Gesundheitsfehler und kritische Aufgaben bei der Remote-Afterloading-Brachytherapie: Ansätze für eine verbesserte Systemleistung

Remote Afterloading Btachytherapy (RAB) ist ein medizinisches Verfahren zur Behandlung von Krebs. RAB verwendet ein computergesteuertes Gerät, um radioaktive Quellen in der Nähe eines Ziels (oder Tumors) im Körper ferngesteuert einzuführen und zu entfernen. Probleme im Zusammenhang mit der während RAB verabreichten Dosis wurden berichtet und auf menschliches Versagen zurückgeführt (Swann-D'Emilia, Chu und Daywalt 1990). Callanet al. (1995) bewerteten menschliche Fehler und kritische Aufgaben im Zusammenhang mit RAB an 23 Standorten in den Vereinigten Staaten. Die Bewertung umfasste sechs Phasen:

Phase 1: Funktionen und Aufgaben. Die Vorbereitung auf die Behandlung wurde als die schwierigste Aufgabe angesehen, da sie für die größte kognitive Belastung verantwortlich war. Darüber hinaus hatten Ablenkungen den größten Einfluss auf die Vorbereitung.

Phase 2: Mensch-System-Interferenzen. Die Mitarbeiter waren oft nicht mit Schnittstellen vertraut, die sie selten verwendeten. Bediener konnten Steuersignale oder wichtige Informationen von ihren Arbeitsplätzen nicht sehen. In vielen Fällen wurden dem Betreiber keine Informationen über den Zustand des Systems gegeben.

Phase 3: Verfahren und Praktiken. Da die Verfahren, mit denen früher von einem Arbeitsgang zum nächsten übergegangen wurde, und solche, mit denen Informationen und Ausrüstung zwischen Aufgaben übertragen wurden, nicht genau definiert waren, konnten wichtige Informationen verloren gehen. Verifizierungsverfahren fehlten oft, waren schlecht konstruiert oder inkonsistent.

Phase 4: Ausbildungspolitik. Die Studie ergab, dass es an den meisten Standorten keine formellen Schulungsprogramme gibt.

Phase 5: Organisatorische Unterstützungsstrukturen. Die Kommunikation während RAB war besonders fehleranfällig. Die Verfahren zur Qualitätskontrolle waren unzureichend.

Phase 6: Identifizierung und Klassifizierung von Umständen, die menschliches Versagen begünstigen. Insgesamt wurden 76 Faktoren identifiziert und kategorisiert, die menschliches Versagen begünstigen. Alternative Ansätze wurden identifiziert und bewertet.

Zehn kritische Aufgaben waren fehleranfällig:

• Patientenplanung, -identifikation und -verfolgung
• Stabilisierung der Applikatorplatzierung
• großvolumige Lokalisierung
• Verweilpositionslokalisierung
• Dosimetrie
• Behandlungsaufbau
• Behandlungsplan Eintrag
• Quellentausch
• Quellenkalibrierung
• Aufzeichnungen und routinemäßige Qualitätssicherung

Die Behandlung war die Funktion, die mit den meisten Fehlern verbunden war. Dreißig behandlungsbezogene Fehler wurden analysiert, und es wurden Fehler festgestellt, die während vier oder fünf Behandlungsunteraufgaben auftraten. Die meisten Fehler traten während der Behandlung auf. Die zweithöchste Anzahl an Fehlern stand im Zusammenhang mit der Behandlungsplanung und der Dosisberechnung. Verbesserungen der Ausrüstung und Dokumentation sind in Zusammenarbeit mit den Herstellern im Gange.

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Die Erhaltung und Verbesserung der Gesundheit, die Sicherheit und der Komfort der Menschen in Einrichtungen des Gesundheitswesens werden ernsthaft beeinträchtigt, wenn bestimmte bauliche Anforderungen nicht erfüllt werden. Gesundheitseinrichtungen sind ziemlich einzigartige Gebäude, in denen heterogene Umgebungen koexistieren. An der Pathogenese eines breiten Spektrums von Krankheiten sind verschiedene Menschen, mehrere Aktivitäten in jeder Umgebung und viele Risikofaktoren beteiligt. Funktionale Organisationskriterien klassifizieren Gesundheitseinrichtungen Umgebungen wie folgt: Pflegestationen, Operationssäle, diagnostische Einrichtungen (Röntgenabteilung, Laboreinheiten usw.), Ambulanzen, Verwaltungsbereich (Büros), Diäteinrichtungen, Wäschedienste, Ingenieurdienste und Gerätebereiche, Flure und Gänge. Die Gruppe der befähigen die ein Krankenhaus betreuen, setzt sich zusammen aus Gesundheitspersonal, Personal, Patienten (langstationäre, akutstationäre und ambulante Patienten) und Besuchern. Das anpassen umfassen gesundheitsspezifische Aktivitäten – diagnostische Aktivitäten, therapeutische Aktivitäten, Pflegeaktivitäten – und Aktivitäten, die vielen öffentlichen Gebäuden gemeinsam sind – Büroarbeit, technische Wartung, Essenszubereitung und so weiter. Das Risikofaktoren sind physikalische Einwirkungen (ionisierende und nichtionisierende Strahlung, Lärm, Licht und mikroklimatische Faktoren), Chemikalien (z. B. organische Lösungs- und Desinfektionsmittel), biologische Einwirkungen (Viren, Bakterien, Pilze usw.), Ergonomie (Haltung, Heben usw.). ) und psychologische und organisatorische Faktoren (z. B. Umgebungswahrnehmung und Arbeitszeiten). Das Krankheiten im Zusammenhang mit den oben genannten Faktoren reichen von umweltbedingten Belästigungen oder Beschwerden (z. B. thermisches Unbehagen oder irritative Symptome) bis zu schweren Krankheiten (z. B. im Krankenhaus erworbene Infektionen und traumatische Unfälle). Aus dieser Perspektive erfordern die Risikobewertung und -beherrschung einen interdisziplinären Ansatz unter Einbeziehung von Ärzten, Hygienikern, Ingenieuren, Architekten, Wirtschaftswissenschaftlern usw. und die Erfüllung vorbeugender Maßnahmen bei der Gebäudeplanung, dem Entwurf, dem Bau und den Verwaltungsaufgaben. Unter diesen vorbeugenden Maßnahmen sind spezifische Gebäudeanforderungen von größter Bedeutung, die gemäß den von Levin (1992) eingeführten Richtlinien für gesunde Gebäude wie folgt klassifiziert werden sollten:

• Anforderungen an die Standortplanung

• architektonische Gestaltungsanforderungen

• Anforderungen an Baumaterialien und Einrichtungsgegenstände

• Anforderungen an Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen sowie an mikroklimatische Bedingungen.

Dieser Artikel konzentriert sich auf allgemeine Krankenhausgebäude. Offensichtlich wären Anpassungen für Spezialkrankenhäuser (z. B. orthopädische Zentren, Augen- und Ohrenkliniken, Entbindungszentren, psychiatrische Einrichtungen, Langzeitpflegeeinrichtungen und Rehabilitationseinrichtungen), für ambulante Kliniken, Notfall-/Notversorgungseinrichtungen und Büros für Einzelpersonen erforderlich und Gruppenübungen. Diese werden durch die Anzahl und Art der Patienten (einschließlich ihres körperlichen und geistigen Zustands) sowie durch die Anzahl der HCWs und die von ihnen ausgeführten Aufgaben bestimmt. Überlegungen zur Förderung der Sicherheit und des Wohlbefindens von Patienten und Personal, die allen Gesundheitseinrichtungen gemeinsam sind, umfassen:

• Ambiente, einschließlich nicht nur Dekoration, Beleuchtung und Lärmschutz, sondern auch Unterteilung und Platzierung von Möbeln und Geräten, um das Einklemmen von Arbeitern mit potenziell gewalttätigen Patienten und Besuchern zu vermeiden

• Lüftungssysteme, die die Exposition gegenüber Infektionserregern und potenziell toxischen Chemikalien und Gasen minimieren

• Aufbewahrungsmöglichkeiten für Kleidung und Effekten von Patienten und ihren Besuchern, die eine mögliche Kontamination minimieren

• Schließfächer, Umkleidekabinen, Waschgelegenheiten und Ruheräume für das Personal

• Praktisch gelegene Handwascheinrichtungen in jedem Zimmer und Behandlungsbereich

• Türen, Aufzüge und Toiletten, die Rollstühle und Tragen aufnehmen können

• Lager- und Ablagebereiche, die darauf ausgelegt sind, das Bücken, Bücken, Greifen und schwere Heben von Arbeitern zu minimieren

• automatische und arbeitergesteuerte Kommunikations- und Alarmsysteme

• Mechanismen für die Sammlung, Lagerung und Entsorgung von Giftmüll, kontaminierter Wäsche und Kleidung und so weiter.

Anforderungen an die Standortplanung

Der Standort der Gesundheitseinrichtung muss nach vier Hauptkriterien ausgewählt werden (Catananti und Cambieri 1990; Klein und Platt 1989; Dekret des Präsidenten des Ministerrates 1986; Kommission der Europäischen Gemeinschaften 1990; NHS 1991a, 1991b):

1. Umweltfaktoren. Das Gelände sollte möglichst eben sein. Rampen, Rolltreppen und Aufzüge können die Seiten von Hügeln versetzen, aber sie behindern den Zugang für ältere und behinderte Menschen, was sowohl höhere Kosten für das Projekt als auch eine zusätzliche Belastung für Feuerwehren und Evakuierungsteams verursacht. Standorte mit starkem Wind sollten vermieden werden, und das Gebiet sollte weit entfernt von Quellen liegen, die Umweltverschmutzung und Lärm verursachen (insbesondere Fabriken und Mülldeponien). Die Werte von Radon und Radonfolgeprodukten sollten bewertet und Maßnahmen zur Verringerung der Exposition ergriffen werden. In kälteren Klimazonen sollte in Betracht gezogen werden, Schneeschmelzspulen in Gehwege, Einfahrten und Parkplätze einzubetten, um Stürze und andere Unfälle zu minimieren. 
2. Geologische Konfiguration. Erdbebengefährdete Gebiete sollten gemieden oder zumindest erdbebensichere Baukriterien eingehalten werden. Der Standort muss nach einer hydrogeologischen Bewertung ausgewählt werden, um das Eindringen von Wasser in die Fundamente zu vermeiden. 
3. Urbanistische Faktoren. Das Gelände sollte für potenzielle Nutzer, Krankenwagen und Servicefahrzeuge für die Warenversorgung und Abfallentsorgung leicht zugänglich sein. Öffentliche Verkehrsmittel und Versorgungseinrichtungen (Wasser, Gas, Strom und Kanalisation) sollten verfügbar sein. Feuerwehren sollten in der Nähe sein, und Feuerwehrleute und ihre Geräte sollten leichten Zugang zu allen Teilen der Einrichtung haben. 
4. Platzverfügbarkeit. Der Standort sollte einen gewissen Spielraum für Erweiterungen und die Bereitstellung ausreichender Parkplätze bieten.

Architekturdesign

Die architektonische Gestaltung von Gesundheitseinrichtungen folgt normalerweise mehreren Kriterien:

• Klasse der Gesundheitseinrichtung: Krankenhaus (Akutkrankenhaus, Gemeindekrankenhaus, ländliches Krankenhaus), großes oder kleines Gesundheitszentrum, Pflegeheime (erweiterte Pflegeeinrichtungen, spezialisierte Pflegeheime, stationäre Pflegeheime), allgemeine medizinische Praxis (NHS 1991a; NHS 1991b; Kleczkowski, Montoya-Aguilar und Nilsson 1985; ASHRAE 1987)

• Abmessungen des Einzugsgebietes

• Managementfragen: Kosten, Flexibilität (Anpassungsanfälligkeit)

• Belüftung vorausgesetzt: Ein klimatisiertes Gebäude ist kompakt und tief mit möglichst wenigen Außenwänden, um die Wärmeübertragung zwischen außen und innen zu reduzieren; Ein natürlich belüftetes Gebäude ist lang und dünn, um die Lufteinwirkung zu maximieren und die Abstände zu den Fenstern zu minimieren (Llewelyn-Davies und Wecks 1979).

• Gebäude/Fläche-Verhältnis

• Umweltqualität: Sicherheit und Komfort sind äußerst relevante Ziele.

Die aufgeführten Kriterien führen Planer von Gesundheitseinrichtungen dazu, die beste Gebäudeform für jede Situation auszuwählen, die im Wesentlichen von einem ausgedehnten horizontalen Krankenhaus mit verstreuten Gebäuden bis zu einem monolithischen vertikalen oder horizontalen Gebäude reicht (Llewelyn-Davies und Wecks 1979). Der erste Fall (ein bevorzugtes Format für Gebäude mit geringer Dichte) wird normalerweise für Krankenhäuser mit bis zu 300 Betten verwendet, da die Bau- und Verwaltungskosten gering sind. Es wird besonders für kleine ländliche Krankenhäuser und Gemeinschaftskrankenhäuser in Betracht gezogen (Llewelyn-Davies und Wecks 1979). Der zweite Fall (normalerweise bevorzugt für Gebäude mit hoher Dichte) wird für Krankenhäuser mit mehr als 300 Betten wirtschaftlich und ist für Akutkrankenhäuser ratsam (Llewelyn-Davies und Wecks 1979). Die Innenraumdimensionen und -aufteilung müssen mit vielen Variablen fertig werden, unter denen man sich Gedanken machen kann: Funktionen, Prozesse, Erschließung und Verbindungen zu anderen Bereichen, Ausstattung, prognostizierte Arbeitsbelastung, Kosten und Flexibilität, Konvertierbarkeit und Anfälligkeit für gemeinsame Nutzung. Abteile, Ausgänge, Feuermelder, automatische Löschsysteme und andere Brandverhütungs- und Schutzmaßnahmen sollten den örtlichen Vorschriften entsprechen. Darüber hinaus wurden für jeden Bereich in Einrichtungen des Gesundheitswesens mehrere spezifische Anforderungen definiert:

1.       Pflegeeinheiten. Die interne Anordnung von Pflegeeinheiten folgt normalerweise einem der folgenden drei Grundmodelle (Llewelyn-Davies und Wecks 1979): eine offene Station (oder „Nightingale“-Station) – ein breiter Raum mit 20 bis 30 Betten, Kopf an den Fenstern, entlang angeordnet beide Wände; das „Rigs“-Layout – bei diesem Modell wurden die Betten parallel zu den Fenstern aufgestellt, und zunächst befanden sie sich in offenen Buchten auf beiden Seiten eines zentralen Korridors (wie im Rigs-Krankenhaus in Kopenhagen), und in späteren Krankenhäusern waren die Buchten oft geschlossen, so dass sie Zimmer mit 6 bis 10 Betten wurden; kleine Zimmer, mit 1 bis 4 Betten. Vier Variablen sollten den Planer bei der Wahl des besten Layouts anleiten: Bettenbedarf (wenn hoch, ist eine offene Station ratsam), Budget (wenn niedrig, ist eine offene Station am billigsten), Privatsphärenbedürfnisse (wenn hoch, sind kleine Räume unvermeidlich). ) und Intensivstation (wenn hoch, ist die offene Station oder das Rigs-Layout mit 6 bis 10 Betten empfehlenswert). Der Platzbedarf sollte mindestens betragen: 6 bis 8 Quadratmeter (qm) pro Bett für offene Stationen, einschließlich Erschließungs- und Nebenräumen (Llewelyn-Davies und Wecks 1979); 5 bis 7 m²/Bett für Mehrbettzimmer und 9 m² für Einzelzimmer (Dekret des Präsidenten des Ministerrates 1986; American Institute of Architects Committee on Architecture for Health 1987). Auf offenen Stationen sollten sich die Toiletten in der Nähe der Patientenbetten befinden (Llewelyn-Davies und Wecks 1979). Bei Einzel- und Mehrbettzimmern sollte in jedem Zimmer eine Handwaschgelegenheit vorhanden sein; Toilettenräume können weggelassen werden, wenn ein Toilettenraum für ein Einbettzimmer oder ein Zweibettzimmer vorgesehen ist (American Institute of Architects Committee on Architecture for Health 1987). Pflegestationen sollten groß genug sein, um Schreibtische und Stühle für die Aufzeichnungen, Tische und Schränke für die Vorbereitung von Medikamenten, Instrumenten und Verbrauchsmaterialien, Stühle für Sitzkonferenzen mit Ärzten und anderen Mitarbeitern, ein Waschbecken und Zugang zu einem Personal aufzunehmen Toilette.

2.       Operationssäle. Zwei Hauptklassen von Elementen sollten berücksichtigt werden: Operationssäle und Versorgungsbereiche (American Institute of Architects Committee on Architecture for Health 1987). Operationssäle sollten wie folgt klassifiziert werden:

• Allgemeiner Operationssaal, der eine freie Mindestfläche von 33.5 m² benötigt.

• Raum für orthopädische Chirurgie (optional), bei dem geschlossener Stauraum für Schienen und Traktionsausrüstung benötigt wird

• Raum für kardiovaskuläre Chirurgie (optional), wobei eine freie Mindestfläche von 44 m² erforderlich ist. Im freien Bereich des Operationssaals, in der Nähe des Operationssaals, sollte ein zusätzlicher Pumpenraum eingerichtet werden, in dem Verbrauchsmaterialien und Zubehör für extrakorporale Pumpen gelagert und gewartet werden.

• Raum für endoskopische Eingriffe, wobei eine freie Mindestfläche von 23 m² erforderlich ist

• Räume für wartende Patienten, Narkoseeinleitung und Narkoseaufwachphase.

Zu den Servicebereichen sollten gehören: Sterilisationsanlage mit Hochgeschwindigkeitsautoklav, Waschanlagen, Lagereinrichtungen für medizinische Gase und Umkleidebereiche für das Personal.

3.       Diagnosemöglichkeiten: . Radiologische Einheit beinhalten sollte (Llewelyn-Davies und Wecks 1979; American Institute of Architects Committee on Architecture for Health 1987):

• Terminschalter und Wartebereiche

• diagnostische Röntgenräume, die 23 m² für fluoroskopische Verfahren und etwa 16 m² für radiologische Verfahren benötigen, plus einen abgeschirmten Kontrollbereich und starre Stützstrukturen für deckenmontierte Geräte (falls erforderlich)

• Dunkelkammer (wo nötig), benötigt fast 5 qm und entsprechende Belüftung für den Entwickler

• Kontrastmittelvorbereitungsbereich, Reinigungseinrichtungen, Filmqualitätskontrollbereich, Computerbereich und Filmlagerbereich

• Sichtbereich, wo Filme gelesen und Berichte diktiert werden können.

Die Wandstärke in einer Radiologieeinheit sollte 8 bis 12 cm (gegossener Beton) oder 12 bis 15 cm (Schlackenblock oder Ziegel) betragen. Die diagnostischen Tätigkeiten in Gesundheitseinrichtungen können Tests in Hämatologie, klinischer Chemie, Mikrobiologie, Pathologie und Zytologie erfordern. Jeder Laborbereich sollten mit Arbeitsbereichen, Proben- und Materialaufbewahrungseinrichtungen (gekühlt oder nicht), Probenentnahmeeinrichtungen, Einrichtungen und Ausrüstung für die Endsterilisation und Abfallentsorgung und einer speziellen Einrichtung für die Lagerung radioaktiver Materialien (sofern erforderlich) ausgestattet sein (American Institute of Architects Committee über Architektur für die Gesundheit 1987).

4.       Ambulante Abteilungen. Zu den klinischen Einrichtungen sollten gehören (American Institute of Architects Committee on Architecture for Health 1987): Untersuchungsräume für allgemeine Zwecke (7.4 m²), Untersuchungsräume für besondere Zwecke (je nach erforderlicher spezifischer Ausstattung) und Behandlungsräume (11 m²). Darüber hinaus werden administrative Einrichtungen für die Aufnahme ambulanter Patienten benötigt.

5.       Verwaltungsbereich (Büros). Einrichtungen wie gemeinsame Bürogebäudebereiche werden benötigt. Dazu gehören eine Laderampe und Lagerbereiche für die Aufnahme von Verbrauchsmaterialien und Ausrüstung sowie für den Versand von Materialien, die nicht über das getrennte Abfallentsorgungssystem entsorgt werden.

6.       Diäteinrichtungen (optional). Wo vorhanden, sollten diese die folgenden Elemente aufweisen (American Institute of Architects Committee on Architecture for Health 1987): eine Kontrollstation für die Entgegennahme und Kontrolle von Lebensmittelvorräten, Lagerräume (einschließlich Kühlräume), Lebensmittelzubereitungseinrichtungen, Handwascheinrichtungen, Einrichtungen zum Zusammenbauen und Ausgabe von Patientenmahlzeiten, Speiseraum, Geschirrspülraum (in einem Raum oder einer Nische, getrennt vom Essenszubereitungs- und -ausgabebereich), Abfalllager und Toiletten für Diätpersonal.

7.       Wäscheservice (optional). Wo vorhanden, sollten diese die folgenden Elemente aufweisen: einen Raum zur Aufnahme und Aufbewahrung von verschmutzter Wäsche, einen Aufbewahrungsbereich für saubere Wäsche, einen Inspektions- und Ausbesserungsbereich für saubere Wäsche und Handwascheinrichtungen (American Institute of Architects Committee on Architecture for Health 1987).

8.       Engineering-Dienstleistungen und Ausrüstungsbereiche. Für jede Gesundheitseinrichtung sind geeignete Flächen unterschiedlicher Größe und Beschaffenheit vorzusehen für: Kesselanlage (ggf. Brennstofflager), Stromversorgung, Notstromaggregat, Wartungswerkstätten und -lager, Kaltwasserspeicher, Technikräume ( für zentrale oder lokale Beatmung) und medizinische Gase (NHS 1991a).

9.       Korridore und Passagen. Diese müssen organisiert werden, um Verwirrung für Besucher und Unterbrechungen bei der Arbeit des Krankenhauspersonals zu vermeiden; Die Zirkulation von sauberer und schmutziger Ware sollte strikt getrennt werden. Die Mindestkorridorbreite sollte 2 m betragen (Dekret des Ministerpräsidenten 1986). Türen und Aufzüge müssen groß genug sein, um Tragen und Rollstühle problemlos passieren zu können.

Anforderungen an Baumaterialien und Einrichtungsgegenstände

Die Wahl der Materialien in modernen Gesundheitseinrichtungen zielt oft darauf ab, das Risiko bei Unfällen und Bränden zu verringern: Materialien müssen nicht brennbar sein und dürfen beim Verbrennen keine schädlichen Gase oder Rauch entwickeln (American Institute of Architects Committee on Architecture for Health 1987) . Trends bei Bodenbelagsmaterialien für Krankenhäuser haben eine Verschiebung von Steinmaterialien und Linoleum zu Polyvinylchlorid (PVC) gezeigt. Insbesondere in Operationssälen gilt PVC als die beste Wahl, um elektrostatische Effekte zu vermeiden, die eine Explosion von brennbaren Narkosegasen verursachen können. Bis vor einigen Jahren wurden Wände gestrichen; Heute sind PVC-Bespannungen und Glasfasertapeten die am häufigsten verwendeten Wandbeläge. Zwischendecken werden heute hauptsächlich aus Mineralfasern anstelle von Gipskartonplatten gebaut; ein neuer Trend scheint der Einsatz von Edelstahldecken zu sein (Catananti et al. 1993). Ein vollständigerer Ansatz sollte jedoch berücksichtigen, dass jedes Material und jede Einrichtung Auswirkungen auf die Außen- und Innenumgebungssysteme haben kann. Sorgfältig ausgewählte Baumaterialien können Umweltverschmutzung und hohe soziale Kosten reduzieren und die Sicherheit und den Komfort der Gebäudenutzer verbessern. Gleichzeitig können interne Materialien und Oberflächen die funktionale Leistung des Gebäudes und seiner Verwaltung beeinflussen. Darüber hinaus sollte die Materialauswahl in Krankenhäusern auch bestimmte Kriterien berücksichtigen, wie z. B. Reinigungsfreundlichkeit, Wasch- und Desinfektionsverfahren und Eignung, Lebensraum für Lebewesen zu werden. Eine detailliertere Klassifizierung der bei dieser Aufgabe zu berücksichtigenden Kriterien, abgeleitet aus der Richtlinie Nr. 89/106 des Rates der Europäischen Gemeinschaft (Rat der Europäischen Gemeinschaften 1988), ist in Tabelle 1 dargestellt .

Tabelle 1. Kriterien und Variablen, die bei der Materialauswahl zu berücksichtigen sind

Quelle: Catananti et al. 1994.

Bezüglich der Geruchsemissionen ist zu beachten, dass eine korrekte Belüftung nach dem Verlegen von Boden- oder Wandbelägen oder Renovierungsarbeiten die Exposition von Personal und Patienten gegenüber Innenraumschadstoffen (insbesondere flüchtige organische Verbindungen (VOC)) reduziert, die von Baumaterialien und Einrichtungsgegenständen abgegeben werden.

Anforderungen an Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen und an mikroklimatische Bedingungen

Die Kontrolle mikroklimatischer Bedingungen in Bereichen von Gesundheitseinrichtungen kann durch Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen erfolgen (Catananti und Cambieri 1990). Heizungsanlagen (z. B. Radiatoren) erlauben nur eine Temperaturregulierung und können für übliche Pflegestationen ausreichend sein. Die Belüftung, die Änderungen der Luftgeschwindigkeit bewirkt, kann natürlich (z. B. durch poröse Baumaterialien), ergänzend (durch Fenster) oder künstlich (durch mechanische Systeme) erfolgen. Die künstliche Lüftung empfiehlt sich besonders für Küchen, Wäschereien und Ingenieurbüros. Klimaanlagen, die besonders für einige Bereiche von Gesundheitseinrichtungen wie Operationssäle und Intensivstationen empfohlen werden, sollten Folgendes gewährleisten:

• die Kontrolle aller mikroklimatischen Faktoren (Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit)

• die Kontrolle der Luftreinheit und Konzentration von Mikroorganismen und Chemikalien (z. B. Anästhesiegase, flüchtige Lösungsmittel, Gerüche usw.). Dieses Ziel kann durch angemessene Luftfilterung und Luftwechsel, richtige Druckverhältnisse zwischen angrenzenden Bereichen und laminare Luftströmung erreicht werden.

Allgemeine Anforderungen an Klimaanlagen umfassen Ansaugorte im Freien, Luftfiltermerkmale und Luftzufuhrauslässe (ASHRAE 1987). Ansaugstellen im Freien sollten weit genug entfernt sein, mindestens 9.1 m, von Verschmutzungsquellen wie Abgasauslässen von Verbrennungsanlagen, medizinisch-chirurgischen Vakuumsystemen, Lüftungsauslässen aus dem Krankenhaus oder angrenzenden Gebäuden, Bereichen, in denen sich Fahrzeugabgase und andere Schadstoffe ansammeln können Abgase oder Abluftschächte. Außerdem sollte ihr Abstand vom Boden mindestens 1.8 m betragen. Wenn diese Komponenten über dem Dach installiert werden, sollte ihr Abstand zur Dachebene mindestens 0.9 m betragen.

Anzahl und Wirksamkeit der Filter sollten für die spezifischen Bereiche, die von Klimaanlagen versorgt werden, angemessen sein. Beispielsweise sollten in Operationssälen, Intensivstationen und Organtransplantationsräumen zwei Filterbetten mit 25 und 90 % Effizienz verwendet werden. Installation und Wartung von Filtern folgen mehreren Kriterien: Leckagefreiheit zwischen den Filtersegmenten und zwischen dem Filterbett und seinem Stützrahmen, Installation eines Manometers im Filtersystem, um den Druck ablesen zu können, damit Filter als abgelaufen identifiziert werden können und Bereitstellung geeigneter Einrichtungen für die Wartung ohne Einbringen von Verunreinigungen in den Luftstrom. Luftzufuhrauslässe sollten an der Decke mit einem Umfang oder mehreren Ablufteinlässen in Bodennähe angeordnet sein (ASHRAE 1987).

Lüftungsraten für Bereiche von Gesundheitseinrichtungen, die Luftreinheit und Komfort für die Bewohner ermöglichen, sind in Tabelle 2 aufgeführt .

Tabelle 2. Lüftungsanforderungen in Bereichen des Gesundheitswesens

P = Positiv. N = Negativ. +/– = Kontinuierliche Richtungssteuerung nicht erforderlich.

¹ Für Operationssäle sollte die Verwendung von 100 % Außenluft auf diese Fälle beschränkt werden, in denen die örtlichen Vorschriften dies erfordern, nur wenn Wärmerückgewinnungsgeräte verwendet werden; ² Umluftgeräte, die die Filteranforderungen für den Raum erfüllen, können verwendet werden; ³ Lebensmittelzubereitungszentren müssen Lüftungssysteme haben, die einen Überschuss an Luftzufuhr für Überdruck haben, wenn die Abzugshauben nicht in Betrieb sind. Die Anzahl der Luftwechsel kann in jedem für die Geruchskontrolle erforderlichen Ausmaß variiert werden, wenn der Raum nicht genutzt wird.

Quelle: ASHRAE 1987.

Spezifische Anforderungen an Klimaanlagen und mikroklimatische Bedingungen für mehrere Krankenhausbereiche werden wie folgt angegeben (ASHRAE 1987):

Pflegeeinheiten. In gemeinsamen Patientenzimmern wird eine Temperatur (T) von 24 °C und 30 % relative Luftfeuchtigkeit (RH) für den Winter und eine T von 24 °C mit 50 % RH für den Sommer empfohlen. Auf Intensivstationen wird ein variabler Temperaturbereich von 24 bis 27 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von mindestens 30 % und höchstens 60 % mit positivem Luftdruck empfohlen. In immunsupprimierten Patienteneinheiten sollte ein positiver Druck zwischen dem Patientenzimmer und dem angrenzenden Bereich aufrechterhalten und HEPA-Filter verwendet werden.

Im Ganztagskindergarten wird eine T von 24 °C mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von mindestens 30 % bis maximal 60 % empfohlen. In der Kinderkrippe sind die gleichen mikroklimatischen Bedingungen wie auf Intensivstationen erforderlich.

Operationssäle. In Operationssälen wird ein variabler Temperaturbereich von 20 bis 24 °C mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von mindestens 50 % und maximal 60 % sowie positiver Luftdruck empfohlen. Zur Entfernung von Anästhesiegasspuren sollte ein separates Luftabsaugsystem oder ein spezielles Vakuumsystem vorgesehen werden (siehe „Abfall von Anästhesiegasen“ in diesem Kapitel).

Diagnoseeinrichtungen. In der Radiologieabteilung erfordern Durchleuchtungs- und Röntgenräume eine T von 24 bis 27 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 40 bis 50 %. Laboreinheiten sollten mit angemessenen Abzugshaubensystemen ausgestattet sein, um gefährliche Dämpfe, Dämpfe und Bioaerosole zu entfernen. Die Abluft der Hauben der Abteilungen Klinische Chemie, Bakteriologie und Pathologie sollte ohne Umwälzung ins Freie abgeführt werden. Auch die Abluft von Labors für Infektionskrankheiten und Virologie muss sterilisiert werden, bevor sie ins Freie geleitet wird.

Diäteinrichtungen. Diese sollten mit Hauben über den Kochgeräten zum Abführen von Wärme, Gerüchen und Dämpfen versehen sein.

Wäscheservice. Der Sortierraum sollte gegenüber angrenzenden Bereichen auf Unterdruck gehalten werden. Im Wäscheverarbeitungsbereich sollten Waschmaschinen, Mangeln, Wäschetrockner usw. über eine direkte Deckenabsaugung verfügen, um die Luftfeuchtigkeit zu reduzieren.

Engineering-Dienstleistungen und Ausrüstungsbereiche. An Arbeitsplätzen sollte die Lüftungsanlage die Temperatur auf 32 °C begrenzen.

Fazit

Der Kern spezifischer baulicher Anforderungen an Einrichtungen des Gesundheitswesens ist die Angleichung externer normbasierter Regelungen an subjektive indexbasierte Vorgaben. Tatsächlich sind subjektive Indizes wie Predicted Mean Vote (PMV) (Fanger 1973) und olf, ein Maß für Geruch (Fanger 1992), in der Lage, Vorhersagen über das Wohlbefinden von Patienten und Personal zu treffen, ohne die damit verbundenen Unterschiede zu vernachlässigen Kleidung, Stoffwechsel und körperlicher Zustand. Schließlich sollten die Planer und Architekten von Krankenhäusern der Theorie der „Gebäudeökologie“ (Levin 1992) folgen, die Wohnungen als eine komplexe Reihe von Wechselwirkungen zwischen Gebäuden, ihren Bewohnern und der Umwelt beschreibt. Dementsprechend sollten Gesundheitseinrichtungen mit Blick auf das gesamte „System“ geplant und gebaut werden und nicht auf bestimmte partielle Bezugsrahmen.

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Hotels und Restaurants gibt es in jedem Land. Die Wirtschaft der Hotellerie und Gastronomie ist eng mit der Tourismusbranche, Geschäftsreisen und Kongressen verbunden. In vielen Ländern ist die Tourismusbranche ein wichtiger Teil der Gesamtwirtschaft.

Die Hauptaufgabe eines Restaurants besteht darin, Menschen außerhalb des Hauses mit Speisen und Getränken zu versorgen. Zu den Arten von Restaurants gehören Restaurants (die oft kostspielig sind) mit Speisesälen und umfangreichem Bedienungspersonal; kleinere Restaurants und Cafés im „Familienstil“, die oft der lokalen Gemeinschaft dienen; „Diners“ oder Restaurants, in denen das Servieren von kurz bestellten Mahlzeiten an der Theke das Hauptmerkmal ist; Fast-Food-Restaurants, in denen sich die Leute an den Schaltern anstellen, um ihre Bestellungen aufzugeben, und in denen die Mahlzeiten in wenigen Minuten verfügbar sind, oft zum Mitnehmen, um woanders zu essen; und Cafeterias, in denen die Leute durch die Servierreihen gehen und ihre Auswahl aus einer Vielzahl von bereits zubereiteten Speisen treffen, die normalerweise in Kisten ausgestellt sind. Viele Restaurants haben separate Bar- oder Loungebereiche, in denen alkoholische Getränke serviert werden, und viele größere Restaurants haben spezielle Banketträume für Gruppen. Straßenverkäufer, die Essen von Karren und Ständen servieren, sind in den meisten Ländern üblich, oft als Teil des informellen Sektors der Wirtschaft.

Die Hauptaufgabe eines Hotels ist die Beherbergung von Gästen. Die Arten von Hotels reichen von einfachen Übernachtungseinrichtungen wie Gasthöfen und Motels für Geschäftsreisende und Touristen bis hin zu aufwändigen Luxuskomplexen wie Resorts, Spas und Tagungshotels. Viele Hotels bieten zusätzliche Dienstleistungen wie Restaurants, Bars, Wäschereien, Gesundheits- und Fitnessclubs, Schönheitssalons, Friseurläden, Geschäftszentren und Geschenkeläden.

Restaurants und Hotels können sich im Besitz von Einzelpersonen oder Familien befinden und betrieben werden, im Besitz von Partnerschaften oder im Besitz großer Unternehmen sein. Viele Unternehmen besitzen nicht wirklich einzelne Restaurants oder Hotels in der Kette, sondern gewähren lokalen Eigentümern ein Franchise mit einem Namen und Stil.

Die Belegschaft des Restaurants kann aus Köchen und anderem Küchenpersonal, Kellnern und Oberkellnern, Tischpersonal, Barkeepern, Kassierern und Garderobenpersonal bestehen. Größere Restaurants haben Mitarbeiter, die auf ihre beruflichen Funktionen hochspezialisiert sein können.

Die Belegschaft in einem großen Hotel umfasst typischerweise Rezeptionisten, Tür- und Klingelpersonal, Sicherheitspersonal, Park- und Garagenpersonal, Haushälterinnen, Wäschereiarbeiter, Wartungspersonal, Küchen- und Restaurantmitarbeiter und Büropersonal.

Die meisten Hoteljobs sind „Blue Collar“-Jobs und erfordern minimale Sprach- und Lesekenntnisse. Frauen und eingewanderte Arbeiter machen heute den Großteil der Belegschaft in den meisten Hotels in entwickelten Ländern aus. In Entwicklungsländern werden Hotels in der Regel von Einheimischen besetzt. Da die Auslastung von Hotels in der Regel saisonabhängig ist, gibt es normalerweise eine kleine Gruppe von Vollzeitbeschäftigten mit einer beträchtlichen Anzahl von Teilzeit- und Saisonarbeitern. Die Gehälter bewegen sich in der Regel im mittleren bis unteren Einkommensbereich. Aufgrund dieser Faktoren ist die Mitarbeiterfluktuation relativ hoch.

In Restaurants sind die Belegschaftsmerkmale ähnlich, obwohl Männer einen größeren Anteil der Belegschaft in Restaurants ausmachen als in Hotels. In vielen Ländern sind die Gehälter niedrig, und das Personal, das an Tischen bedient und bedient, kann für einen großen Teil seines Einkommens auf Trinkgelder angewiesen sein. Vielerorts wird der Rechnung automatisch eine Servicegebühr hinzugefügt. In Fast-Food-Restaurants sind die Arbeitskräfte oft Teenager und die Bezahlung entspricht dem Mindestlohn.

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Pipelines, Seeschiffe, Tankwagen, Eisenbahnkesselwagen usw. werden verwendet, um Rohöle, komprimierte und verflüssigte Kohlenwasserstoffgase, flüssige Erdölprodukte und andere Chemikalien von ihrem Ursprungsort zu Pipelineterminals, Raffinerien, Verteilern und Verbrauchern zu transportieren.

Rohöle und flüssige Mineralölprodukte werden in ihrem natürlichen flüssigen Zustand transportiert, gehandhabt und gelagert. Kohlenwasserstoffgase werden sowohl im gasförmigen als auch im flüssigen Zustand transportiert, gehandhabt und gelagert und müssen vor der Verwendung vollständig in Rohrleitungen, Tanks, Zylindern oder anderen Behältern eingeschlossen werden. Die wichtigste Eigenschaft von verflüssigten Kohlenwasserstoffgasen (LHGs) besteht darin, dass sie als Flüssigkeiten gelagert, gehandhabt und transportiert werden, relativ wenig Platz einnehmen und sich dann bei Verwendung zu einem Gas ausdehnen. Beispielsweise wird verflüssigtes Erdgas (LNG) bei –162 °C gelagert, und wenn es freigesetzt wird, führt der Unterschied zwischen Lager- und Atmosphärentemperatur dazu, dass sich die Flüssigkeit ausdehnt und vergast. Eine Gallone (3.8 l) LNG ergibt ungefähr 2.5 m³ von Erdgas bei normaler Temperatur und normalem Druck. Da Flüssiggas viel stärker „konzentriert“ ist als komprimiertes Gas, kann mehr nutzbares Gas transportiert und in Behältern gleicher Größe bereitgestellt werden.

Pipelines

Im Allgemeinen fließen alle Rohöle, Erdgase, verflüssigten Erdgase, Flüssiggase (LPG) und Erdölprodukte auf ihrem Weg vom Bohrloch zu einer Raffinerie oder Gasanlage, dann zu einem Terminal und schließlich durch Pipelines schließlich zum Verbraucher. Überirdische, unterseeische und unterirdische Pipelines mit unterschiedlichen Durchmessern von mehreren Zentimetern bis zu einem Meter oder mehr bewegen große Mengen an Rohöl, Erdgas, LHGs und flüssigen Erdölprodukten. Pipelines verlaufen durch die ganze Welt, von der gefrorenen Tundra Alaskas und Sibiriens bis zu den heißen Wüsten des Nahen Ostens, über Flüsse, Seen, Meere, Sümpfe und Wälder, über und durch Berge und unter Städten und Gemeinden. Obwohl der anfängliche Bau von Pipelines schwierig und teuer ist, bieten sie, sobald sie gebaut, ordnungsgemäß gewartet und betrieben werden, eines der sichersten und wirtschaftlichsten Mittel zum Transport dieser Produkte.

Die erste erfolgreiche Rohölpipeline, ein 5 km langes schmiedeeisernes Rohr mit 9 cm Durchmesser und einer Kapazität von etwa 800 Barrel pro Tag, wurde 1865 in Pennsylvania (USA) eröffnet. Heute Rohöl, komprimiertes Erdgas und Flüssigkeit Erdölprodukte werden mit Geschwindigkeiten von 5.5 bis 9 km pro Stunde durch große Pumpen oder Kompressoren, die entlang der Pipelinetrasse in Intervallen von 90 km bis über 270 km angeordnet sind, über große Entfernungen durch Pipelines bewegt. Die Entfernung zwischen Pump- oder Kompressorstationen wird durch die Pumpleistung, die Viskosität des Produkts, die Größe der Pipeline und die Art des durchquerten Geländes bestimmt. Ungeachtet dieser Faktoren werden die Pumpdrücke und Durchflussraten der Pipeline im gesamten System gesteuert, um eine konstante Bewegung des Produkts innerhalb der Pipeline aufrechtzuerhalten.

Arten von Rohrleitungen

Die vier Grundtypen von Pipelines in der Öl- und Gasindustrie sind Fließleitungen, Sammelleitungen, Hauptleitungen für Rohöl und Hauptleitungen für Erdölprodukte.

• Stromlinien. Fließleitungen transportieren Rohöl oder Erdgas von produzierenden Bohrlöchern zu produzierenden Lagertanks und Lagerstätten vor Ort. Die Größe der Durchflussleitungen kann von 5 cm Durchmesser in älteren Niederdruckfeldern mit nur wenigen Bohrlöchern bis zu viel größeren Leitungen in Hochdruckfeldern mit mehreren Bohrlöchern variieren. Offshore-Plattformen verwenden Fließleitungen, um Rohöl und Gas von Bohrlöchern zur Lager- und Ladeeinrichtung der Plattform zu transportieren. EIN Mietlinie ist eine Art Fließleitung, die das gesamte Öl, das auf einer einzigen Miete produziert wird, zu einem Lagertank transportiert.

• Sammel- und Speiseleitungen. Sammelleitungen sammeln Öl und Gas von mehreren Orten zur Lieferung an zentrale Sammelpunkte, wie beispielsweise von Rohöltanks und Gasanlagen im Feld zu Schiffsanlegestellen. Feeder-Leitungen sammeln Öl und Gas von mehreren Standorten zur direkten Lieferung in Fernleitungen, z. B. zum Transport von Rohöl von Offshore-Plattformen zu Onshore-Rohöl-Fernleitungen. Sammelleitungen und Speiseleitungen haben typischerweise einen größeren Durchmesser als Stromleitungen.

• Rohöl-Trunk-Pipelines. Erdgas und Rohöl werden über Fernleitungen mit einem Durchmesser von 1 bis 3 m oder mehr über große Entfernungen von Produktionsgebieten oder Hafenanlagen zu Raffinerien und von Raffinerien zu Lager- und Verteilungseinrichtungen transportiert.

• Stammpipelines für Erdölprodukte. Diese Pipelines befördern flüssige Erdölprodukte wie Benzin und Heizöl von Raffinerien zu Terminals und von Schiffs- und Pipelineterminals zu Verteilerterminals. Produktpipelines können auch Produkte von Terminals zu Großanlagen und Verbraucherlagereinrichtungen und gelegentlich von Raffinerien direkt zu Verbrauchern verteilen. Produktpipelines werden verwendet, um LPG von Raffinerien zu Verteilerlagern oder großen industriellen Verbrauchern zu transportieren.

Vorschriften und Normen

Pipelines werden gebaut und betrieben, um Sicherheits- und Umweltstandards zu erfüllen, die von Aufsichtsbehörden und Industrieverbänden festgelegt wurden. In den Vereinigten Staaten regelt das Verkehrsministerium (DOT) den Betrieb von Pipelines, die Environmental Protection Agency (EPA) regelt Verschüttungen und Freisetzungen, die Occupational Safety and Health Administration (OSHA) veröffentlicht Standards für die Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer und die Interstate Commerce Commission (ICC) reguliert Common-Carrier-Pipelines. Eine Reihe von Branchenorganisationen, wie das American Petroleum Institute und die American Gas Association, veröffentlichen ebenfalls empfohlene Praktiken für den Pipelinebetrieb.

Rohrleitungsbau

Pipelinerouten werden unter Verwendung von topografischen Karten geplant, die aus photogrammetrischen Luftaufnahmen entwickelt wurden, gefolgt von tatsächlichen Bodenvermessungen. Nach der Planung der Route, dem Einholen der Vorfahrt und der Genehmigung zum Weiterfahren werden Basislager errichtet und eine Zufahrtsmöglichkeit für Baumaschinen benötigt. Rohrleitungen können von einem Ende zum anderen oder gleichzeitig in Abschnitten gebaut werden, die dann verbunden werden.

Der erste Schritt beim Verlegen der Pipeline ist der Bau einer 15 bis 30 m breiten Zufahrtsstraße entlang der geplanten Trasse, um eine stabile Basis für die Rohrverlege- und Rohrverbindungsausrüstung sowie für den unterirdischen Pipelineaushub und die Verfüllausrüstung zu schaffen. Die Rohrstücke werden neben der Zufahrtsstraße auf dem Boden verlegt. Die Enden des Rohrs werden gereinigt, das Rohr wird je nach Bedarf horizontal oder vertikal gebogen, und die Abschnitte werden durch Keile über dem Boden in Position gehalten und durch mehrlagiges Lichtbogenschweißen verbunden. Die Schweißnähte werden visuell und dann mit Gammastrahlung überprüft, um sicherzustellen, dass keine Fehler vorhanden sind. Jeder verbundene Abschnitt wird dann mit Flüssigseife beschichtet und einem Luftdrucktest unterzogen, um Lecks zu erkennen.

Die Pipeline wird gereinigt, grundiert und mit einem heißen, teerartigen Material beschichtet, um Korrosion zu verhindern, und in eine äußere Schicht aus schwerem Papier, Mineralwolle oder Kunststoff gewickelt. Soll das Rohr vergraben werden, wird die Grabensohle mit einem Sand- oder Kiesbett vorbereitet. Das Rohr kann durch kurze Betonhülsen beschwert werden, um ein Herausheben aus dem Graben durch den Grundwasserdruck zu verhindern. Nachdem die unterirdische Pipeline in den Graben gelegt wurde, wird der Graben wieder verfüllt und die Oberfläche des Bodens zu ihrem normalen Aussehen zurückgebracht. Nach dem Beschichten und Wickeln werden die oberirdischen Rohrleitungen auf vorbereitete Stützen oder Flügel gehoben, die verschiedene Konstruktionsmerkmale aufweisen können, wie z. B. eine erdbebensichere Stoßdämpfung. Rohrleitungen können isoliert sein oder Begleitheizungen haben, um die Produkte während des gesamten Transports auf der gewünschten Temperatur zu halten. Alle Pipelineabschnitte werden hydrostatisch getestet, bevor sie in den Gas- oder Flüssigkohlenwasserstoffbetrieb eintreten.

Pipeline-Operationen

Pipelines können entweder in Privatbesitz sein und betrieben werden und nur die Produkte des Eigentümers befördern, oder sie können allgemeine Transportunternehmen sein, die verpflichtet sind, die Produkte eines Unternehmens zu befördern, vorausgesetzt, dass die Produktanforderungen und Tarife der Pipeline erfüllt werden. Die drei wichtigsten Pipeline-Betriebe sind Pipeline-Steuerung, Pump- oder Kompressorstationen und Lieferterminals. Lagerung, Reinigung, Kommunikation und Versand sind ebenfalls wichtige Funktionen.

• Pipeline-Steuerung. Ungeachtet des transportierten Produkts, der Größe und Länge der Pipeline oder des Geländes werden Pipeline-Pumpstationen, Drücke und Durchflussraten vollständig kontrolliert, um angemessene Durchflussraten und einen kontinuierlichen Betrieb sicherzustellen. Typischerweise steuern ein Bediener und ein Computer die Pumpen, Ventile, Regler und Kompressoren im gesamten Rohrleitungssystem von einer zentralen Stelle aus.

• Ölpump- und Gaskompressorstationen. Pumpstationen für Rohöl und Erdölprodukte sowie Gaskompressorstationen befinden sich je nach Bedarf an Bohrlochköpfen und entlang der Pipelinetrasse, um Druck und Volumen aufrechtzuerhalten. Pumpen werden von Elektromotoren oder Dieselmotoren angetrieben, und Turbinen können mit Heizöl, Gas oder Dampf betrieben werden. Viele dieser Stationen werden automatisch gesteuert und sind meistens nicht besetzt. Pumpen mit und ohne Dampfrückführungsleitungen oder Druckausgleichsleitungen werden üblicherweise in kleineren Pipelines zum Transport von LNG, LPG und komprimiertem Erdgas (CNG) verwendet. Druckabfalldetektoren werden installiert, um Lecks in Rohrleitungen anzuzeigen, und Überströmventile oder andere Durchflussbegrenzungsvorrichtungen werden verwendet, um die Durchflussrate im Falle eines Rohrleitungslecks zu minimieren. Lagerbehälter und Reservoirs können von Hauptrohrleitungen durch handbetätigte oder ferngesteuerte Ventile oder Schmelzverbindungsventile isoliert werden.

• Lagerung von Pipeline-Produkten. Pipelineterminals für Rohöl und Erdölprodukte verfügen über Breakout-Lagertanks, in die Lieferungen umgeleitet werden können, wo sie aufbewahrt werden, bis sie von einer Raffinerie, einem Terminal oder einem Benutzer benötigt werden (siehe Abbildung 1). Andere Tanks an Pipeline-Pumpstationen enthalten Kraftstoff zum Betreiben dieselbetriebener Pumpenmotoren oder zum Betreiben elektrischer Generatoren. Da Gasfelder kontinuierlich produzieren und Gaspipelines kontinuierlich betrieben werden, werden verflüssigte Erd- und Erdölgase in Zeiten geringer Nachfrage, wie z. B. im Sommer, unterirdisch in natürlichen Kavernen oder Salzstöcken gespeichert, bis sie benötigt werden.

• Rohrreinigung. Rohrleitungen werden planmäßig oder nach Bedarf gereinigt, um den Fluss fortzusetzen, indem die Reibung verringert und ein möglichst großer Innendurchmesser beibehalten wird. Ein spezielles Reinigungsgerät, genannt a Schweinefarm or Geh-Teufel, wird in die Rohrleitung eingebracht und durch den Ölstrom von einer Pumpstation zur nächsten geschoben. Wenn der Molch durch die Pipeline läuft, kratzt er jeglichen Schmutz, Wachs oder andere Ablagerungen ab, die sich innerhalb der Pipelinewände angesammelt haben. Wenn er eine Pumpstation erreicht, wird der Molch entfernt, gereinigt und wieder in die Pipeline eingeführt, um zur nächsten Station zu gelangen.

• Mitteilungen. Es ist wichtig, dass zwischen den Pipelinestationen und -betreibern und denjenigen, die Rohöl, Gas und Erdölprodukte versenden und empfangen, Kommunikation und Vereinbarung über Zeitpläne, Pumpraten und -drücke sowie Notfallmaßnahmen bestehen. Einige Pipelineunternehmen haben private Telefonsysteme, die das Signal entlang der Pipeline übertragen, während andere Funkgeräte oder öffentliche Telefone verwenden. Viele Pipelines verwenden ultrahochfrequente Mikrowellen-Sendesysteme für die Computerkommunikation zwischen Kontrollzentren und Pumpstationen.

• Versand von Erdölprodukten. Erdölprodukte können auf Pipelines auf verschiedene Arten transportiert werden. Ein Unternehmen, das eine Raffinerie betreibt, kann eine bestimmte Sorte seines eigenen Benzins mit geeigneten Additiven (Additiven) mischen und eine Charge durch eine Pipeline direkt zu seinem eigenen Terminal zur Verteilung an seine Kunden versenden. Ein anderes Verfahren besteht darin, dass eine Raffinerie eine Benzincharge herstellt, die als zerbrechliches oder Spezifikationsprodukt bezeichnet wird und gemischt wird, um die Produktspezifikationen eines gemeinsamen Transportunternehmens für Pipelines zu erfüllen. Das Benzin wird in die Pipeline eingebracht, um es an die Terminals eines beliebigen Unternehmens zu liefern, die mit dem Pipelinesystem verbunden sind. Bei einem dritten Verfahren werden Produkte von Unternehmen zu den Terminals der anderen versandt und ausgetauscht, um zusätzlichen Transport und Handhabung zu vermeiden. Zerbrechliche und Austauschprodukte werden normalerweise am Terminal, das das Produkt aus der Pipeline erhält, gemischt und zugesetzt, um die spezifischen Anforderungen jedes Unternehmens zu erfüllen, das vom Terminal aus operiert. Schließlich werden einige Produkte per Pipeline von Terminals und Raffinerien direkt an große kommerzielle Verbraucher geliefert – Flugbenzin an Flughäfen, Gas-zu-Gas-Vertriebsunternehmen und Heizöl an Stromerzeugungsanlagen.

• Warenannahme und Lieferung. Pipelinebetreiber und Terminalbetreiber sollten gemeinsam Programme erstellen, um die sichere Annahme und Weiterleitung von Produkten zu gewährleisten und Maßnahmen zu koordinieren, falls während des Transports an der Pipeline oder am Terminal ein Notfall eintritt, der eine Abschaltung oder Umleitung des Produkts erfordert.

Abbildung 1. Ein Terminalbetreiber füllt Produkte der Pasagoula-Raffinerie in Lagertanks im Deraville-Terminal in der Nähe von Atlanta, Georgia, USA.

American Petroleum Institute

Anweisungen für den Empfang von Pipelinelieferungen sollten die Überprüfung der Verfügbarkeit der Lagertanks zur Aufnahme der Lieferung, das Öffnen und Ausrichten von Tank- und Endventilen im Vorfeld der Lieferung, die Überprüfung, um sicherzustellen, dass der richtige Tank das Produkt unmittelbar nach Beginn der Lieferung erhält, und die Durchführung umfassen erforderliche Probenahmen und Tests von Chargen zu Beginn der Lieferung, Durchführung von Chargenwechseln und Tankwechseln nach Bedarf, Überwachung der Belege, um sicherzustellen, dass keine Überfüllungen auftreten, und Aufrechterhaltung der Kommunikation zwischen der Pipeline und dem Terminal. Die Verwendung schriftlicher Mitteilungen zwischen Terminalarbeitern, insbesondere bei Schichtwechseln während des Produkttransfers, sollte in Betracht gezogen werden.

Batch-Sendungen und Schnittstelle

Obwohl Pipelines ursprünglich nur für den Transport von Rohöl verwendet wurden, entwickelten sie sich zum Transport aller Arten und unterschiedlicher Qualitäten von flüssigen Erdölprodukten. Da Mineralölprodukte in Pipelines chargenweise nacheinander transportiert werden, kommt es an den Schnittstellen zu einer Vermengung bzw. Vermischung der Produkte. Die Produktmischung wird durch eine von drei Methoden kontrolliert: Herabstufung (Derating), Verwendung von flüssigen und festen Abstandshaltern zur Trennung oder Wiederaufbereitung der Mischung. Radioaktive Tracer, Farbstoffe und Abstandshalter können in die Pipeline eingebracht werden, um zu identifizieren, wo die Grenzflächen auftreten. In der Empfangsanlage werden radioaktive Sensoren, visuelle Beobachtungen oder Schwerkrafttests durchgeführt, um verschiedene Pipeline-Chargen zu identifizieren.

Erdölprodukte werden normalerweise durch Pipelines in Batch-Sequenzen transportiert, wobei kompatible Rohöle oder Produkte aneinander angrenzen. Ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der Produktqualität und -integrität, Herabstufung oder Herabstufung, wird erreicht, indem die Grenzfläche zwischen den beiden Chargen auf das Niveau des am wenigsten betroffenen Produkts abgesenkt wird. Beispielsweise wird eine Charge von Superbenzin mit hoher Oktanzahl typischerweise unmittelbar vor oder nach einer Charge von Normalbenzin mit niedrigerer Oktanzahl versandt. Die kleine Menge der beiden Produkte, die sich vermischt hat, wird auf Normalbenzin mit niedrigerer Oktanzahl herabgestuft. Wenn Benzin vor oder nach Dieselkraftstoff versandt wird, darf eine kleine Menge Dieselgrenzfläche in das Benzin gemischt werden, anstatt Benzin in den Dieselkraftstoff zu mischen, was seinen Flammpunkt senken könnte. Chargengrenzflächen werden typischerweise durch visuelle Beobachtung, Graviometer oder Probenahme erkannt.

Flüssige und feste Abstandshalter oder Reinigungsmolche können verwendet werden, um verschiedene Produktchargen physikalisch zu trennen und zu identifizieren. Die festen Abstandshalter werden durch ein radioaktives Signal erkannt und von der Pipeline in einen speziellen Empfänger am Terminal umgeleitet, wenn die Charge von einem Produkt auf ein anderes wechselt. Flüssigkeitsabscheider können Wasser oder ein anderes Produkt sein, das sich mit keiner der Chargen, die es trennt, vermischt und später entfernt und wiederaufbereitet wird. Kerosin, das zu einem anderen gelagerten Produkt herabgestuft (derated) oder recycelt wird, kann auch zur Trennung von Chargen verwendet werden.

Ein drittes Verfahren zur Steuerung der Schnittstelle, das häufig an den Raffinerieenden von Pipelines verwendet wird, besteht darin, die Schnittstelle zur erneuten Verarbeitung zurückzugeben. Mit Wasser kontaminierte Produkte und Interfaces können ebenfalls zur Wiederaufbereitung zurückgegeben werden.

Umweltschutz

Aufgrund der großen Produktmengen, die kontinuierlich durch Pipelines transportiert werden, besteht die Möglichkeit von Umweltschäden durch Freisetzungen. Je nach betrieblichen und behördlichen Sicherheitsanforderungen sowie Konstruktion, Lage, Wetter, Zugänglichkeit und Betrieb der Pipeline kann bei einem Leitungsbruch oder Leck eine beträchtliche Produktmenge freigesetzt werden. Pipeline-Betreiber sollten Notfallpläne für Notfallmaßnahmen und Verschüttungen erstellen und Eindämmungs- und Reinigungsmaterialien, Personal und Ausrüstung verfügbar oder auf Abruf bereithalten. Einfache Feldlösungen wie der Bau von Erddämmen und Entwässerungsgräben können von geschulten Bedienern schnell umgesetzt werden, um verschüttetes Produkt einzudämmen und abzuleiten.

Wartung von Pipelines und Gesundheit und Sicherheit der Arbeiter

Die ersten Rohrleitungen waren aus Gusseisen. Moderne Fernrohrleitungen bestehen aus geschweißtem, hochfestem Stahl, der hohen Drücken standhalten kann. Rohrwände werden regelmäßig auf Dicke getestet, um festzustellen, ob innere Korrosion oder Ablagerungen aufgetreten sind. Schweißnähte werden visuell und mit Gammastrahlung überprüft, um sicherzustellen, dass keine Defekte vorhanden sind.

Kunststoffrohre können für Niederdruck-Fließleitungen mit kleinem Durchmesser und Sammelleitungen in Gas- und Rohölförderfeldern verwendet werden, da Kunststoff ein geringes Gewicht hat und einfach zu handhaben, zusammenzubauen und zu bewegen ist.

Wenn eine Rohrleitung durch Schneiden, Spreizen von Flanschen, Entfernen eines Ventils oder Öffnen der Leitung getrennt wird, kann ein elektrostatischer Lichtbogen durch eingeprägte kathodische Schutzspannung, Korrosion, Opferanoden, in der Nähe befindliche Hochspannungsleitungen oder vagabundierende Erdströme entstehen. Dies sollte minimiert werden, indem das Rohr geerdet (geerdet) wird, die kathodischen Gleichrichter, die beiden Seiten der Trennung am nächsten sind, stromlos gemacht und vor Beginn der Arbeiten ein Erdungskabel an jeder Seite des Rohrs angeschlossen wird. Wenn zusätzliche Rohrleitungsabschnitte, Ventile usw. zu einer bestehenden Leitung hinzugefügt werden oder während des Baus, sollten sie zuerst mit den vorhandenen Rohrleitungen verbunden werden.

Die Arbeiten an Pipelines sollten bei Gewitter eingestellt werden. Geräte zum Anheben und Platzieren von Rohren sollten nicht innerhalb von 3 m von Hochspannungsleitungen betrieben werden. Alle Fahrzeuge oder Geräte, die in der Nähe von Hochspannungsleitungen arbeiten, sollten an den Rahmen befestigte Erdungsbänder haben. Temporäre Gebäude aus Metall sollten ebenfalls geerdet werden.

Rohrleitungen sind speziell beschichtet und umwickelt, um Korrosion zu verhindern. Ein kathodischer elektrischer Schutz kann ebenfalls erforderlich sein. Nachdem die Pipelineabschnitte beschichtet und isoliert wurden, werden sie durch spezielle Schellen verbunden, die mit metallischen Anoden verbunden sind. Die Pipeline wird einer geerdeten Gleichstromquelle ausreichender Kapazität ausgesetzt, so dass die Pipeline als Kathode wirkt und nicht korrodiert.

Alle Pipelineabschnitte werden hydrostatisch getestet, bevor sie in den Gas- oder Flüssigkohlenwasserstoffbetrieb aufgenommen werden, und, je nach behördlichen und betrieblichen Anforderungen, in regelmäßigen Abständen während der Lebensdauer der Pipeline. Vor dem hydrostatischen Test muss die Luft aus den Rohrleitungen entfernt und der hydrostatische Druck aufgebaut und auf sichere Werte reduziert werden. Pipelines werden regelmäßig patrouilliert, normalerweise durch Luftüberwachung, um Lecks visuell zu erkennen, oder vom Kontrollzentrum aus überwacht, um einen Abfall der Durchflussrate oder des Drucks zu erkennen, was bedeuten würde, dass ein Bruch in der Pipeline aufgetreten ist.

Pipelinesysteme sind mit Warn- und Signalsystemen ausgestattet, um die Bediener zu warnen, damit sie im Notfall Korrekturmaßnahmen ergreifen können. Pipelines können automatische Abschaltsysteme aufweisen, die Notdruckventile aktivieren, wenn sie einen erhöhten oder verringerten Pipelinedruck erfassen. Manuell oder automatisch betätigte Absperrventile befinden sich typischerweise in strategischen Abständen entlang von Pipelines, beispielsweise an Pumpstationen und auf beiden Seiten von Flussübergängen.

Eine wichtige Überlegung beim Betrieb von Pipelines ist die Bereitstellung eines Mittels zur Warnung von Auftragnehmern und anderen Personen, die möglicherweise entlang der Pipelinetrasse arbeiten oder Ausgrabungen durchführen, damit die Pipeline nicht versehentlich reißt, durchbrochen oder durchstochen wird, was zu einer Dampf- oder Gasexplosion und einem Brand führt . Dies geschieht in der Regel durch Vorschriften, die Baugenehmigungen erfordern, oder durch Rohrleitungsunternehmen und Verbände, die eine zentrale Nummer bereitstellen, die Auftragnehmer vor dem Aushub anrufen können.

Da Rohöl und brennbare Mineralölprodukte in Pipelines transportiert werden, besteht die Möglichkeit eines Brandes oder einer Explosion im Falle eines Leitungsbruchs oder der Freisetzung von Dampf oder Flüssigkeit. Vor Arbeiten an Hochdruckleitungen sollte der Druck auf ein sicheres Niveau reduziert werden. Vor Reparaturen oder Wartungsarbeiten, die Heißarbeiten oder Heißanbohren an Rohrleitungen beinhalten, sollten Tests auf brennbare Gase durchgeführt und eine Genehmigung ausgestellt werden. Die Rohrleitung sollte vor Beginn der Arbeiten von brennbaren Flüssigkeiten und Dämpfen oder Gasen befreit werden. Wenn eine Rohrleitung nicht gereinigt werden kann und ein zugelassener Stopfen verwendet wird, sollten sichere Arbeitsverfahren festgelegt und von qualifizierten Arbeitern befolgt werden. Die Leitung sollte in sicherem Abstand vom heißen Arbeitsbereich entlüftet werden, um jeglichen Druckaufbau hinter dem Stopfen zu entlasten.

Beim Hot Tapping von Pipelines sollten geeignete Sicherheitsverfahren festgelegt und von qualifizierten Arbeitern befolgt werden. Wenn in einem Bereich, in dem ein Leck oder ein Leck aufgetreten ist, geschweißt oder heiß angebohrt wird, sollte die Außenseite des Rohrs von Flüssigkeit gereinigt und kontaminierter Boden entfernt oder abgedeckt werden, um eine Entzündung zu verhindern.

Es ist sehr wichtig, die Betreiber der nächstgelegenen Pumpstationen auf beiden Seiten der in Betrieb befindlichen Pipeline zu benachrichtigen, wo Wartungs- oder Reparaturarbeiten durchgeführt werden müssen, falls eine Abschaltung erforderlich ist. Wenn Rohöl oder Gas von Produzenten in Pipelines gepumpt werden, müssen die Pipelinebetreiber den Produzenten spezifische Anweisungen geben, was bei Reparatur, Wartung oder im Notfall zu tun ist. Vor dem Anschluss von Produktionstanks und -leitungen an Rohrleitungen sollten beispielsweise alle Absperrschieber und Entlüfter für die Tanks und Leitungen, die an dem Anschluss beteiligt sind, geschlossen und verriegelt oder versiegelt werden, bis der Vorgang abgeschlossen ist.

Während des Rohrleitungsbaus gelten normale Sicherheitsvorkehrungen in Bezug auf die Handhabung von Rohren und Materialien, toxische und gefährliche Expositionen, Schweißen und Aushubarbeiten. Arbeiter, die Vorfahrten räumen, sollten sich vor klimatischen Bedingungen schützen; giftige Pflanzen, Insekten und Schlangen; fallende Bäume und Felsen; usw. Ausschachtungen und Gräben sollten geneigt oder abgestützt werden, um ein Einstürzen während des Baus oder der Reparatur von unterirdischen Pipelines zu verhindern (siehe den Artikel „Grabenziehen“ im Kapitel Hoch- und Tiefbau ). Arbeiter sollten beim Öffnen und Ausschalten von elektrischen Transformatoren und Schaltern sichere Arbeitspraktiken befolgen.

Pipeline-Betriebs- und Wartungspersonal arbeitet oft alleine und ist für lange Pipeline-Strecken verantwortlich. Atmosphärische Tests und die Verwendung von persönlicher und Atemschutzausrüstung sind erforderlich, um die Konzentration von Sauerstoff und brennbaren Dämpfen zu bestimmen und sich vor toxischen Expositionen gegenüber Schwefelwasserstoff und Benzol zu schützen, wenn Tanks gemessen, Leitungen geöffnet, Verschüttungen gereinigt, Proben genommen und getestet, versendet, empfangen und durchgeführt werden Pipeline-Aktivitäten. Arbeiter sollten Dosimeter oder Filmabzeichen tragen und Exposition vermeiden, wenn sie mit Dichtemessgeräten, Strahlungsquellenhaltern oder anderen radioaktiven Materialien arbeiten. Bei Exposition gegenüber Verbrennungen durch den heißen Schutzteer, der bei Rohrbeschichtungsvorgängen verwendet wird, und durch giftige Dämpfe, die mehrkernige aromatische Kohlenwasserstoffe enthalten, sollte die Verwendung von persönlicher Schutzausrüstung und Atemschutzausrüstung in Betracht gezogen werden.

Marinetanker und Lastkähne

Der Großteil des weltweiten Rohöls wird mit Tankschiffen aus Fördergebieten wie dem Nahen Osten und Afrika zu Raffinerien in Verbrauchergebieten wie Europa, Japan und den Vereinigten Staaten transportiert. Ölprodukte wurden ursprünglich in großen Fässern auf Frachtschiffen transportiert. Das erste Tankschiff, das 1886 gebaut wurde, beförderte etwa 2,300 SDWT (2,240 Pfund pro Tonne) Öl. Heutige Supertanker können über 300 m lang sein und fast 200-mal so viel Öl transportieren (siehe Abbildung 2). Sammel- und Feeder-Pipelines enden oft an Seeterminals oder Verladeeinrichtungen für Offshore-Plattformen, wo das Rohöl in Tanker oder Lastkähne für den Transport zu Rohöl-Stammpipelines oder Raffinerien verladen wird. Erdölprodukte werden auch von Raffinerien zu Vertriebsterminals mit Tankschiffen und Binnenschiffen transportiert. Nach der Anlieferung ihrer Ladung kehren die Schiffe mit Ballast zu den Ladeeinrichtungen zurück, um die Sequenz zu wiederholen.

Abbildung 2. Öltanker SS Paul L. Fahrney.

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Flüssigerdgas wird als kryogenes Gas in spezialisierten Seeschiffen mit stark isolierten Kammern oder Reservoirs verschifft (siehe Abbildung 3). Am Lieferhafen wird das LNG in Lager oder Regasifizierungsanlagen umgeladen. Flüssiggas kann sowohl als Flüssigkeit in nicht isolierten Seeschiffen und Lastkähnen als auch als kryogenes Gas in isolierten Seeschiffen transportiert werden. Darüber hinaus kann LPG in Containern (Flaschengas) als Fracht auf Seeschiffen und Binnenschiffen transportiert werden.

Abbildung 3. Beladung eines LNG-Leo-Tankers in Arun, Sumatra, Indonesien.

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LPG- und LNG-Schiffe

Die drei Arten von Seeschiffen, die für den Transport von LPG und LNG verwendet werden, sind:

• Behälter mit Behältern mit einem Druck von bis zu 2 mPa (nur Flüssiggas)

• Behälter mit wärmeisolierten Behältern und einem reduzierten Druck von 0.3 bis 0.6 mPa (nur Flüssiggas)

• kryogene Behälter mit wärmeisolierten Behältern, die nahezu atmosphärischem Druck ausgesetzt sind (LPG und LNG).

Der Transport von LHGs auf Seeschiffen erfordert ein ständiges Sicherheitsbewusstsein. Förderschläuche müssen für die korrekten Temperaturen und Drücke der gehandhabten Flüssiggase geeignet sein. Um ein brennbares Gemisch aus Gasdampf und Luft zu verhindern, werden die Reservoirs mit Inertgas (Stickstoff) abgeschirmt, und der Bereich wird kontinuierlich auf Lecks überwacht. Vor dem Beladen sollten Vorratsbehälter auf Schadstofffreiheit überprüft werden. Wenn Behälter Inertgas oder Luft enthalten, sollten sie vor dem Beladen des LHG mit LHG-Dampf gespült werden. Behälter sollten ständig auf Unversehrtheit überprüft werden, und Sicherheitsventile sollten installiert werden, um den bei maximaler Wärmebelastung erzeugten LHG-Dampf abzulassen. Marineschiffe sind mit Brandbekämpfungssystemen ausgestattet und verfügen über umfassende Notfallmaßnahmen.

Seeschiffe für Rohöl und Erdölprodukte

Öltanker und Lastkähne sind Schiffe, bei denen sich die Motoren und Quartiere am Heck des Schiffes befinden und der Rest des Schiffes in spezielle Abteilungen (Tanks) unterteilt ist, um Rohöl und flüssige Erdölprodukte in loser Schüttung zu befördern. Ladepumpen befinden sich in Pumpenräumen, und es werden Zwangsbelüftungs- und Inertisierungssysteme bereitgestellt, um das Risiko von Bränden und Explosionen in Pumpenräumen und Laderäumen zu verringern. Moderne Öltanker und Lastkähne werden mit Doppelhüllen und anderen Schutz- und Sicherheitsmerkmalen gebaut, die vom United States Oil Pollution Act von 1990 und den Tanker-Sicherheitsstandards der International Maritime Organization (IMO) gefordert werden. Einige neue Schiffsdesigns erweitern die Doppelhüllen an den Seiten der Tanker, um zusätzlichen Schutz zu bieten. Im Allgemeinen befördern große Tanker Rohöl und kleine Tanker und Binnenschiffe Erdölprodukte.

• Supertanker. Ultragroße und sehr große Rohölfrachter (ULCCs und VLCCs) sind durch ihre Größe und ihren Tiefgang auf bestimmte Reiserouten beschränkt. ULCCs sind Schiffe mit einer Kapazität von über 300,000 SDWTs, und VLCCs haben Kapazitäten von 160,000 bis 300,000 SDWTs. Die meisten großen Rohölfrachter sind nicht im Besitz von Ölgesellschaften, sondern werden von Transportunternehmen gechartert, die sich auf den Betrieb dieser übergroßen Schiffe spezialisiert haben.

• Öltanker. Öltanker sind kleiner als VLCCs und können zusätzlich zur Seefahrt durch eingeschränkte Passagen wie den Suez- und den Panamakanal, seichte Küstengewässer und Flussmündungen fahren. Große Öltanker mit 25,000 bis 160,000 SDWT transportieren normalerweise Rohöl oder schwere Reststoffe. Kleinere Öltanker unter 25,000 SDWT transportieren normalerweise Benzin, Heizöle und Schmiermittel.

• Lastkähne. Lastkähne verkehren hauptsächlich in Küsten- und Binnengewässern und Flüssen, allein oder in Gruppen von zwei oder mehr Personen, und werden entweder selbst angetrieben oder von Schleppern bewegt. Sie können Rohöl zu Raffinerien befördern, werden aber häufiger als kostengünstiges Mittel zum Transport von Erdölprodukten von Raffinerien zu Vertriebsterminals verwendet. Lastkähne werden auch verwendet, um Fracht von Tankern vor der Küste zu entladen, deren Tiefgang oder Größe es ihnen nicht erlaubt, zum Dock zu gelangen.

Be- und Entladen von Binnenschiffen und Schiffen

Schiff-zu-Land-Verfahren, Sicherheitschecklisten und Richtlinien sollten von Terminal- und Seeschiffsbetreibern festgelegt und vereinbart werden. Das Internationaler Sicherheitsleitfaden für Öltanker und Terminals (International Chamber of Shipping 1978) enthält Informationen und Muster von Checklisten, Richtlinien, Genehmigungen und anderen Verfahren, die sichere Vorgänge beim Be- und Entladen von Schiffen abdecken und die von Schiffs- und Terminalbetreibern verwendet werden können.

Obwohl Seeschiffe im Wasser sitzen und dadurch intrinsisch geerdet sind, besteht ein Bedarf an Schutz vor statischer Elektrizität, die sich während des Be- oder Entladens aufbauen kann. Dies wird erreicht, indem Metallgegenstände auf dem Dock oder der Lade-/Entladevorrichtung mit dem Metall des Schiffs verbunden oder verbunden werden. Die Verbindung wird auch durch die Verwendung von leitfähigen Ladeschläuchen oder Rohrleitungen erreicht. Ein elektrostatischer Funke von zündfähiger Intensität kann auch erzeugt werden, wenn Geräte, Thermometer oder Messgeräte unmittelbar nach dem Beladen in Abteile abgesenkt werden; Es muss genügend Zeit zum Abbau der statischen Aufladung eingeräumt werden.

Elektrische Ströme vom Schiff zum Land, die sich von statischer Elektrizität unterscheiden, können durch kathodischen Schutz des Schiffsrumpfs oder -docks oder durch galvanische Potentialunterschiede zwischen dem Schiff und dem Ufer erzeugt werden. Diese Ströme bauen sich auch in Lade-/Entladegeräten aus Metall auf. Isolierflansche können innerhalb der Länge des Ladearms und an der Stelle installiert werden, an der flexible Schläuche mit dem landseitigen Rohrleitungssystem verbunden sind. Wenn die Verbindungen unterbrochen werden, hat kein Funke die Möglichkeit, von einer Metalloberfläche zur anderen zu springen.

Alle Schiffe und Terminals müssen im Falle eines Feuers oder der Freisetzung von Produkten, Dämpfen oder giftigen Gasen einvernehmliche Notfallmaßnahmen festlegen. Diese müssen Notoperationen, das Stoppen des Produktflusses und die Notfallentfernung eines Schiffes vom Dock umfassen. Die Pläne sollten Kommunikations-, Brandbekämpfungs-, Dampfwolkenminderungs-, gegenseitige Hilfe-, Rettungs-, Reinigungs- und Sanierungsmaßnahmen berücksichtigen.

Tragbare Brandschutzausrüstung und ortsfeste Systeme sollten den behördlichen und betrieblichen Anforderungen entsprechen und der Größe, Funktion, dem Expositionspotential und dem Wert der Dock- und Werftanlagen entsprechen. Das Internationaler Sicherheitsleitfaden für Öltanker und Terminals (International Chamber of Shipping 1978) enthält ein Beispiel für eine Brandmitteilung, die von Terminals als Leitfaden für die Verhütung von Dockbränden verwendet werden kann.

Gesundheit und Sicherheit von Seeschiffen

Zusätzlich zu den üblichen Arbeitsgefahren auf See schafft der Transport von Rohöl und brennbaren Flüssigkeiten mit Seeschiffen eine Reihe besonderer Gesundheits-, Sicherheits- und Brandschutzsituationen. Dazu gehören das Aufwallen und Ausdehnen von flüssiger Ladung, Gefahren durch entzündliche Dämpfe während des Transports und beim Be- und Entladen, die Möglichkeit einer pyrophoren Entzündung, toxische Belastungen durch Materialien wie Schwefelwasserstoff und Benzol und Sicherheitsüberlegungen beim Belüften, Spülen und Reinigen von Abteilen. Die Wirtschaftlichkeit des Betriebs moderner Tanker erfordert, dass sie längere Zeit auf See sind und nur kurze Intervalle im Hafen haben, um Fracht zu laden oder zu löschen. Zusammen mit der Tatsache, dass Tankschiffe hochgradig automatisiert sind, stellt dies einzigartige geistige und körperliche Anforderungen an die wenigen Besatzungsmitglieder, die zum Bedienen der Schiffe eingesetzt werden.

Brand- und Explosionsschutz

Es sollten Notfallpläne und -verfahren entwickelt und umgesetzt werden, die für die Art der Ladung an Bord und andere potenzielle Gefahren geeignet sind. Feuerlöschgeräte sind mitzubringen. Die Mitglieder des Einsatzteams, die für Brandbekämpfung, Rettung und Beseitigung von Leckagen an Bord zuständig sind, sollten für den Umgang mit potenziellen Notfällen geschult, geschult und ausgerüstet sein. Wasser, Schaum, Trockenchemikalien, Halon, Kohlendioxid und Dampf werden an Bord von Schiffen als kühlende, hemmende und erstickende Brandbekämpfungsmittel verwendet, obwohl Halon aus Umweltgründen schrittweise eingestellt wird. Die Anforderungen an Schiffsfeuerlöschausrüstung und -systeme werden von dem Land, unter dessen Flagge das Schiff fährt, und von der Unternehmenspolitik festgelegt, folgen jedoch normalerweise den Empfehlungen des Internationalen Übereinkommens von 1974 zum Schutz des menschlichen Lebens auf See (SOLAS).

Auf Schiffen ist jederzeit eine strenge Kontrolle von Flammen oder offenem Licht, angezündeten Rauchmaterialien und anderen Zündquellen wie Schweiß- oder Schleiffunken, elektrischen Geräten und ungeschützten Glühbirnen erforderlich, um die Brand- und Explosionsgefahr zu verringern. Vor der Durchführung von Heißarbeiten an Bord von Seeschiffen sollte der Bereich untersucht und getestet werden, um sicherzustellen, dass die Bedingungen sicher sind, und Genehmigungen sollten für jede zulässige spezifische Aufgabe ausgestellt werden.

Ein Verfahren zum Verhindern von Explosionen und Bränden im Dampfraum von Frachträumen besteht darin, den Sauerstoffgehalt unter 11 % zu halten, indem die Atmosphäre mit einem nicht brennbaren Gas inert gemacht wird. Quellen für Inertgas sind Abgase aus den Kesseln des Schiffes oder einem unabhängigen Gasgenerator oder einer mit einem Nachbrenner ausgestatteten Gasturbine. Das SOLAS-Übereinkommen von 1974 impliziert, dass Schiffe, die Ladung mit Flammpunkten unter 60 °C befördern, mit Inertsystemen ausgestattete Abteilungen haben sollten. Schiffe, die Inertgassysteme verwenden, sollten die Laderäume jederzeit unter nicht brennbaren Bedingungen halten. Inertgaskammern sollten ständig überwacht werden, um sichere Bedingungen zu gewährleisten, und dürfen wegen der Entzündungsgefahr durch pyrophore Ablagerungen nicht brennbar werden.

Enge Räume

Geschlossene Räume auf Seeschiffen, wie Frachträume, Lackierschränke, Pumpenräume, Kraftstofftanks und Zwischenräume zwischen Doppelhüllen, müssen genauso behandelt werden wie alle geschlossenen Räume für den Zugang, Heiß- und Kaltarbeiten. Vor dem Betreten geschlossener Räume müssen Tests auf Sauerstoffgehalt, brennbare Dämpfe und toxische Substanzen in dieser Reihenfolge durchgeführt werden. Für das Betreten geschlossener Räume, sichere (Kälte-)Arbeiten und Heißarbeiten sollte ein Genehmigungssystem eingerichtet und befolgt werden, das sichere Expositionsniveaus und die erforderliche persönliche und Atemschutzausrüstung angibt. In Gewässern der Vereinigten Staaten können diese Tests von qualifizierten Personen durchgeführt werden, die als „Meereschemiker“ bezeichnet werden.

Abteile auf Seeschiffen wie Ladetanks und Pumpenräume sind enge Räume; Bei der Reinigung von inertisierten oder brennbaren Dämpfen, giftigen oder unbekannten Atmosphären sollten diese getestet und besondere Sicherheits- und Atemschutzverfahren befolgt werden. Nach dem Entladen des Rohöls verbleibt eine kleine Menge an Rückständen, die als Anhaftungen bezeichnet werden, auf den Innenflächen der Kammern, die dann gewaschen und mit Wasser als Ballast gefüllt werden können. Eine Methode zur Verringerung der Rückstandsmenge besteht darin, eine feste Ausrüstung zu installieren, die bis zu 80 % der Anhaftungen entfernt, indem die Seiten der inertisierten Kammern während des Entladens mit Rohöl abgespült werden.

Pumpen, Ventile und Ausrüstung

Es sollte eine Arbeitserlaubnis erteilt und sichere Arbeitsverfahren befolgt werden, wie z. B. Verklebung, Entleerung und Dampffreisetzung, Belastungstests mit brennbaren Dämpfen und toxischen Stoffen und Bereitstellung von Bereitschaftsfeuerschutzausrüstung, wenn Betrieb, Wartung oder Reparatur das Öffnen von Ladepumpen, Leitungen und Ventilen erfordern oder Ausrüstung an Bord von Seeschiffen.

Giftige Expositionen

Es besteht die Möglichkeit, dass abgelassene Gase wie Rauchgas oder Schwefelwasserstoff die Decks von Schiffen erreichen, sogar aus speziell konstruierten Abluftsystemen. Es sollten kontinuierlich Tests durchgeführt werden, um den Inertgasgehalt auf allen Schiffen und den Schwefelwasserstoffgehalt auf Schiffen zu bestimmen, die saures Rohöl oder Restbrennstoff enthalten oder zuvor befördert haben. Auf Schiffen, die Rohöl und Benzin befördern, sollten Tests auf Benzolexposition durchgeführt werden. Inertgaswäscher-Abwasser und Kondensatwasser ist sauer und korrosiv; PSA sollte verwendet werden, wenn Kontakt möglich ist.

Umweltschutz

Seeschiffe und Terminals sollten Verfahren festlegen und Ausrüstung bereitstellen, um die Umwelt vor Verschmutzungen auf dem Wasser und an Land sowie vor der Freisetzung von Dämpfen in die Luft zu schützen. Der Einsatz von großen Dampfrückgewinnungssystemen an Schiffsterminals nimmt zu. Es muss darauf geachtet werden, dass die Luftverschmutzungsvorschriften eingehalten werden, wenn Schiffe Kammern und geschlossene Räume entlüften. Notfallmaßnahmen sollten festgelegt werden, und Ausrüstung und geschultes Personal sollten verfügbar sein, um auf Verschüttungen und Freisetzungen von Rohöl und brennbaren und brennbaren Flüssigkeiten zu reagieren. Es sollte eine verantwortliche Person benannt werden, um sicherzustellen, dass sowohl das Unternehmen als auch die zuständigen Behörden benachrichtigt werden, falls eine meldepflichtige Freisetzung oder Freisetzung auftritt.

In der Vergangenheit wurden das ölverschmutzte Ballastwasser und Tankspülungen aus den Kompartimenten auf See gespült. 1973 legte das Internationale Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe fest, dass vor dem Einleiten des Wassers ins Meer die öligen Rückstände abgetrennt und für eine eventuelle Verarbeitung an Land an Bord zurückbehalten werden müssen. Moderne Tankschiffe haben getrennte Ballastsysteme mit anderen Leitungen, Pumpen und Tanks als für die Ladung (gemäß internationalen Empfehlungen), so dass keine Möglichkeit einer Kontamination besteht. Ältere Schiffe transportieren immer noch Ballast in Ladetanks, daher müssen beim Entladen von Ballast spezielle Verfahren wie das Pumpen von ölhaltigem Wasser in ausgewiesene Onshore-Tanks und Verarbeitungsanlagen befolgt werden, um eine Verschmutzung zu vermeiden.

Kraftfahrzeug- und Eisenbahntransport von Mineralölprodukten

Rohöl und Mineralölprodukte wurden zunächst mit Pferdekesselwagen, dann mit Eisenbahnkesselwagen und schließlich mit Kraftfahrzeugen transportiert. Nach dem Empfang an den Terminals von Seeschiffen oder Pipelines werden flüssige Erdölprodukte in drucklosen Tanklastwagen oder Eisenbahnkesselwagen direkt an Tankstellen und Verbraucher oder an kleinere Terminals, sogenannte Massengutanlagen, zur Umverteilung geliefert. Flüssiggas, Benzin-Klopfschutzmittel, Flusssäure und viele andere Produkte, Chemikalien und Additive, die in der Öl- und Gasindustrie verwendet werden, werden in Druckkesselwagen und Tankwagen transportiert. Rohöl kann auch mit Tanklastwagen von kleinen Förderquellen zu Sammeltanks und mit Tanklastwagen und Eisenbahnkesselwagen von Lagertanks zu Raffinerien oder Hauptpipelines transportiert werden. Verpackte Mineralölprodukte in Schüttgutbehältern oder Fässern und Paletten und Kisten mit kleineren Behältern werden mit Paketlastwagen oder Eisenbahnwaggons befördert.

Staatliche Beschränkungen

Der Transport von Erdölprodukten mit Kraftfahrzeugen oder Eisenbahnkesselwagen wird in den meisten Teilen der Welt von Regierungsbehörden reguliert. Behörden wie das US DOT und die Canadian Transport Commission (CTC) haben Vorschriften erlassen, die Design, Konstruktion, Sicherheitsvorrichtungen, Prüfung, vorbeugende Wartung, Inspektion und Betrieb von Tankwagen und Tankwagen regeln. Vorschriften, die den Betrieb von Eisenbahnkesselwagen und Tanklastwagen regeln, umfassen typischerweise Tests und Zertifizierungen von Tankdruck- und Druckentlastungsvorrichtungen vor der Erstinbetriebnahme und danach in regelmäßigen Abständen. Die Association of American Railroads und die National Fire Protection Association (NFPA) sind typische Organisationen, die Spezifikationen und Anforderungen für den sicheren Betrieb von Kesselwagen und Tankwagen veröffentlichen. Die meisten Regierungen haben Vorschriften oder halten sich an Konventionen der Vereinten Nationen, die die Identifizierung von und Informationen über gefährliche Materialien und Erdölprodukte erfordern, die als Schüttgut oder in Containern versandt werden. Eisenbahnkesselwagen, Tankwagen und Packwagen sind mit Plakaten versehen, um alle transportierten gefährlichen Produkte zu identifizieren und Informationen für Notfallmaßnahmen bereitzustellen.

Kesselwagen der Eisenbahn

Eisenbahnkesselwagen bestehen aus Kohlenstoffstahl oder Aluminium und können druckbeaufschlagt oder drucklos sein. Moderne Kesselwagen können bis zu 171,000 l komprimiertes Gas bei Drücken von bis zu 600 psi (1.6 bis 1.8 mPa) aufnehmen. Drucklose Kesselwagen haben sich von kleinen hölzernen Kesselwagen des späten 1800. Jahrhunderts zu Jumbo-Kesselwagen entwickelt, die bis zu 1.31 Millionen Liter Produkt bei einem Druck von bis zu 100 psi (0.6 mPa) transportieren. Drucklose Kesselwagen können einzelne Einheiten mit einem oder mehreren Abteilen oder eine Reihe miteinander verbundener Kesselwagen sein, die als Kesselzug bezeichnet werden. Kesselwagen werden einzeln beladen und ganze Kesselzüge können von einem einzigen Punkt aus be- und entladen werden. Sowohl drucklose als auch drucklose Kesselwagen können je nach Einsatzzweck und transportierten Produkten beheizt, gekühlt, isoliert und thermisch gegen Brand geschützt werden.

Alle Eisenbahnkesselwagen haben obere oder untere Flüssigkeits- oder Dampfventile zum Be- und Entladen und Lukeneinstiege zum Reinigen. Sie sind auch mit Vorrichtungen ausgestattet, die den Anstieg des Innendrucks verhindern sollen, wenn sie anormalen Bedingungen ausgesetzt sind. Zu diesen Geräten gehören Sicherheitsventile, die von einer Feder gehalten werden, die sich zum Druckentlasten öffnen und dann schließen kann; Sicherheitsventile mit Berstscheiben, die zur Druckentlastung aufplatzen, aber nicht wieder schließen können; oder eine Kombination aus beiden Geräten. Bei drucklosen Kesselwagen ist ein Unterdruckventil vorgesehen, um eine Unterdruckbildung beim Entladen von unten zu verhindern. Sowohl drucklose als auch drucklose Kesselwagen haben oben Schutzgehäuse, die die Ladeanschlüsse, Probenleitungen, Thermometerschächte und Messgeräte umgeben. Plattformen für Lader können auf Autos bereitgestellt werden oder nicht. Ältere drucklose Kesselwagen können einen oder mehrere Ausdehnungsdome haben. Am Boden der Kesselwagen sind Armaturen zum Entladen oder Reinigen vorgesehen. Kopfschilde sind an den Enden von Kesselwagen vorgesehen, um ein Durchstechen der Schale durch die Kupplung eines anderen Wagens während Entgleisungen zu verhindern.

LNG wird als kryogenes Gas in isolierten Tankwagen und Bahndruckkesselwagen transportiert. Drucktankwagen und Eisenbahnkesselwagen für den LNG-Transport haben einen Innenbehälter aus Edelstahl, der in einem Außenbehälter aus Kohlenstoffstahl aufgehängt ist. Der ringförmige Raum ist ein Vakuum, das mit Isolierung gefüllt ist, um während des Transports niedrige Temperaturen aufrechtzuerhalten. Um zu verhindern, dass sich Gas zurück in die Tanks entzündet, sind sie mit zwei unabhängigen, ferngesteuerten, ausfallsicheren Notabsperrventilen an den Füll- und Auslassleitungen ausgestattet und verfügen über Manometer sowohl am Innen- als auch am Außenbehälter.

LPG wird an Land in speziell konstruierten Kesselwagen transportiert (bis zu 130 m³ Fassungsvermögen) oder Tankwagen (bis 40 m³ Kapazität). Tankwagen und Eisenbahnkesselwagen für den LPG-Transport sind in der Regel nicht isolierte Stahlflaschen mit Kugelboden, die mit Messgeräten, Thermometern, zwei Sicherheitsventilen, einem Gasfüllstandsmesser und einer Anzeige für die maximale Füllmenge und Ablenkblechen ausgestattet sind.

Eisenbahnkesselwagen, die LNG oder LPG transportieren, sollten nicht überladen werden, da sie möglicherweise für einige Zeit auf einem Nebengleis stehen und hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt sind, die zu Überdruck und Entlüftung führen können. Bonddrähte und Erdungskabel werden an Ladegestellen für Schienenfahrzeuge und Tankwagen bereitgestellt, um die Neutralisierung und Ableitung statischer Elektrizität zu unterstützen. Sie sollten vor Beginn des Betriebs angeschlossen und nicht getrennt werden, bis der Betrieb abgeschlossen ist und alle Ventile geschlossen sind. LKW- und Bahnverladeanlagen werden typischerweise durch Löschwasser-Sprüh- oder Nebelsysteme und Feuerlöscher geschützt.

Tankwagen

Tanklastwagen für Erdölprodukte und Rohöl bestehen typischerweise aus Kohlenstoffstahl, Aluminium oder einem plastifizierten Glasfasermaterial und variieren in der Größe von 1,900-l-Kesselwagen bis zu Jumbo-53,200-l-Tankern. Die Kapazität von Tanklastwagen wird von Regulierungsbehörden geregelt und hängt normalerweise von den Kapazitätsbeschränkungen von Autobahnen und Brücken und dem zulässigen Gewicht pro Achse oder der zulässigen Gesamtmenge des Produkts ab.

Es gibt druckbeaufschlagte und drucklose Tankwagen, die je nach Einsatzzweck und transportierten Produkten nicht isoliert oder isoliert sein können. Drucktankwagen sind normalerweise Einzelkammern, und drucklose Tankwagen können Einzel- oder Mehrfachkammern haben. Unabhängig von der Anzahl der Abteile eines Tankwagens muss jedes Abteil individuell behandelt werden, mit eigenen Be- und Entlade- und Sicherheitsentlastungsvorrichtungen. Abteile können durch Einzel- oder Doppelwände getrennt werden. Vorschriften können vorschreiben, dass unverträgliche Produkte und entzündliche und brennbare Flüssigkeiten, die in verschiedenen Abteilen desselben Fahrzeugs transportiert werden, durch Doppelwände getrennt sind. Bei der Druckprüfung von Abteilen sollte auch der Raum zwischen den Wänden auf Flüssigkeit oder Dampf geprüft werden.

Tankwagen haben entweder Luken, die sich zum Beladen von oben öffnen, Ventile zum Be- und Entladen von oben oder unten oder beides. Alle Abteile haben Luken zum Reinigen und sind mit Sicherheitsentlastungsvorrichtungen ausgestattet, um den Innendruck zu mindern, wenn sie anormalen Bedingungen ausgesetzt sind. Zu diesen Vorrichtungen gehören Sicherheitsventile, die von einer Feder gehalten werden, die sich zum Druckentlasten öffnen und dann schließen kann, Klappen an drucklosen Tanks, die aufspringen, wenn die Entlastungsventile versagen, und Berstscheiben an Drucktankwagen. Für jede drucklose Tankwagenkammer ist ein Vakuumentlastungsventil vorgesehen, um ein Vakuum beim Entladen von unten zu verhindern. Drucklose Tanklastwagen haben Geländer an der Oberseite, um die Luken, Entlastungsventile und das Dampfrückgewinnungssystem im Falle eines Überschlags zu schützen. Tankwagen sind normalerweise mit abbrechbaren, selbstschließenden Vorrichtungen ausgestattet, die an den Lade- und Entladerohren und -armaturen des Fachbodens installiert sind, um ein Verschütten im Falle einer Beschädigung bei einem Überschlag oder einer Kollision zu verhindern.

Be- und Entladung von Kesselwagen und Tankwagen

Während Eisenbahnkesselwagen fast immer von Arbeitern be- und entladen werden, die diesen speziellen Aufgaben zugeordnet sind, können Tankwagen entweder von Beladern oder von Fahrern be- und entladen werden. Tankwagen und Tanklastwagen werden in Einrichtungen beladen, die als Ladegestelle bezeichnet werden, und können von oben durch offene Luken oder geschlossene Verbindungen, von unten durch geschlossene Verbindungen oder eine Kombination aus beidem beladen werden.

Laden

Arbeiter, die Rohöl, LPG, Erdölprodukte sowie Säuren und Zusatzstoffe, die in der Öl- und Gasindustrie verwendet werden, laden und entladen, sollten ein grundlegendes Verständnis der Eigenschaften der gehandhabten Produkte, ihrer Gefahren und Expositionen sowie der erforderlichen Betriebsverfahren und Arbeitspraktiken haben um die Arbeit sicher auszuführen. Viele Regierungsbehörden und Unternehmen verlangen die Verwendung und das Ausfüllen von Inspektionsformularen beim Empfang und Versand und vor dem Be- und Entladen von Eisenbahnkesselwagen und Tankwagen. Tankwagen und Eisenbahnkesselwagen können durch offene Luken auf der Oberseite oder durch Armaturen und Ventile an der Ober- oder Unterseite jedes Tanks oder Fachs beladen werden. Geschlossene Anschlüsse sind erforderlich bei Druckbelastung und wo Dampfrückführungssysteme vorgesehen sind. Wenn Ladesysteme aus irgendeinem Grund nicht aktiviert werden (z. B. bei unsachgemäßem Betrieb des Dampfrückgewinnungssystems oder einem Fehler im Erdungs- oder Verbindungssystem), sollte ohne Genehmigung kein Bypass versucht werden. Alle Luken sollten während des Transports geschlossen und sicher verriegelt sein.

Arbeiter sollten sichere Arbeitspraktiken befolgen, um Ausrutschen und Stürze beim Beladen von oben zu vermeiden. Wenn Ladekontrollen voreingestellte Messgeräte verwenden, müssen die Verlader darauf achten, die richtigen Produkte in die zugewiesenen Tanks und Fächer zu laden. Beim Beladen von unten sollten alle Fachluken geschlossen sein, und beim Beladen von oben sollte nur das zu beladende Fach geöffnet sein. Beim Beladen von oben sollte ein Spritzladen vermieden werden, indem das Laderohr oder der Ladeschlauch nahe am Boden des Fachs platziert und langsam mit dem Beladen begonnen wird, bis die Öffnung untergetaucht ist. Während der manuellen Beladung von oben sollten die Verlader anwesend sein, die Beladeabschaltung (Totmann) nicht festbinden und das Fach nicht überfüllen. Verlader sollten den Kontakt mit Produkt und Dampf vermeiden, indem sie gegen den Wind stehen und den Kopf abwenden, wenn sie von oben durch offene Luken beladen werden, und indem sie Schutzausrüstung tragen, wenn sie mit Zusatzstoffen umgehen, Proben entnehmen und Schläuche ablassen. Verlader sollten die vorgeschriebenen Reaktionsmaßnahmen im Falle eines Schlauch- oder Leitungsbruchs, einer Verschüttung, Freisetzung, eines Feuers oder eines anderen Notfalls kennen und befolgen.

Abladen und Anliefern

Beim Entladen von Tankwagen und Tanklastwagen ist es wichtig, zunächst sicherzustellen, dass jedes Produkt in den dafür vorgesehenen Lagertank entladen wird und dass der Tank ausreichend Kapazität hat, um das gesamte gelieferte Produkt aufzunehmen. Obwohl Ventile, Füllrohre, Leitungen und Füllabdeckungen farbcodiert oder anderweitig gekennzeichnet sein sollten, um das enthaltene Produkt zu identifizieren, sollte der Fahrer dennoch für die Produktqualität während der Lieferung verantwortlich sein. Jede Fehllieferung, Vermischung oder Verunreinigung des Produkts sollte sofort dem Empfänger und dem Unternehmen gemeldet werden, um schwerwiegende Folgen zu vermeiden. Wenn Fahrer oder Bediener nach der Lieferung Produkte additivieren oder Proben aus Lagertanks entnehmen müssen, um die Produktqualität zu gewährleisten, oder aus anderen Gründen, sollten alle für die Exposition spezifischen Sicherheits- und Gesundheitsvorschriften befolgt werden. Mit Liefer- und Entladevorgängen befasste Personen sollten jederzeit in der Nähe bleiben und wissen, was im Notfall zu tun ist, einschließlich Benachrichtigung, Stoppen des Produktflusses, Reinigen von Verschüttungen und wann sie den Bereich verlassen müssen.

Drucktanks können durch einen Kompressor oder eine Pumpe und drucklose Tanks durch die Schwerkraft, eine Fahrzeugpumpe oder eine Empfängerpumpe entladen werden. Tankwagen und Tankwagen, die Schmier- oder Industrieöle, Additive und Säuren transportieren, werden manchmal entladen, indem der Tank mit einem Inertgas wie Stickstoff unter Druck gesetzt wird. Tankwagen oder Tanklastwagen müssen möglicherweise mit Dampf oder Elektroschlangen beheizt werden, um schwere Rohöle, viskose Produkte und Wachse zu entladen. Alle diese Aktivitäten haben inhärente Gefahren und Expositionen. Sofern gesetzlich vorgeschrieben, sollte mit dem Entladen erst begonnen werden, wenn die Gasrückführungsschläuche zwischen Liefer- und Lagertank angeschlossen sind. Bei der Lieferung von Mineralölprodukten an Haushalte, landwirtschaftliche Betriebe und gewerbliche Kunden sollten die Fahrer jeden Tank messen, der nicht mit einem Entlüftungsalarm ausgestattet ist, um ein Überfüllen zu verhindern.

Feuerschutz für Ladegestelle

Brände und Explosionen an oberen und unteren Tankwagen- und Tankwagen-Ladegestellen können durch Ursachen wie elektrostatische Aufladung und Brandfunkenentladung in einer brennbaren Atmosphäre, nicht autorisierte Heißarbeiten, Flammenrückschlag von einer Dampfrückgewinnungseinheit, Rauchen oder andere unsichere Praktiken entstehen.

Zündquellen wie Rauchen, laufende Verbrennungsmotoren und Heißarbeiten sollten am Ladegestell jederzeit kontrolliert werden, insbesondere während des Beladens oder anderer Vorgänge, wenn ein Verschütten oder Freisetzen auftreten kann. Ladegestelle können mit tragbaren Feuerlöschern und manuell oder automatisch betriebenen Schaum-, Wasser- oder Trockenchemikalien-Feuerlöschsystemen ausgestattet sein. Wenn Dampfrückgewinnungssysteme verwendet werden, sollten Flammensperren bereitgestellt werden, um einen Flammenrückschlag von der Rückgewinnungseinheit zum Ladegestell zu verhindern.

An den Ladegestellen sollte ein Ablauf vorhanden sein, um verschüttetes Produkt vom Belader, Tankwagen oder Tankwagen und der Ladegestellfläche wegzuleiten. Abflüsse sollten mit Feuerfallen versehen sein, um eine Wanderung von Flammen und Dämpfen durch Kanalisationssysteme zu verhindern. Weitere Sicherheitsüberlegungen für Ladegestelle sind Notabschaltsteuerungen an Ladestellen und anderen strategischen Stellen im Terminal sowie automatische Druckmessventile, die den Produktfluss zum Gestell im Falle eines Lecks in den Produktleitungen stoppen. Einige Unternehmen haben an ihren Tankwagen-Füllanschlüssen automatische Bremsverriegelungssysteme installiert, die die Bremsen verriegeln und es nicht zulassen, dass der LKW aus dem Regal bewegt wird, bis die Füllleitungen getrennt wurden.

Elektrostatische Zündgefahren

Einige Produkte wie Zwischendestillate und Kraftstoffe mit niedrigem Dampfdruck und Lösungsmittel neigen dazu, sich elektrostatisch aufzuladen. Beim Beladen von Kesselwagen und Tankwagen besteht immer die Möglichkeit, dass elektrostatische Aufladungen durch Reibung beim Durchlaufen von Leitungen und Filtern sowie durch Spritzbeladung erzeugt werden. Dies kann abgemildert werden, indem Beschickungsgestelle so gestaltet werden, dass sie eine Entspannungszeit in den Rohrleitungen stromabwärts von Pumpen und Filtern ermöglichen. Die Abteile sollten überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie keine ungebundenen oder schwimmenden Gegenstände enthalten, die als statische Akkumulatoren wirken könnten. Von unten beladene Fächer können mit internen Kabeln ausgestattet sein, um die Ableitung elektrostatischer Ladungen zu unterstützen. Probenbehälter, Thermometer oder andere Gegenstände sollten erst nach Ablauf einer Wartezeit von mindestens 1 Minute in Fächer abgesenkt werden, damit sich im Produkt angesammelte elektrostatische Aufladungen ableiten können.

Bonden und Erden sind wichtige Aspekte bei der Ableitung elektrostatischer Ladungen, die sich während des Ladevorgangs aufbauen. Indem das Füllrohr beim Beladen von oben mit der Metallseite der Luke in Kontakt bleibt und beim Beladen durch geschlossene Verbindungen Metallladearme oder leitfähige Schläuche verwendet werden, ist der Tankwagen oder Tankwagen mit dem Ladegestell verbunden, wodurch die Gleiche elektrische Ladung zwischen den Gegenständen, damit beim Entfernen des Laderohrs oder -schlauchs kein Funke entsteht. Der Tankwagen oder Tankwagen kann auch mit dem Ladegestell verbunden werden, indem ein Verbindungskabel verwendet wird, das jegliche angesammelte Ladung von einem Anschluss am Tank zum Gestell trägt, wo es dann durch ein Erdungskabel und eine Erdungsstange geerdet wird. Beim Entladen aus Tankwagen und Tanklastwagen sind ähnliche Sicherheitsvorkehrungen erforderlich. Einige Ladegestelle sind mit elektronischen Anschlüssen und Sensoren ausgestattet, die es den Ladepumpen nicht ermöglichen, aktiviert zu werden, bis eine positive Verbindung erreicht ist.

Während der Reinigung, Wartung oder Reparatur werden unter Druck stehende LPG-Kesselwagen oder -Tankwagen normalerweise zur Atmosphäre hin geöffnet, wodurch Luft in den Tank eintreten kann. Um eine Verbrennung durch elektrostatische Aufladung beim erstmaligen Beladen dieser Autos nach solchen Aktivitäten zu verhindern, ist es erforderlich, den Sauerstoffgehalt unter 9.5 % zu senken, indem der Tank mit Inertgas, z. B. Stickstoff, überlagert wird. Es sind Vorsichtsmaßnahmen erforderlich, um zu verhindern, dass flüssiger Stickstoff in den Tank gelangt, wenn der Stickstoff aus tragbaren Behältern bereitgestellt wird.

Laden wechseln

Wechselladen tritt auf, wenn Produkte mit mittlerem oder niedrigem Dampfdruck, wie Dieselkraftstoff oder Heizöl, in ein Tankwagen- oder Tankwagenabteil geladen werden, das zuvor ein brennbares Produkt, wie Benzin, enthielt. Die beim Laden entstehende elektrostatische Aufladung kann sich in einer Atmosphäre, die im brennbaren Bereich liegt, entladen, was zu einer Explosion und einem Brand führen kann. Diese Gefahr kann beim Beladen von oben kontrolliert werden, indem das Füllrohr auf den Boden des Fachs abgesenkt und langsam beladen wird, bis das Ende des Rohrs untergetaucht ist, um ein Beladen mit Spritzern oder Bewegung zu vermeiden. Während des Beladens sollte ein metallischer Kontakt aufrechterhalten werden, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Laderohr und der Tankluke herzustellen. Beim Beladen von unten werden langsame Anfangsfüllung oder Spritzabweiser verwendet, um die statische Aufladung zu reduzieren. Tanks, die nicht trocken entleert werden können, können vor dem Wechselladen mit einer kleinen Menge des zu beladenden Produkts ausgespült werden, um brennbare Rückstände in Sümpfen, Leitungen, Ventilen und Bordpumpen zu entfernen.

Versand von Produkten mit Eisenbahnwaggons und Paketwagen

Mineralölprodukte werden mit LKW-Paketwagen und Eisenbahnwaggons in Metall-, Faser- und Kunststoffbehältern verschiedener Größen versandt, von 55-Gallonen-Fässern (209-l) bis zu 5-Gallonen-Eimern (19-l) und von 2-1/ Behälter von 2 Gallonen (9.5 l) bis 1 Quart (95 l), in Wellpappkartons, normalerweise auf Paletten. Viele industrielle und kommerzielle Erdölprodukte werden in großen Metall-, Kunststoff- oder kombinierten Großcontainern mit einem Fassungsvermögen von 380 bis über 2,660 l versandt. Flüssiggas wird in großen und kleinen Druckbehältern transportiert. Darüber hinaus werden Rohölproben, fertige Produkte und gebrauchte Produkte per Post oder Expressfrachtführer zur Untersuchung und Analyse an Labore versandt.

Alle diese Produkte, Behälter und Verpackungen müssen gemäß den staatlichen Vorschriften für gefährliche Chemikalien, entzündliche und brennbare Flüssigkeiten und giftige Materialien gehandhabt werden. Dies erfordert die Verwendung von Gefahrstoffverzeichnissen, Versanddokumenten, Genehmigungen, Quittungen und anderen behördlichen Anforderungen, wie z. B. die Kennzeichnung der Außenseiten von Verpackungen, Containern, Lastkraftwagen und Güterwagen mit einer ordnungsgemäßen Kennzeichnung und einem Gefahrenwarnetikett. Die ordnungsgemäße Nutzung von Tankwagen und Tankwagen ist für die Mineralölindustrie wichtig. Da die Lagerkapazität begrenzt ist, müssen Liefertermine eingehalten werden, von der Lieferung von Rohöl, um Raffinerien am Laufen zu halten, über die Lieferung von Benzin an Tankstellen und von der Lieferung von Schmierstoffen an Gewerbe- und Industriekunden bis hin zur Lieferung von Heizöl Häuser.

LPG wird den Verbrauchern durch Massenguttankwagen zugeführt, die direkt in kleinere Lagertanks vor Ort pumpen, sowohl oberirdisch als auch unterirdisch (z. B. Tankstellen, landwirtschaftliche Betriebe, gewerbliche und industrielle Verbraucher). Flüssiggas wird auch per LKW oder Transporter in Containern (Gasflaschen oder Flaschen) an die Verbraucher geliefert. LNG wird in speziellen Kryobehältern geliefert, die einen von einer Isolierung umgebenen inneren Kraftstofftank und eine äußere Hülle haben. Ähnliche Behälter werden für Fahrzeuge und Geräte bereitgestellt, die LNG als Kraftstoff verwenden. Komprimiertes Erdgas wird normalerweise in herkömmlichen Druckgasflaschen geliefert, wie sie beispielsweise auf Flurförderfahrzeugen verwendet werden.

Zusätzlich zu den normalen Sicherheits- und Gesundheitsvorkehrungen, die bei Schienenfahrzeug- und Pakettransporten erforderlich sind, wie z. B. das Bewegen und Handhaben schwerer Gegenstände und das Bedienen von Flurförderzeugen, sollten die Arbeiter mit den Gefahren der Produkte, die sie handhaben und liefern, vertraut sein und wissen, was zu tun ist im Falle eines Verschüttens, einer Freisetzung oder eines anderen Notfalls. Beispielsweise sollten Großpackmittel und Fässer nicht aus Güterwaggons oder von den Ladebordwänden von Lastwagen auf den Boden fallen gelassen werden. Sowohl Unternehmen als auch Regierungsbehörden haben spezielle Vorschriften und Anforderungen für Fahrer und Bediener festgelegt, die am Transport und der Lieferung von brennbaren und gefährlichen Erdölprodukten beteiligt sind.

Tankwagen- und Pakettransporterfahrer arbeiten oft alleine und müssen unter Umständen mehrere Tage lang weite Strecken zurücklegen, um ihre Ladung auszuliefern. Sie arbeiten Tag und Nacht und bei jedem Wetter. Das Manövrieren übergroßer Tankwagen zu Tankstellen und Kundenstandorten, ohne geparkte Fahrzeuge oder feststehende Objekte zu treffen, erfordert Geduld, Geschick und Erfahrung. Fahrer sollten die für diese Arbeit erforderlichen körperlichen und geistigen Voraussetzungen mitbringen.

Das Fahren von Tanklastwagen unterscheidet sich vom Fahren von Lieferwagen dadurch, dass das flüssige Produkt dazu neigt, sich nach vorne zu verschieben, wenn der Lastwagen anhält, nach hinten, wenn der Lastwagen beschleunigt, und von einer Seite zur anderen, wenn der Lastwagen wendet. Tankwagenabteile sollten mit Prallblechen ausgestattet sein, die die Bewegung des Produkts während des Transports einschränken. Von den Fahrern wird viel Geschick verlangt, um die Trägheit zu überwinden, die durch dieses Phänomen entsteht, das als „Masse in Bewegung“ bezeichnet wird. Gelegentlich müssen Tankwagenfahrer Lagertanks auspumpen. Diese Aktivität erfordert spezielle Ausrüstung, einschließlich Saugschlauch und Transferpumpen, sowie Sicherheitsvorkehrungen, wie z. B. Verbindung und Erdung, um elektrostatische Aufladungen abzuleiten und jegliche Freisetzung von Dämpfen oder Flüssigkeiten zu verhindern.

Notfallmaßnahmen für Kraftfahrzeuge und Schienenfahrzeuge

Fahrer und Bediener sollten mit den Meldepflichten und Notfallmaßnahmen im Falle eines Feuers oder der Freisetzung von Produkten, Gasen oder Dämpfen vertraut sein. Produktkennzeichnungs- und Gefahrenwarnschilder in Übereinstimmung mit Industrie-, Verbands- oder nationalen Kennzeichnungsstandards werden auf Lastwagen und Schienenfahrzeugen angebracht, damit Einsatzkräfte die erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen im Falle eines Verschüttens oder Freisetzens von Dämpfen, Gasen oder Produkten bestimmen können. Motorfahrzeugführer und Zugbetreiber müssen möglicherweise auch Materialsicherheitsdatenblätter (MSDS) oder andere Unterlagen mit sich führen, in denen die Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen für den Umgang mit den transportierten Produkten beschrieben werden. Einige Unternehmen oder Regierungsbehörden verlangen, dass Fahrzeuge, die brennbare Flüssigkeiten oder gefährliche Materialien transportieren, Erste-Hilfe-Kästen, Feuerlöscher, Reinigungsmaterialien und tragbare Gefahrenwarngeräte oder Signale mitführen, um Autofahrer zu warnen, wenn das Fahrzeug entlang einer Autobahn anhält.

Wenn ein Tankwagen oder Tankwagen infolge eines Unfalls oder Überschlags entleert werden muss, sind spezielle Ausrüstung und Techniken erforderlich. Das Entfernen des Produkts durch feste Rohrleitungen und Ventile oder durch Verwendung spezieller Ausbrechplatten an Tankwagenluken wird bevorzugt; Unter bestimmten Bedingungen dürfen jedoch Löcher in Tanks gebohrt werden, indem vorgeschriebene sichere Arbeitsverfahren angewendet werden. Unabhängig von der Art der Entfernung sollten Tanks geerdet und eine Verbindung zwischen dem zu entleerenden Tank und dem Aufnahmetank hergestellt werden.

Tankwagen und Tankwagen reinigen

Das Betreten eines Tankwagen- oder Tankwagenabteils zur Inspektion, Reinigung, Wartung oder Reparatur ist eine gefährliche Tätigkeit, die erfordert, dass alle Anforderungen an Belüftung, Tests, Gasfreisetzung und andere Zugangs- und Genehmigungssysteme für beengte Räume eingehalten werden, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Die Reinigung von Tankwagen und Tanklastwagen unterscheidet sich nicht von der Reinigung von Lagertanks für Erdölprodukte, und es gelten dieselben Sicherheits- und Gesundheitsvorkehrungen und -verfahren. Tankwagen und Tankwagen können Rückstände von brennbaren, gefährlichen oder giftigen Materialien in Auffangwannen und Entladerohren enthalten oder wurden unter Verwendung eines Inertgases wie Stickstoff entladen, so dass ein scheinbar sauberer, sicherer Raum dies nicht ist. Tanks, die Rohöl, Rückstände, Asphalt oder Produkte mit hohem Schmelzpunkt enthalten haben, müssen möglicherweise vor dem Belüften und Betreten mit Dampf oder chemisch gereinigt werden oder können eine pyrophore Gefahr aufweisen. Das Belüften von Tanks, um sie von Dämpfen und giftigen oder inerten Gasen zu befreien, kann durch Öffnen des untersten und am weitesten entfernten Ventils oder Anschlusses an jedem Tank oder Fach und Anbringen eines Lufteduktors an der am weitesten oben liegenden Öffnung erreicht werden. Vor dem Betreten ohne Atemschutz sollte eine Überwachung durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass alle Ecken und tiefen Stellen im Tank, wie z. B. Sümpfe, gründlich entlüftet wurden und die Belüftung während der Arbeit im Tank fortgesetzt werden sollte.

Oberirdische Tanklagerung von flüssigen Erdölprodukten

Rohöl, Gas, LNG und LPG, Verarbeitungszusätze, Chemikalien und Erdölprodukte werden in oberirdischen und unterirdischen atmosphärischen (drucklosen) und Druckspeichertanks gelagert. Lagertanks befinden sich an den Enden von Zufuhrleitungen und Sammelleitungen, entlang von LKW-Pipelines, an Schiffs-Be- und Entladeeinrichtungen und in Raffinerien, Terminals und Massengutanlagen. Dieser Abschnitt behandelt oberirdische atmosphärische Lagertanks in Tanklagern von Raffinerien, Terminals und Massengutanlagen. (Informationen zu oberirdischen Drucktanks finden Sie weiter unten, und Informationen zu unterirdischen Tanks und kleinen oberirdischen Tanks finden Sie im Artikel „Betankung und Wartung von Kraftfahrzeugen“.)

Terminals und Massengutanlagen

Terminals sind Lagerstätten, die im Allgemeinen Rohöl und Erdölprodukte per Fernrohrleitung oder Seeschiff erhalten. Terminals lagern Rohöl und Erdölprodukte und verteilen sie über Pipelines, Seeschiffe, Eisenbahnkesselwagen und Tanklastwagen an Raffinerien, andere Terminals, Massengutanlagen, Tankstellen und Verbraucher. Terminals können Eigentum von Ölgesellschaften, Pipelinegesellschaften, unabhängigen Terminalbetreibern, großen industriellen oder kommerziellen Verbrauchern oder Händlern von Erdölprodukten sein und von diesen betrieben werden.

Massengutanlagen sind in der Regel kleiner als Terminals und erhalten Mineralölprodukte in der Regel per Kesselwagen oder Tankwagen, normalerweise von Terminals, gelegentlich aber auch direkt von Raffinerien. Bulk-Anlagen lagern und verteilen Produkte an Tankstellen und Verbraucher per Tankwagen oder Tankwagen (kleine Tankwagen mit einem Fassungsvermögen von ca. 9,500 bis 1,900 l). Bulk-Anlagen können von Ölgesellschaften, Händlern oder unabhängigen Eigentümern betrieben werden.

Tanklager

Tanklager sind Gruppierungen von Lagertanks in Produktionsfeldern, Raffinerien, Schifffahrts-, Pipeline- und Vertriebsterminals sowie Massengutanlagen, in denen Rohöl und Erdölprodukte gelagert werden. Innerhalb von Tanklagern sind einzelne Tanks oder Gruppen von zwei oder mehr Tanks normalerweise von Einfriedungen umgeben, die Bermen, Deiche oder Brandmauern genannt werden. Diese Tanklagereinhausungen können in Konstruktion und Höhe variieren, von 45 cm hohen Erdwällen um Rohrleitungen und Pumpen in Deichen bis hin zu Betonwänden, die höher sind als die Tanks, die sie umgeben. Deiche können aus Erde, Ton oder anderen Materialien gebaut werden; sie sind mit Kies, Kalkstein oder Muscheln bedeckt, um die Erosion zu kontrollieren; Sie sind unterschiedlich hoch und breit genug, damit Fahrzeuge oben entlangfahren können. Die Hauptfunktionen dieser Gehäuse bestehen darin, Regenwasser aufzunehmen, zu leiten und abzuleiten, Tanks physisch zu trennen, um die Ausbreitung von Feuer von einem Bereich zum anderen zu verhindern, und ein Verschütten, Freisetzen, Lecken oder Überlaufen aus einem Tank, einer Pumpe oder einem Rohr darin einzudämmen das Gebiet.

Deichgehäuse müssen möglicherweise durch Vorschriften oder Unternehmensrichtlinien so dimensioniert und gewartet werden, dass sie eine bestimmte Produktmenge aufnehmen können. Beispielsweise muss ein Deichgehäuse mindestens 110 % der Kapazität des größten darin befindlichen Tanks enthalten, wobei das durch die anderen Tanks verdrängte Volumen und die im größten Tank nach Erreichen des hydrostatischen Gleichgewichts verbleibende Produktmenge berücksichtigt werden. Deichumschließungen müssen möglicherweise auch mit undurchlässigen Ton- oder Kunststoffauskleidungen gebaut werden, um zu verhindern, dass verschüttetes oder freigesetztes Produkt den Boden oder das Grundwasser kontaminiert.

Lagerungsbehälter

In Tanklagern gibt es eine Reihe verschiedener Arten von vertikalen und horizontalen oberirdischen atmosphärischen Lagertanks und Drucklagertanks, die Rohöl, Erdölrohstoffe, Zwischenprodukte oder fertige Erdölprodukte enthalten. Ihre Größe, Form, Gestaltung, Konfiguration und Funktionsweise hängen von der Menge und Art der gelagerten Produkte und den betrieblichen oder behördlichen Anforderungen ab. Oberirdische vertikale Tanks können mit doppelten Böden versehen sein, um ein Auslaufen auf den Boden zu verhindern, und mit einem kathodischen Schutz, um Korrosion zu minimieren. Horizontale Tanks können mit Doppelwänden konstruiert oder in Gewölben platziert werden, um Leckagen einzudämmen.

Atmosphärische Kegeldachtanks

Kegeldachtanks sind oberirdische, horizontale oder vertikale, abgedeckte, zylindrische atmosphärische Behälter. Kegeldachtanks haben externe Treppen oder Leitern und Plattformen und schwache Dach-zu-Schalen-Nähte, Entlüftungen, Speigatte oder Überlaufauslässe; Sie können Zubehör wie Messrohre, Schaumleitungen und -kammern, Überlauferfassungs- und Signalsysteme, automatische Messsysteme und so weiter haben.

Wenn flüchtiges Rohöl und brennbare flüssige Erdölprodukte in Kegeldachtanks gelagert werden, besteht die Möglichkeit, dass der Dampfraum im brennbaren Bereich liegt. Obwohl der Raum zwischen der Oberseite des Produkts und dem Tankdach normalerweise dampfreich ist, kann eine Atmosphäre im entflammbaren Bereich entstehen, wenn das Produkt zum ersten Mal in einen leeren Tank gefüllt wird oder wenn Luft durch Entlüftungen oder Druck-/Vakuumventile in den Tank eintritt, wenn das Produkt entsteht zurückgezogen wird und der Tank bei Temperaturänderungen atmet. Kegeldachtanks können an Dampfrückgewinnungssysteme angeschlossen werden.

Konservierungsbecken sind eine Art Kegeldachtank mit einem oberen und unteren Abschnitt, die durch eine flexible Membran getrennt sind, die dafür ausgelegt ist, jeglichen Dampf aufzunehmen, der entsteht, wenn sich das Produkt erwärmt und sich aufgrund der Sonneneinstrahlung tagsüber ausdehnt, und den Dampf in den Tank zurückführt, wenn er kondensiert wenn der Tank nachts abkühlt. Konservierungstanks werden typischerweise verwendet, um Flugbenzin und ähnliche Produkte zu lagern.

Atmosphärische Schwimmdachtanks

Schwimmdachtanks sind oberirdische, vertikale, oben offene oder abgedeckte zylindrische atmosphärische Behälter, die mit Schwimmdächern ausgestattet sind. Der Hauptzweck des Schwimmdachs besteht darin, den Dampfraum zwischen der Oberseite des Produkts und der Unterseite des Schwimmdachs zu minimieren, so dass er immer dampfreich ist, wodurch die Möglichkeit eines Dampf-Luft-Gemisches im brennbaren Bereich ausgeschlossen wird. Alle Schwimmdachtanks haben externe Treppen oder Leitern und Plattformen, verstellbare Treppen oder Leitern für den Zugang zum Schwimmdach von der Plattform und können Zubehör wie Shunts haben, die das Dach elektrisch mit der Hülle verbinden, Messrohre, Schaumleitungen und Kammern, Überlauferkennungs- und Signalsysteme, automatische Messsysteme und so weiter. Um den Umfang von Schwimmdächern herum sind Dichtungen oder Manschetten vorgesehen, um zu verhindern, dass Produkt oder Dampf entweichen und sich auf dem Dach oder in dem Raum über dem Dach ansammeln.

Schwimmdächer sind mit Beinen versehen, die je nach Art des Betriebs in hohe oder niedrige Positionen gebracht werden können. Die Beine werden normalerweise in der niedrigen Position gehalten, damit die größtmögliche Produktmenge aus dem Tank entnommen werden kann, ohne dass ein Dampfraum zwischen der Oberseite des Produkts und der Unterseite des Schwimmdachs entsteht. Da Tanks vor dem Betreten zur Inspektion, Wartung, Reparatur oder Reinigung außer Betrieb genommen werden, müssen die Dachbeine in die hohe Position gebracht werden, um Platz zum Arbeiten unter dem Dach zu schaffen, sobald der Tank leer ist. Wenn der Tank wieder in Betrieb genommen wird, werden die Beine wieder in die niedrige Position eingestellt, nachdem er mit Produkt gefüllt wurde.

Oberirdische Schwimmdach-Lagertanks werden weiter klassifiziert als Außen-Schwimmdach-Tanks, Innen-Schwimmdach-Tanks oder abgedeckte Außen-Schwimmdach-Tanks.

Externe (oben offene) Schwimmdachtanks sind solche mit schwimmenden Abdeckungen, die auf offenen Lagertanks installiert sind. Externe Schwimmdächer sind normalerweise aus Stahl konstruiert und mit Pontons oder anderen Schwimmmitteln versehen. Sie sind mit Dachabläufen ausgestattet, um Wasser, Stiefel oder Dichtungen zu entfernen, um Dampffreisetzungen zu verhindern, und mit verstellbaren Treppen, um das Dach unabhängig von seiner Position von der Oberseite des Tanks zu erreichen. Sie können auch sekundäre Dichtungen haben, um die Freisetzung von Dampf in die Atmosphäre zu minimieren, Wetterschutzschilde, um die Dichtungen zu schützen, und Schaumdämme, um Schaum im Dichtungsbereich im Falle eines Feuers oder Dichtungslecks einzudämmen. Das Betreten externer Schwimmdächer zum Messen, Warten oder für andere Aktivitäten kann als Betreten eines beengten Raums angesehen werden, abhängig von der Höhe des Dachs unter der Tankoberseite, den im Tank enthaltenen Produkten und den staatlichen Vorschriften und der Unternehmenspolitik.

Interne Schwimmdachtanks In der Regel handelt es sich um Kegeldachtanks, die umgebaut wurden, indem schwimmfähige Decks, Flöße oder interne Schwimmabdeckungen im Inneren des Tanks installiert wurden. Interne schwimmende Dächer sind typischerweise aus verschiedenen Arten von Blech, Aluminium, Kunststoff oder metallbeschichtetem expandiertem Kunststoffschaum konstruiert, und ihre Konstruktion kann vom Ponton- oder Pfannentyp, aus festem schwimmfähigem Material oder einer Kombination davon sein. Interne Schwimmdächer sind mit Umfangsdichtungen versehen, um zu verhindern, dass Dampf in den Teil des Tanks zwischen der Oberseite des Schwimmdachs und dem Außendach entweicht. Üblicherweise sind Druck-/Vakuumventile oder Entlüftungen an der Oberseite des Tanks vorgesehen, um jegliche Kohlenwasserstoffdämpfe zu kontrollieren, die sich in dem Raum über dem internen Schwimmer ansammeln können. Bei internen Schwimmdachtanks sind Leitern für den Zugang vom Kegeldach zum Schwimmdach installiert. Das Betreten von schwimmenden Innendächern für jeden Zweck sollte als Betreten von beengten Räumen angesehen werden.

Überdachte (externe) Schwimmdachtanks sind im Wesentlichen externe Schwimmdachtanks, die mit einer geodätischen Kuppel, einer Schneekappe oder einer ähnlichen halbfesten Abdeckung oder einem ähnlichen Dach nachgerüstet wurden, sodass das Schwimmdach nicht mehr zur Atmosphäre offen ist. Neu konstruierte überdachte externe Schwimmdachtanks können typische Schwimmdächer enthalten, die für interne Schwimmdachtanks ausgelegt sind. Das Betreten überdachter schwimmender Außendächer zum Messen, Warten oder für andere Aktivitäten kann als Betreten eines beengten Raums angesehen werden, abhängig von der Konstruktion der Kuppel oder Abdeckung, der Höhe des Dachs unter der Oberseite des Tanks, den im Tank enthaltenen Produkten und staatliche Vorschriften und Unternehmenspolitik.

Pipeline- und Schiffsbelege

Ein wichtiges Sicherheits-, Produktqualitäts- und Umweltproblem in Tanklagern besteht darin, eine Vermischung von Produkten und ein Überfüllen von Tanks zu verhindern, indem sichere Betriebsverfahren und Arbeitspraktiken entwickelt und umgesetzt werden. Der sichere Betrieb von Lagertanks hängt davon ab, dass Produkte innerhalb ihrer definierten Kapazität in Tanks aufgenommen werden, indem Aufnahmetanks vor der Lieferung bestimmt, Tanks gemessen werden, um die verfügbare Kapazität zu bestimmen und sicherzustellen, dass die Ventile richtig ausgerichtet sind und dass nur der Einlass des Aufnahmetanks geöffnet wird, also der richtige Produktmenge wird in den zugeordneten Tank gefördert. Abflüsse in Deichbereichen in der Nähe von Tanks, die das Produkt erhalten, sollten normalerweise während der Annahme geschlossen bleiben, falls eine Überfüllung oder ein Verschütten auftritt. Überfüllschutz und -vermeidung können durch eine Vielzahl von sicheren Betriebspraktiken erreicht werden, einschließlich manueller Steuerungen und automatischer Erkennung, Signalisierungs- und Abschaltsystemen und Kommunikationsmitteln, die alle für das Produkttransferpersonal an der Pipeline verständlich und akzeptabel sein sollten , Seeschiff und Terminal oder Raffinerie.

Gesetzliche Vorschriften oder Unternehmensrichtlinien können vorschreiben, dass automatische Füllstandserkennungsgeräte und Signal- und Abschaltsysteme an Tanks installiert werden, die brennbare Flüssigkeiten und andere Produkte aus Hauptrohrleitungen oder Seeschiffen aufnehmen. Wenn solche Systeme installiert sind, sollten regelmäßig oder vor dem Produkttransfer elektronische Systemintegritätstests durchgeführt werden, und wenn das System ausfällt, sollten Transfers manuellen Empfangsverfahren folgen. Belege sollten manuell oder automatisch vor Ort oder von einem entfernten Kontrollort aus überwacht werden, um sicherzustellen, dass der Betrieb wie geplant abläuft. Nach Abschluss des Transfers sollten alle Ventile in die normale Betriebsposition zurückgebracht oder für den nächsten Empfang eingestellt werden. Pumpen, Ventile, Rohranschlüsse, Entlüftungs- und Probenleitungen, Verteilerbereiche, Abflüsse und Auffangwannen sollten inspiziert und gewartet werden, um einen guten Zustand sicherzustellen und Verschüttungen und Leckagen zu vermeiden.

Tankmessung und Probenahme

Tanklagereinrichtungen sollten Verfahren und sichere Arbeitspraktiken für die Messung und Probenahme von Rohöl und Erdölprodukten festlegen, die die potenziellen Gefahren berücksichtigen, die mit jedem gelagerten Produkt und jedem Tanktyp in der Einrichtung verbunden sind. Obwohl Tankmessungen oft mit automatischen mechanischen oder elektronischen Geräten durchgeführt werden, sollten manuelle Messungen in festgelegten Abständen durchgeführt werden, um die Genauigkeit der automatischen Systeme sicherzustellen.

Bei manuellen Mess- und Probenahmevorgängen muss der Bediener normalerweise auf die Oberseite des Tanks klettern. Beim Messen von Schwimmdachtanks muss der Bediener dann auf das Schwimmdach hinabsteigen, es sei denn, der Tank ist mit Mess- und Probenahmerohren ausgestattet, die von der Plattform aus zugänglich sind. Bei Kegeldachtanks muss der Füllstandsmesser eine Dachluke öffnen, um den Füllstandsmesser in den Tank abzusenken. Messgeräte sollten sich der Anforderungen an den Zugang zu beengten Räumen und potenziellen Gefahren bewusst sein, wenn sie auf überdachte Schwimmdächer oder auf Schwimmdächer mit offener Oberseite eintreten, die unterhalb der festgelegten Höhe liegen. Dies kann die Verwendung von Überwachungsgeräten erfordern, wie z. B. Detektoren für Sauerstoff, brennbare Gase und Schwefelwasserstoff sowie persönliche und Atemschutzausrüstung.

Produkttemperaturen und Proben können gleichzeitig mit der manuellen Messung genommen werden. Temperaturen können auch automatisch aufgezeichnet und Proben von eingebauten Probenanschlüssen entnommen werden. Manuelle Messungen und Probenahmen sollten eingeschränkt werden, während die Tanks Produkt erhalten. Nach Abschluss des Wareneingangs sollte je nach Produkt- und Unternehmensrichtlinie eine Entspannungszeit von 30 Minuten bis 4 Stunden erforderlich sein, damit sich elektrostatische Aufladungen auflösen können, bevor eine manuelle Probenahme oder Messung durchgeführt wird. Einige Unternehmen verlangen, dass eine Kommunikation oder ein Sichtkontakt zwischen Messgeräten und anderem Einrichtungspersonal hergestellt und aufrechterhalten wird, wenn sie auf schwimmende Dächer hinabsteigen. Der Zugang zu Tankdächern oder Plattformen für Messungen, Probenahmen oder andere Aktivitäten sollte bei Gewitter eingeschränkt werden.

Tankentlüftung und -reinigung

Lagertanks werden zur Inspektion, Prüfung, Wartung, Reparatur, Nachrüstung und Tankreinigung nach Bedarf oder in regelmäßigen Abständen, abhängig von behördlichen Vorschriften, Unternehmensrichtlinien und Betriebsdienstanforderungen, außer Betrieb genommen. Obwohl das Entlüften, Reinigen und Betreten des Tanks ein potenziell gefährlicher Vorgang ist, können diese Arbeiten ohne Zwischenfälle durchgeführt werden, vorausgesetzt, dass geeignete Verfahren festgelegt und sichere Arbeitspraktiken befolgt werden. Ohne solche Vorsichtsmaßnahmen können Verletzungen oder Schäden durch Explosionen, Brände, Sauerstoffmangel, toxische Belastungen und physische Gefahren auftreten.

Vorbereitende Vorbereitungen

Nachdem entschieden wurde, dass ein Tank zur Inspektion, Wartung oder Reinigung außer Betrieb genommen werden muss, sind einige vorbereitende Vorbereitungen erforderlich. Dazu gehören: Planung von Lager- und Lieferalternativen; Überprüfen der Tankhistorie, um festzustellen, ob sie jemals bleihaltiges Produkt enthielt oder zuvor gereinigt und als bleifrei zertifiziert wurde; Bestimmung der Menge und Art der enthaltenen Produkte und der Restmenge, die im Tank verbleibt; Inspektion der Außenseite des Tanks, des umgebenden Bereichs und der Ausrüstung, die für die Produktentfernung, Dampfbefreiung und Reinigung verwendet werden soll; Sicherstellen, dass das Personal geschult, qualifiziert und mit den Genehmigungs- und Sicherheitsverfahren der Einrichtung vertraut ist; Zuweisen von Arbeitsverantwortungen gemäß den Anforderungen für den Zugang zu beengten Räumen und die Genehmigung für heiße und sichere Arbeiten der Einrichtung; und das Abhalten eines Treffens zwischen Terminal- und Tankreinigungspersonal oder Auftragnehmern, bevor die Tankreinigung oder der Bau beginnt.

Kontrolle der Zündquellen

Nach dem Entfernen aller verfügbaren Produkte aus dem Tank durch feste Rohrleitungen und bevor Wasserentnahmen oder Probenleitungen geöffnet werden, sollten alle Zündquellen aus der Umgebung entfernt werden, bis der Tank für dampffrei erklärt wird. Saugwagen, Kompressoren, Pumpen und andere elektrisch oder motorbetriebene Geräte sollten gegen den Wind aufgestellt werden, entweder auf oder außerhalb des Deichbereichs oder, falls innerhalb des Deichbereichs, mindestens 20 m vom Tank oder anderen Quellen entfernt brennbare Dämpfe. Tankvorbereitungs-, Entlüftungs- und Reinigungsaktivitäten sollten während Gewittern eingestellt werden.

Rückstände entfernen

Der nächste Schritt besteht darin, so viel wie möglich im Tank verbleibendes Produkt oder Rückstände durch Rohrleitungs- und Wasserentnahmeanschlüsse zu entfernen. Für diese Arbeiten kann eine Arbeitserlaubnis erteilt werden. Wasser oder destillierter Kraftstoff kann durch feste Verbindungen in den Tank eingespritzt werden, um zu helfen, das Produkt aus dem Tank zu treiben. Aus Tanks, die saures Rohöl enthalten haben, entfernte Rückstände sollten bis zur Entsorgung feucht gehalten werden, um Selbstentzündung zu vermeiden.

Isolieren des Tanks

Nachdem das gesamte verfügbare Produkt durch feste Rohrleitungen entfernt wurde, sollten alle an den Tank angeschlossenen Rohrleitungen, einschließlich Produktleitungen, Dampfrückgewinnungsleitungen, Schaumleitungen, Probenleitungen usw., getrennt werden, indem die dem Tank am nächsten liegenden Ventile geschlossen und Jalousien in den Tank eingesetzt werden Leitungen auf der Tankseite des Ventils, um zu verhindern, dass Dämpfe aus den Leitungen in den Tank gelangen. Der Teil der Rohrleitungen zwischen den Jalousien und dem Tank sollte entleert und gespült werden. Ventile außerhalb des Deichbereichs sollten geschlossen und verriegelt oder gekennzeichnet werden. Tankpumpen, interne Mischer, kathodische Schutzsysteme, elektronische Messgeräte und Füllstandserfassungssysteme usw. sollten getrennt, stromlos gemacht und verriegelt oder gekennzeichnet werden.

Dampfbefreiung

Der Tank ist jetzt bereit, dampffrei gemacht zu werden. In dem während der Tankentlüftung eingeschränkten Bereich sollten intermittierende oder kontinuierliche Dampftests durchgeführt und gearbeitet werden. Eine natürliche Belüftung durch Öffnen des Tanks zur Atmosphäre wird normalerweise nicht bevorzugt, da sie weder so schnell noch so sicher ist wie eine Zwangsbelüftung. Abhängig von Größe, Konstruktion, Zustand und innerer Konfiguration gibt es eine Reihe von Methoden zur mechanischen Entlüftung eines Tanks. Bei einem Verfahren können Tanks mit Kegeldach von Dampf befreit werden, indem ein Eduktor (ein tragbarer Ventilator) an einer Luke auf der Oberseite des Tanks platziert wird, langsam gestartet wird, während eine Luke am Boden des Tanks geöffnet wird, und dann hoch gestellt wird Geschwindigkeit, um Luft und Dämpfe durch den Tank zu ziehen.

Für Lüftungstätigkeiten sollte eine Sicherheits- oder Heißarbeitserlaubnis ausgestellt werden. Alle Gebläse und Ejektoren sollten sicher mit dem Tankmantel verbunden sein, um eine elektrostatische Entzündung zu verhindern. Gebläse und Ejektoren sollten aus Sicherheitsgründen vorzugsweise mit Druckluft betrieben werden; es wurden jedoch explosionssichere elektrische oder dampfbetriebene Motoren verwendet. Bei internen Schwimmdachtanks müssen die Teile über und unter dem Schwimmdach möglicherweise separat entlüftet werden. Wenn Dämpfe aus einer Bodenluke abgeleitet werden, ist ein vertikales Rohr mindestens 4 m über dem Boden und nicht tiefer als die umgebende Deichwand erforderlich, um zu verhindern, dass sich die Dämpfe in niedrigen Höhen ansammeln oder eine Zündquelle erreichen, bevor sie sich verteilen. Falls erforderlich, können Dämpfe zum Dampfrückgewinnungssystem der Anlage geleitet werden.

Bei fortschreitender Belüftung können die verbleibenden Rückstände heruntergespült und durch die offene Bodenluke mit Wasser- und Saugschläuchen entfernt werden, die beide mit dem Tankmantel verbunden sein sollten, um eine elektrostatische Entzündung zu verhindern. Tanks, die saures Rohöl oder schwefelreiche Restprodukte enthalten haben, können beim Austrocknen während der Belüftung spontane Hitze erzeugen und sich entzünden. Dies sollte vermieden werden, indem das Innere des Tanks mit Wasser benetzt wird, um die Ablagerungen von der Luft abzuschirmen und einen Temperaturanstieg zu verhindern. Alle Eisensulfidrückstände sollten aus der offenen Luke entfernt werden, um eine Entzündung der Dämpfe während der Belüftung zu verhindern. Arbeiter, die mit Abwasch-, Entfernungs- und Benetzungsarbeiten beschäftigt sind, sollten angemessenen persönlichen Schutz und Atemschutz tragen.

Erstaufnahme, Inspektion und Zertifizierung

Eine Anzeige des Fortschritts bei der Dampfbefreiung des Tanks kann erhalten werden, indem die Dämpfe am Austrittspunkt während der Belüftung überwacht werden. Sobald sich herausstellt, dass der Gehalt an brennbaren Dämpfen unter dem von Aufsichtsbehörden oder Unternehmensrichtlinien festgelegten Wert liegt, kann der Tank zu Inspektions- und Testzwecken betreten werden. Der Teilnehmer sollte einen angemessenen persönlichen und luftversorgten Atemschutz tragen; Nach dem Testen der Atmosphäre an der Luke und dem Erhalt einer Eintrittserlaubnis kann der Arbeiter den Tank betreten, um mit dem Testen und der Inspektion fortzufahren. Während der Inspektion sollten Prüfungen auf Hindernisse, herunterfallende Dächer, schwache Stützen, Löcher im Boden und andere physische Gefahren durchgeführt werden.

Reinigung, Wartung und Reparatur

Wenn die Belüftung fortgesetzt wird und die Dampfwerte im Tank sinken, können Genehmigungen ausgestellt werden, die Arbeitern mit geeigneter persönlicher und Atemschutzausrüstung den Zutritt ermöglichen, falls erforderlich, um mit der Reinigung des Tanks zu beginnen. Die Überwachung auf Sauerstoff, brennbare Dämpfe und giftige Atmosphären sollte fortgesetzt werden, und wenn die Füllstände im Tank die für den Eintritt festgelegten Werte überschreiten, sollte die Genehmigung automatisch erlöschen und die Einreisenden sollten den Tank unverzüglich verlassen, bis das sichere Niveau wieder erreicht und die Genehmigung neu ausgestellt wird . Die Belüftung sollte während der Reinigungsarbeiten fortgesetzt werden, solange Rückstände oder Schlamm im Tank verbleiben. Während der Inspektion und Reinigung sollten nur Niederspannungslampen oder zugelassene Taschenlampen verwendet werden.

Nachdem Tanks gereinigt und getrocknet wurden, sollte eine abschließende Inspektion und Prüfung durchgeführt werden, bevor Wartungs-, Reparatur- oder Nachrüstarbeiten begonnen werden. Eine sorgfältige Inspektion von Sümpfen, Brunnen, Bodenplatten, schwimmenden Dachpontons, Stützen und Säulen ist erforderlich, um sicherzustellen, dass sich keine Lecks gebildet haben, die es dem Produkt ermöglicht hätten, in diese Räume einzudringen oder unter den Boden zu sickern. Zwischenräume zwischen Schaumdichtungen und Wetterschutz oder sekundärem Containment sollten ebenfalls inspiziert und auf Dämpfe getestet werden. Wenn der Tank zuvor verbleites Benzin enthielt oder keine Tankhistorie verfügbar ist, sollte ein Blei-in-Luft-Test durchgeführt und der Tank als bleifrei zertifiziert werden, bevor Arbeiter ohne luftversorgtes Atemschutzgerät hineingelassen werden.

Für Schweiß-, Schneid- und andere Heißarbeiten sollte eine Heißarbeitserlaubnis ausgestellt werden, und für andere Reparatur- und Wartungsarbeiten sollte eine Arbeitserlaubnis ausgestellt werden. Schweiß- oder Heißarbeiten können im Inneren des Tanks giftige oder schädliche Dämpfe erzeugen, die Überwachung, Atemschutz und kontinuierliche Belüftung erfordern. Wenn Tanks mit doppeltem Boden oder internen Schwimmdächern nachgerüstet werden sollen, wird häufig ein großes Loch in die Seite des Tanks geschnitten, um einen uneingeschränkten Zugang zu ermöglichen und die Notwendigkeit von Genehmigungen für den Zugang zu beengten Räumen zu vermeiden.

Das Strahlen und Lackieren der Außenseite von Tanks folgt normalerweise der Tankreinigung und wird abgeschlossen, bevor der Tank wieder in Betrieb genommen wird. Diese Tätigkeiten können zusammen mit dem Reinigen und Lackieren von Tanklagerrohren durchgeführt werden, während Tanks und Rohre in Betrieb sind, indem vorgeschriebene Sicherheitsverfahren implementiert und befolgt werden, wie z . Die Strahlreinigung mit Sand hat das Potenzial für eine gefährliche Exposition gegenüber Kieselsäure; Daher verlangen viele Regierungsbehörden und Unternehmen die Verwendung von speziellen ungiftigen Strahlmitteln oder Sand, die gesammelt, gereinigt und recycelt werden können. