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Rohre einfrieren mit flüssigem Stickstoff

Rohre einfrieren

Offenes Rohr mit einem Eispfrofen


Reparatur-, Wartungs- oder Umbauarbeiten an flüssigkeitsführenden Rohrleitungssystemen sind oft sehr zeitaufwändig und somit kostenintensiv, wenn die Leitungen entleert oder Anlagen abgestellt werden müssen. Das Gefrieren von Medien in Rohrleitungen begrenzt das Entleeren oder die Stillstandszeiten von Anlagen auf ein Minimum.

Das Verfahren beruht auf dem einfachen Prinzip des lokalen Wärmeentzugs. In einem definierten Bereich wird die Leitung mit einer Gefriermanschette umhüllt. Über eine Versorgungsleitung wird Stickstoff flüssig -196° C in die Manschette eingefüllt. Das Kältemittel strebt einen Temperaturausgleich an und bewirkt durch Verdampfung des Kältemittels einen lokalen Wärmeentzug in dem abgeschlossenen Bereich. Je nach Gefrierpunkt (z. B. Wasser 0° C) erstarrt das Medium und bildet einen druckfesten Verschluss.

Im Grunde ein simpler physikalischer Vorgang, doch wenn eine Produktionsanlage in der Chemie oder Raffinerie in Betrieb ist und ein Versagen des Verschlusses zu einem Ausfall der Anlage führen würde, wenn heißes Wasser unkontrolliert austritt, dann vermag man den Schaden nicht abzuschätzen. Daher ist es unbedingt notwendig alle Parameter, trotz des scheinbar simplen physikalischen Vorganges im Vorfeld richtig zu bewerten. Das übernehmen wir gerne und prüfen alle Parameter.

Im Auftragsfall senden Sie uns daher bitte folgenden Fragebogen ausgefüllt zurück:

Datenerfassung Rohrfrosten [152 KB]

Sicherheit beim Rohrfrosten

Wir erfassen alle relevanten Daten


IES erfasst im Vorfeld des Projektes alle notwendigen Parameter für ein Höchstmaß an Sicherheit zur späteren praktischen Ausführung mit einem Programm, so kann kein Parameter vergessen werden. Dieses Programm können auch Sie nutzen, durch einen passwortgeschützten Zugang auf unserer Website. Hierdurch können Sie, wenn Sie regelmäßig mit uns zusammen arbeiten möchten, gleich während Ihrer Planung feststellen, ob ein Verschluss möglich ist und welche Kosten der Einsatz voraussichtlich verursachen wird. Somit stellen Sie auch gleich den wirtschaftlichen Vorteil einer solchen Einfrierung fest.

Kommt es zur Ausführung überprüft der verantwortliche Einsatzleiter zusammen mit dem Auftraggeber noch einmal vor Ort die zuvor festgelegten Parameter. Nach der Feststellung, Ableitung und Vergleich aller Parameter des Gefrierprozesses kann mit 100-prozentiger Sicherheit der Verschluss des Rohres garantiert werden. IES leitet den Wärmeentzug und den sich daraus ergebenden Rohrverschluss neben der kontinuierlichen Temperaturerfassung auch von diversen anderen Parametern ab. Verbrauch an Kältemittel, Bereifung, Druckerhöhung, Kontrolle über Armaturen, Kühlzeit, usw. Je nachdem welcher Schwierigkeitsgrad oder sicherheitstechnische Stufe anzusetzen ist, wird auch entsprechende Messtechnik und die Aufzeichnung der Daten angewendet.

Die Temperatur des Mediums, sowie die Nennweite sind sehr wichtige Kriterien bei der Planung, die unter anderem auch den Bedarf an Kältemittel bestimmen. Ebenso wichtig ist die Berücksichtigung möglicher Konvektionen, ausgelöst durch Dichteunterschiede bei der Abkühlung des Mediums. Auch die Frage, ob die einzufrierende Rohrleitung schräg verlegt ist oder an eine in Betrieb befindliche Hauptleitung angrenzt, ist von Bedeutung. Grundsätzlich ist auch vor Ort zu klären ob sich irgendwelche Parameter, während des Gefrierprozesses, ändern können.

Bevor wir Ihr Projekt in Angriff nehmen, erfassen die Experten von IES sämtliche Parameter und erstellen einen Projekt und Sicherheitsplan unter Berücksichtigung aller gesetzlichen Vorschriften.

Wasserleitungen einfach einfrieren

Offene Manschette mit flüssigem Stickstoff

Nahezu alle Bereiche in denen weiträumige Rohrleitungssysteme zum Einsatz kommen sind denkbar und in den meisten Fällen auch praktisch umsetzbar:
Fernwärmeleitungen. Heizkraftwerke, Heizungszentralen, Öllagertanks, Gasbehälter, der allgemeine Heizungs- und Rohrleitungsbau, Chemieanlagen, Kläranlagen, Krankenhäuser, Müllverbrennungsanlagen, Klimaanlagen, die Stahlindustrie sind nur einige der möglichen Einsatzgebiete. Dabei können fast alle Medien gefroren werden. Neben Wasser (sowohl Kalt- als auch Heißwasser) spielt es keine Rolle ob es sich um Roh-, Schwer-, Turbinen- oder Heizöl handelt oder um andere Emulsionen, Klärschlamm, verschiedene Solen, Laugen oder beispielsweise Salzsäure.

Welche Leitungen

Montage an einer Fernwärmeleitung


In Bezug auf die technischen Voraussetzungen der Werkstoffe sind einige Kriterien zu beachten. Vollkommen problemlos sind die für den Einsatz im Tieftemperaturbereich geeigneten Stähle des AD- Merkblattes W 10, also die austenitischen Werkstoffe. Bei allgemeinem Baustahl ST37 oder ST57, also aus dem feritisch-perlitischen Bereich, oder auch bei den warmfesten Stählen, müssen bei Unterkühlung auf tiefe Temperaturen gewisse Richtlinien beachtet werden. Eine dauerhafte Änderung der Gefügeeigenschaften oder Änderung der Kennwerte ist nicht zu erwarten.
Da die Werkstoffeigenschaften aber während der Kühlphase verändert werden, müssen bestimmte Vorkehrungen getroffen werden: So müssen die Rohrleitungen vor mechanischen Beanspruchungen (z.B. Schlageinwirkung) geschützt werden. Korrosionsbedingte Schwachstellen sind ebenso wie überlagerte Spannungen auszuschließen. Ummantelte Rohre müssen zuvor von Ihrer Umhüllung befreit werden.


Rohrfrosten- aber mit Sicherheit

Temperaturerfassung mit Thermodrähten


Welche Sicherheitsmaßnahmen sind erforderlich?

Sicherheit wird bei IES sehr ernst genommen. Neben der allgemeinen UVV müssen u. U. beim Gefrieren von Rohrleitungen auch einschlägige Vorschriften der VGB (z.B. Arbeiten an Rohrleitungen die unter Druck stehen) oder der AGFW beachtet werden. Deshalb ist eine genaue Planung des Einsatzes und des Arbeitsablaufes, sowie eine detaillierte Abstimmung der einzelnen Einsatzteams von besonderer Bedeutung.
Nachweis des Gefrierverlaufs mittels Temperaturmessung und Aufzeichnung sind ein "Muss" bei Medien mit Temperaturen über 50 Grad.
Wie hoch ist der zu erwartende Zeitaufwand, auch im Hinblick auf den Kältebedarf?
Die genauen Gefrierzeiten selbst sind abhängig von verschiedenen Kriterien, wie z. B. Rohrleitungsnennweite, Medium, Rohrleitungslage und Mediumtemperatur.

Wichtig ist eben die Erfassung aller Parameter, die wie erwähnt auch über unser Progarmms statttfinden kann, mit Festlegung eines Ablaufplanes und zur Abstimmung der Einsatzteams vor Ort.