffatomen (H2) und den negativ geladenen Sauerstoffatomen (O)   Somit bezeichnet man Wasser auch als H2O.

Sinkt die Temperatur (bei Normaldruck) unter den Gefrierpunkt von null Grad Celsius, wird die thermische Aktivität geringer, die Bewegungsenergie lässt also nach, jedoch wird die anziehende Wechselwirkung zwischen den Wassermolekülen dabei größer. Es bildet sich so eine Kristallstruktur aus. Wichtig hierbei sind sogenannte Kristallisationskeime,  im Grunde sind das Verschmutzungen, die den Keimprozess als Bindungsquelle unterstützen. Eis hat eine geringere Dichte als Wasser, daher schwimmt Eis auch beim Gefrieren eines Sees auf der Oberfläche.

Beim Gefrieren dehnt sich Wasser aus. Das ist auch der Grund warum Wasserleitungen im Winter platzen. Wie diese Kräfte zu kontrollieren sind und wie man verhindert das eine zu Gefrierende Leitung nicht platzt dazu später mehr.

Jeder Stoff kann eine gewisse Wärme aufnehmen, speichern oder abgeben.

Diese spezifische Wärmekapazität ist von Stoff zu Stoff unterschiedlich, bei Wasser beträgt sie c = 4190J · kg-1K-1.

Die Formel zur Berechnung lautet (wenn sich der Aggregatzustand nicht ändert):

Dabei ist:

  • „ΔQ“ ist Änderung der Wärmeenergie in Joule [ J ]
  • „m“ ist die Masse in Kilogramm [ kg ]
  • „c“ ist die spezifische Wärmekapazität in Joule pro Kilogramm mal Kelvin [ J / ( kg · K ) ]
  • „ΔT“ ist die Temperaturänderung in Kelvin [ K ]

Da wir aber eine Phasenwechsel flüssig fest herbei führen wollen kommen später noch weitere Betrachtungen zum Wärmeentzug und damit zum Kältebedarf hinzu. Hier betrachten wir zunächst einmal das Medium an sich.

Wasser hat eine weitere Eigenschaft. Seine größte Dichte liegt bei 4 oC.

Auch diese Eigenschaft wirkt sich beim Gefrieren von Rohrleitungen, insbesondere bei größeren Nennweiten und höheren Temperaturen aus. (Konvektion)

Somit werden wir auch später besonders die Grenzschicht des gebildeten Eises im Rohr zum noch nicht gefrorenen Wasser genauer betrachten. Hier kommt dann auch die Wärmeleitung der einzelnen Stoffe zum Tragen.

Natürlich kann man auch andere Flüssigkeiten wie Thermoöle, Laugen, Schweröle Klärschlamm, Säuren…. einfrieren. Jedoch müssen die Stoffe im Einzelfall hinsichtlich Gefrierverhalten, Wärmeleitfähigkeit und vor allem Druckfestigkeit betrachtet werden und ggf. sogar Versuche im Vorfeld durchgeführt werden.

 Beurteilung der mechanischen Beanspruchung

Rohrleitungen aus ferritischem Stahl sind eigentlich nicht für tiefe Temperaturen also auch nicht für die Anwendung von flüssigem Stickstoff geeignet. Durch das abschnittsweise Kühlen auf eine Temperatur von -196 °C entsteht zusätzlich eine spannungstechnische Belastung der Leitung axial und radial, die im Rahmen der Leitungslage selbst und der Wanddicke zu bewerten ist.

Durch diverse Versuche, Untersuchungen der Materialeigenschaften mit Zugproben und Kerbschlagbiegeversuchen und letztendlich durch tausende Rohrgefrierrungen wurde nachgewiesen, dass die Kältewirkung keine Überbeanspruchung des Rohres bewirkt, wenn bestimmte Rahmenbedingungen eingehalten werden: Ebenso tritt bei den untersuchten Rohrwerkstoffen keine bleibende Gefügeveränderungen nach dem Gefrieren und Wiedererwärmung der Leitung aus, die eine Beeinträchtigung bei späterer Nutzung darstellen würde.

münchen DN 200

Zunächst muss die auftretende Längsspannung, die sich in Folge des Schrumpfens, aus dem Abkühlprozess ergibt geprüft werden. Da der Schrumpf nur im abgekühlten Rohrstück stattfindet, kompensiert ein Rohrleitungsstück von etwa 20 x D diese auftretende Spannung.

