Brandschutz für elektrische Kabelrinnen

Eine der wichtigsten Brandschutzanforderungen für Verarbeitungsanlagen und Offshore-Standorte ist der Schutz von Steuerkabeln und Steuerventilen im Brandfall. Jede Option hat ihre Vorteile und Betreiber müssen die Vor- und Nachteile der verfügbaren Kabelbrandschutzlösungen abwägen, um sicherzustellen, dass sie die beste für eine bestimmte Anwendung auswählen.

Eine der wichtigsten Brandschutzanforderungen für Verarbeitungsanlagen und Offshore-Standorte ist der Schutz von Steuerkabeln und Steuerventilen im Brandfall. Auf dem Markt sind mehrere Optionen erhältlich, darunter Löschdeckensysteme, Kalziumsilikatplatten und flexible Matten, die im Brandfall Wärme absorbieren. Jedes hat seine Vorteile und Betreiber müssen die Vor- und Nachteile der verfügbaren Kabelbrandschutzlösungen abwägen, um sicherzustellen, dass sie die beste für eine bestimmte Anwendung auswählen.

Schutz durch Trennung

American Petroleum Industry (API) 2218, Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants, bietet Richtlinien für die „Auswahl, Anwendung und Wartung von feuerfesten Materialien, die darauf ausgelegt sind, das Ausmaß von feuerbedingten Sachschäden in der Erdöl- und petrochemischen Industrie zu begrenzen“. " Ein Hauptziel besteht darin, den Raffineriebetrieb in Brandzonen zu unterteilen, die isoliert und sicher abgeschaltet werden können. Wenn also ein Feuer ausbricht, schürt der Strom des zu raffinierenden Produkts das Feuer nicht. Die API 2218-Richtlinien umfassen eine Vielzahl von Schutzmaßnahmen, einschließlich Brandschutz, um die Kapazität der Ausrüstung und ihrer Stützstruktur zu verbessern und ihre strukturelle Integrität während eines Brandes aufrechtzuerhalten. Eine weitere wichtige Maßnahme ist die Abschirmung wesentlicher Betriebssysteme, wenn sie Feuer ausgesetzt sind.

Um die Raffinerie und ihre Komponenten zu schützen, schreibt die Norm Steuerventile vor, die im Brandfall den Durchfluss unterbrechen, sowie Steuerkabel, die signalisieren, wann der Kraftstoff abgeschaltet werden muss. Gemäß den API-Standards müssen dieses Steuerventil und dieses Kabel selbst einem Feuer standhalten, normalerweise 20 Minuten lang, unter bestimmten Umständen jedoch 30 Minuten oder länger. Beispiele für Kabelrinnensysteme zum Schutz der Kabel vor Feuer sind:

Das Material, das verwendet wird, um einen 30-minütigen Brandschutz gegen einen Kohlenwasserstoff-Poolbrand für gruppierte Elektrokabel innerhalb eines Kabelkanals oder einer Kabelrinne zu bieten, muss vor der Installation unter Verwendung der Methode ASTM E 1725-95, Standard Test Methods for Fire Tests of Fire-Resistive, getestet werden Barrieresysteme für elektrische Systemkomponenten. Die Methode basiert auf einem Modell der Art von Feuer, das in einer Raffinerie auftreten könnte; eine, die in 3 Minuten 1500 Grad F erreicht und nach 5 Minuten zwischen 1850 und 2150 Grad F erreicht. Die Tests werden gemäß den Temperaturkurvenbedingungen für Kohlenwasserstoff-Poolbrände gemäß ASTM E 1529 (50.000 +/-2.500 BTU/ft2h) durchgeführt.

Der Test wird bei Überdruck über mindestens die Hälfte der Testanordnung durchgeführt. Thermoelemente sind in Sätzen angeordnet, wobei die Thermoelemente alle 6 Zoll auf beiden Schienen der Kabelrinne und alle 6 Zoll auf einem blanken Kupferdraht in der Mitte der Rinne gestrahlt sind. Die Kabelrinne soll ohne Kabel verlegt werden, was eine Kabelbelastung von null bis 100 Prozent zulässt. Ein Ausfall wird festgestellt, wenn ein „Satz“ einen durchschnittlichen Temperaturanstieg von 250 Grad F erreicht oder ein einzelnes Thermoelement einen Temperaturanstieg von 325 Grad F erreicht.

Einhaltung der Brandschutznormen

Zum Schutz von Steuerventilen und zusammengefassten Elektrokabeln vor längerer Brandeinwirkung und zur Aufrechterhaltung der Kontrolle über die von den Kabeln betriebenen Geräte stehen zahlreiche Optionen zur Verfügung. Eine Möglichkeit besteht darin, Kabelrinnen und Leitungen mit einer nicht brennbaren, hochtemperaturbeständigen Isolierdecke zu umwickeln. Die Brandeinwirkungsdauer wird im Verhältnis zur Umhüllungsdicke bewertet und das Material wird in der Regel vor Ort wetterfest gemacht.

Das Deckenwickelsystem besteht aus einer einzelnen Schicht 2-Zoll-Material mit einem Gewicht von 8 Pfund pro Kubikfuß und ist für Kabelrinnen und Leitungen bis zu 12 Zoll ausgelegt. Die leichte, flexible Deckenfolie lässt sich leicht zuschneiden, wodurch Installationsprobleme bei komplexen Designs reduziert werden. Ein einfaches Wickeldesign ermöglicht einen einfachen Wiedereintritt bei Kabelmodifikationen. Die Isolierung wird standardmäßig mit vollständiger Einkapselung in einer glasfaserverstärkten Folie und Polypropylen (FSP)-Beschichtung geliefert, um eine hervorragende Handhabungsfestigkeit bei der Installation zu gewährleisten. Optionaler Schutz vor Witterungseinflüssen und mechanischem Missbrauch kann hinzugefügt werden. Das Brandschutzsystem kann im Vergleich zu Verbundprodukten oder starren Platteninstallationen zu erheblichen Materialkosten- und Arbeitseinsparungen führen. Außerdem ist es leicht, sodass keine zusätzlichen Stützstrukturen und damit verbundene Kosten erforderlich sind.

Das Deckenverpackungssystem wurde durch Factory Mutual (FM) Approval zertifiziert, ein globales Programm, das die objektive Prüfung von Produkten und Dienstleistungen zur Schadensverhütung und die Zertifizierung derjenigen umfasst, die strenge Schadensverhütungsstandards erfüllen.

Eine weitere verfügbare Option sind Kalziumsilikatplatten – eine anorganische, nicht brennbare Hochtemperaturisolierung. Das Material kann in vielen Umgebungen eine gewisse Witterungsbeständigkeit und Haltbarkeit bieten, kann jedoch schwer sein (etwa 54 Pfund pro Kubikfuß), was zusammen mit den erforderlichen Schneid- und Befestigungsmethoden die Installation relativ schwierig machen kann. Darüber hinaus ist die Platte selbst zwar relativ kostengünstig, aber der beim Schneiden anfallende Abfall und der zusätzliche Arbeitsaufwand für das Schneiden und Befestigen machen die Installation teuer. Es ist auch weniger anpassungsfähig an komplexe Kabeltrassenverläufe.

Eine dritte Option ist eine endotherme Matte (E-Matte), die Baustahl, Kabeltrassen und Leitungskreisläufe schützt, indem sie Wärmeenergie chemisch absorbiert und so das Eindringen von Wärme blockiert. Das Produkt erfordert den Einbau von drei bis fünf Schichten, was zu einem höheren Gewicht und höheren Materialkosten führt – bis zu fünf- bis zehnmal höher als bei Dämm- oder Plattenalternativen. Diese mehrschichtigen Lösungen verursachen auch zusätzliche Arbeitskosten. Der Vorteil ist, dass flexible Mattenlösungen nicht so isolierend sind und daher häufig zum Schutz von Stromkabeln verwendet werden können, die Wärme erzeugen. Die anderen besprochenen Optionen eignen sich besser zum Schutz von Steuerkabeln, die keine nennenswerte Wärmemenge erzeugen.

Der Zweck der Standards der Erdölindustrie besteht darin, die Brandzonen in Raffinerien so weit voneinander zu trennen, dass es bei einem Brandausbruch möglich ist, den Zufluss von Chemikalien, Öl oder Gas in den betroffenen Bereich zu unterbrechen, damit sich das Feuer nicht selbst ausbreitet. In diesem Szenario müssen die Kabel und Ventile, die die Absperrventile steuern, ausreichend geschützt werden. Achten Sie bei der Auswahl der am besten geeigneten Optionen zur Aufrechterhaltung der Kontrolle über diese Komponenten darauf, die gesamten Material-, Arbeits- und Installationskosten zu berücksichtigen. Haltbarkeit unter dem Standort der jeweiligen Einrichtung; und alle damit verbundenen Unterschiede bei den langfristigen Wartungs- und Austauschkosten.