Wird die Manschette zu Beginn der Gefriermaßnahme mit Stickstoff befüllt, liegt der Stickstoff zunächst an der Außenwand des Rohres an. Die Innenwand des Rohres hat noch die Temperatur des Mediums. Somit entsteht hier ein Temperaturgradient, der ebenfalls Spannungen aufbaut. Mit zunehmendem Temperaturausgleich lassen diese Spannungen aber nach, wobei das Rohr selbst auch vom Durchmesser her schrumpft.

Stähle, deren grundsätzliche Eignung für tiefe Temperaturen nachgewiesen ist, sind Austenite Diese werden aber in Fernwärmesystemen in der Regel nicht eingesetzt, eher unlegierte und niedriglegierte Rohrwerkstoffe.  Eine Untersuchung der Zugfestigkeit bei -196 °C ergab das entsprechende Rohrleitungswerkstoffe wesentlich höhere Werte zur Zugfestigkeit aufzeigten. Allerdings muss man beachten, dass die Werte „Kerbschlagarbeit“, durch den nicht mehr vorhandenen Elastizitätsbereich, stark abnehmen.

Das hat zur Folge die weitere mechanische Beanspruchung, z.B. durch Schlageinwirkung auszuschließen sind. Auch wurde durch Werkstoffuntersuchungen an verschiedenen Rohrwerkstoffen festgestellt, dass durch das Unterkühlen mit flüssigem Stickstoff keine bleibende Gefügeveränderungen erfolgt. Die Kennwerte von Festigkeit, Zugspannung, Brucheinschnürung und Kerbschlagarbeit haben nach Wiedererwärmung die vorherigen Werte erreicht.

Eine Veränderung der Eigenschaften durch Kühlen mit flüssigem Stickstoff kann somit für den Regelfall ausgeschlossen werden.

 

Druckaufbau im Rohrsystem durch einen Eispfropfen

Beim Gefrieren von Wasser ist eine Volumenerweiterung von etwa 10 % durch den Phasenwechsel zu erwarten. Dies hat zur Folge, dass ein noch nicht ganz ausgebildeter Pfropfen, weiterwächst, da kein stationäres Temperaturprofil vorliegt, und einen Druckaufbau in einem abgeschlossenem Rohrstück bewirken kann. Da Wasser relativ inkompressibel ist, kann eine Kompensation nur stattfinden, wenn die Rohrleitung relativ lang ist (je nach Nennweite min 20 x D). In allen anderen Fällen z.B. bei gegenüber liegenden Pfropfen, muss eine Druckentlastung vorgesehen werden.

Müssen 2 Pfropfen gegeneinander gefroren werden, weil z.B. eine Einbindung vorgenommen werden muss, sollte man zunächst mit dem Gefrieren einer Seite beginnen und zeitversetzt dann die andere Seite frieren. Kann man den Druck entlasten z.B. durch Öffnen eines Kugelhahns oder lösen eines Flansches, kann hierdurch die Druckentlastung und auch gleich die vollständige Ausbildung des Verschlusses geprüft werden.

 

Horst

 

 

 

Festigkeit des Eispfropfens

Bei Untersuchungen zur Druckfestigkeit wurden Nennweiten bis DN 400 mit Manschetten von 3 x D untersucht. Mit Druckproben wurde nachgewiesen das die Druckfestigkeit min 160 bar betragen hat.

Die tatsächliche Pfropfenfestigkeit liegt aber in Abhängigkeit zur Nennweite und dem Rohrmaterial höher und wurde durch verschiedene Versuche mit Druckproben bis zu 400 bar bestätigt. Das zeigt zunächst einmal auf wie hoch die Festigkeit des Eises ist.

Andere Medien, z.B. Öle haben wesentlich geringere Festigkeiten des Verschlusses, was unbedingt bei der Planung eines Rohrfrosteinsatzes zu beachten ist.

Voraussetzung für die Festigkeit des Verschlusses ist in erster Linie die Rohroberfläche, also die Rauigkeit und somit die Adhäsionskraft. Es wurde nachgewiesen, dass die radialen Kräfte des Pfropfens, bei Betrachtung der Festigkeit fast zu vernachlässigen sind, da u.a. der Eispfopfen, mit zunehmender Abkühlung, auch weiter schrumpft.

Bestätigt wird diese Aussage auch durch die Tatsache, dass die Festigkeiten der Pfropfen bei Edelstahlrohren geringer sind, da hier die Rohre innen glatter sind und so die Rauhigkeitswerte geringer sind. Hinzu kommt bei größeren Edelstahlrohren (ab DN 300) ein gewisses elastisches Verhalten selbst im Tieftemperaturbereich, das zu Aufweiten des Rohres bei gewissen Drücken ab ca. 70 bar führen kann.  Dies geschieht aber nur wenn nach dem Frieren der Druck aufgebracht wird,- z.B. bei Druckproben.

Grenzen bzw. Voraussetzungen des Verfahrens

Eine Rohrleitung, die eingefroren werden soll muss strömungslos sein.

Der Stickstoff kann dem Wasser nur eine bestimmte Menge an Energie /Zeit entziehen. Um den Phasenwechsel von flüssig zu fest ermöglichen zu können muss dem Wasser also soviel Energie entzogen werden das die 0 grad Grenze erreicht wird. Da die Friermanschette in der Regel nur 3 x D groß ist, werden die Moleküle, bereits vor Erreichen des Phasenwechsels aus dem Frierbereich herausgespült. Eine Strömung kann mit einer Temperaturmessung und den sich ergebenden stagnierenden Werten nachgewiesen werden. Auch kann man die Manschette nun nicht unendlich lang gestalten, und so einen größeren Frierbereich nutzen. Hierbei läuft man neben höheren Spannungen im Material auch Gefahr eines beidseitigen unkontrollierten Verschlusses. Somit könnte die Leitung in der Mitte platzen.

Auch nicht ganz gefüllte Leitungen, z.B.  aufgrund eines Lufteinschlusses, können einen Rohrverschluss verhindern. Ebenfalls über Temperaturmessungen zu erkennen.

Hohe Temperaturen

Neben der Tatsche das den Leitungen mit hohen Temperaturen sehr viel Wärmeenergie entzogen werden muss, entstehen beim Abkühlprozess Konvektionsströme, aufgrund der auftretenden Dichteunterschiede.

Gleiches gilt für Leitungen die schräg verlaufen. Hier ist eine Energiebilanz zu erstellen, da sich hieraus auch ein höherer Stickstoffverbrauch ergibt.

Somit können Leitungen ab DN 200 in der Regel nur mit einer Mediumtemperatur von max. 30 oC gefroren werden.

Auch hier gilt eine ganz besondere Prüfung.

Fernwärmeleitungen beinhalten Medien mit höheren Temperaturen, teilweise im Vorlauf bis zu 100 oC.

Das Cryotop Verfahren wurde mit Temperaturen von bis zu 90 oC untersucht. Die Praxis sieht aber oft anders aus und muss daher entsprechend hinterfragt werden:

Warum ist die Leitung an der zu frierenden Stelle so warm?

Hierauf gibt es nur eine Antwort. Es findet ein konstanter Wärmestrom statt. Ursache ist entweder eine angrenzende Hauptleitung, bei dem der zu gefrierende Strang nach oben abgeht und die Frierstelle sich unmittelbar in der Nähe befindet oder die Leitung ist weiterhin durchströmt. Beide Situationen können die vollständige Ausbildung eines Verschlusses verhindern. Ist die Leitung an der vorgesehenen Frierstelle gleich warm wie z.B. die Hauptleitung (die in Betrieb ist) liegt eindeutig eine Strömung vor. Ist die Temperatur etwas geringer und reduziert sich diese, mit zunehmendem Abstand zur Hauptleitung weiter, liegt es an der Konvektion (warme Medienanteile steigen auf, kalte fließen ab. In diesem Fall kann man versuchen mit einer zweiten Manschette zu arbeiten (hier gilt eine besondere Vorsicht) oder eben die Manschette mit einem größeren Abstand zur Hauptleitung anzubringen. Eben dort wo die Temperaturen nur noch ca 50 oC betragen.

Das Ganze muss natürlich auch immer in Zusammenhang mit den Wärmemengen und der Lage betrachtet werden. Große Leitungen beinhalten größere Wärmemengen und damit größere Energieströme als kleinere Leitungen.

Theoretisch kann man auch eine Leitung der nennweite DN 300 mit Wasser das eine Temperatur von 90 oC hat gefrieren. Dies gilt aber hier nur als theoretisches Beispiel für die weitere Erläuterung.

Voraussetzung wäre da die Leitung links und rechts nach oben ansteigt, man quasi im unteren Teil eines Rohrstückes gefriert. Genauso wäre es wenn eine Leitung senkrecht verläuft und nach unten z.B. durch einen Schieber verschlossen ist. Natürlich wäre die Leitung dann auch nicht so warm. Das Beispiel soll nur zeigen das die Wärmeenergie klar bestimmt werden kann und nicht durch Konvektion ständig neu zugeführt wird.

ADAC München Boden

Man muss also immer auch den Verlauf einer Leitung, die ein warmes Medium beinhaltet beurteilen. Eine Leitung der nennweite DN 150 und einem langen horizontalem Verlauf (wir reden von keiner Neigung) kann ab einer Mediumtempertur von 50 oc bereits der Rohrverschluss behindert werden.

Erst nachdem ein sehr langes Leitungsstück links und recht von der Frierstelle abgekühlt wurde, bildet sich der Verschluss weiter aus. Natürlich führt das zu einem erhöhten Bedarf an Kältemittel.

Wenn möglich sollte man also das System vor Beginn des Frierprozesses auskühlen, entweder das einige Stunden vorher die Energieerzeugung (Heizkessel) abgestellt wird (Pumpen sollten weiterlaufen. Oder indem der Strang frühzeitig abgeschiebert wird.

Eine weitere Möglichkeit ist das Einspeisen von kaltem Wasser. Hierbei ist zu beachten ob nach der Zufuhr des kalten Wassers und der Abkühlung die Rohrleitung nicht wieder erwärmt wird Das Zuführen von kaltem Wasser soll nur dem schnelleren Auskühlen dienen. Wird die Leitung im Bereich der vorgesehenen Frierstelle wieder wärmer besteht ein Wärmestrom, dessen Ursache zu klären ist.

Feststellung des Rohrverschlusses

Zunächst ist eine aus Erfahrung und den Untersuchungen angesetzte theoretische Gefrierzeit zu beachten. Diese kann in keinem Fall unterschritten werden.

Im Rahmen der Zeit stellt sich ein Siedebild, an der Grenzschicht des oberen Rohrabschnittes dar. Dieses Sieden ist äquivalent zum Wärmeentzug und damit zum Phasenwechsel der sich damit ergebenden Gasblasen. Hierrüber kann der Wärmestrom abgeleitet werden. Der Stickstoffverbrauch ist wiederum äquivalent zum Sieden und kann auch je nach Messeinrichtung, bestenfalls durch eine Waage nachgehalten werden.

Auch der Druckanstieg, feststellbar über ein Manometer, in einem abgeschlossenen Rührstück ist ein Hinweis zum Rohrverschluss. Gleiches gilt für die Druckentlastung über ein Entleerungsventil bei höherem Anlagendruck.

Weiterhin sind Temperaturmessungen und die hiermit verbundenen Rückschlüsse wichtige Kriterien für den Verlauf einer Gefrieraktion. Allerdings sind keine absoluten Temperaturwerte, als Kennwerte für den Rohrverschluss definierbar. Vielmehr ist der Temperaturverlauf bzw. eine mögliche Stagnation zu einem bestimmten Zeitpunkt Kriterien für weitere Entscheidungen. Bei Berücksichtigung einer Energiebilanz können folgende Werte angenommen werden:

Abkühlen des Wassers   = cw = 4,19 kJ/kgK)

Unterkühlen des Eises    = E = 2,05 kJ/kgK)

Der Verbrauch ist am Anfang des Gefrierprozesses am größten aufgrund der  Phasenumwandlung. Größter Energiebedarf = 333 kJ/kg

  Prüfung vor einem Rohrfrosteinsatz

Bevor mit den notwendigen Maßnahmen zum Gefrieren der Leitungen begonnen werden kann sind alle im Vorfeld vom Auftraggeber genannten Kriterien anhand des Formblattes Rohrfrosten vom Einsatzleiter zu prüfen. Insbesondere bei Anlagen, bei denen eine Hauptleitung in Betrieb bleibt, ist der Abzweig auf Strömungslosigkeit (indem angrenzende Schieber geprüft werden,- ob diese geschlossen sind) und auf vollständiger Füllung (soweit möglich) zu prüfen. Korrosionen an der Rohrleitung oder Beschädigungen, Dehnungsmöglichkeiten sind zu prüfen. Ebenso sollte möglichst keine Schweißnaht im Frierbereich liegen.

Werden die Parameter bestätigt, insbesondere dass die angedachte Stickstoffversorgung sichergestellt ist, sollte der Ablauf mit allen beteiligten Personen besprochen werden. Hierbei sind auch alle sicherheitstechnischen Maßnahmen wie Be- und Entlüftungsmaßnahmen, Sauerstoffüberwachung z.B. in Gruben oder Kellerbereiche unbedingt zu beachten und einzusetzen.

Maßnahmen während des Rohrfrostes

 Während der gefriermaßnahmen sind alle zuvor festgelegten Parameter regelmäßig zu kontrollieren. D.h. Änderungen der Rahmenbedingungen wie Druck oder Temperatur, Lastwechsel von Pumpen sind mit der Leitstelle abzustimmen bzw. Einsätze in Gruben, engen Räumen oder Schächten erfordern einen sicherheitsposten ggf. sogar das Anlegen von Rettungsgeschirr. auszuschließen.

Der Friervorgang selbst ist ständig durch min eine Person zu überwachen.

Je nach Schwierigkeitsgrad sind alle Maßnahmen zu dokumentieren, Messwerte aufzuzeichnen.

Beim Lösen der Leitungen ist ein Verspringen der Leitung und damit eine schlagartige mechanische Belastung der Gefrierzone auszuschließen.

Maßnahmen nach dem Gefrieren

Nach einem Rohrfrosteinsatz kann der Abtauvorgang in der Regel ohne Überwachung erfolgen wenn sichergestellt ist, dass der Eispfropfens keinen Druckstoß im Leitungssystem, durch ein plötzliches Lösen, entstehen lassen kann. Dies wird erreicht indem der zuvor entleerte Leitungsabschnitt wieder aufgefüllt und ein beiderseitig gleicher Leitungsdruck eingestellt wird

Eine sichere Anwendung des Verfahrens ist aber nur gegeben, wenn alle technischen Rahmenbedingungen dieser Abhandlung berücksichtigt wurden. Darüber hinaus ist die sichere Durchführung auch von der Erfahrung des Einsatzleiters abhängig, da sich oftmals die tatsächlichen Rahmenbedingungen, von denen der im Vorfeld theoretisch angenommenen Situation unterscheiden.

Das Verfahren selbst wurde durch Mitarbeiter der Firma Messer Griesheim GmbH heute Messer in den 80 ger Jahren entwickelt und durch den TÜV Rheinland sicherheitstechnisch unter dem Namen Cryostop beurteilt. Die Namensrechte hat inzwischen das Unternehmen Industrie Engineering Service GmbH.  

Im Vorfeld eines Einsatzes sind zunächst alle Faktoren mittels dem Formblatt IES-Rohrfrosten zu erfassen. Dieses Formblatt sollte durch den Kunden ausgefüllt werden, wobei zur Erläuterung zusätzliche Fotos vom Einsatzort bei der Bewertung der Rahmenbedingungen von Vorteil sind, wenn keine Ortsbesichtigung im Vorfeld stattfindet. Auf Basis dieser Dokumente basieren dann die weiteren Planungen

Mit einer ersten Betrachtung, der Machbarkeitsprüfung wird der angedachte Rohrfrosteinsatz anhand der übermittelten Daten auf technische Umsetzbarkeit, auf Basis der Grundlagen, die in diesem Handbuch beschrieben werden, geprüft.

Das Formblatt muss vollständig ausgefüllt sein. Wurde seitens des Kunden ein unvollständig ausgefülltes Formblatt übermittelt, ist dieses durch Rücksprache zu ergänzen. Durchgeführte Änderungen sind mit dem Verweis auf die Rücksprache zu dokumentieren. s. Download-Center

Sie haben hier eine sehr ausführliche Darstellung des Frierprozesses gelesen und sicher damit erkennen können welche Faktoren beim Gefrieren von Leitungen zu beachten sind.  Wir stehend Ihnen mit unserer 30 jährigen Erfahrung als Partner gerne zur Verfügung und klären ob und wie die Arbeiten sicher ausgeführt werden können. 

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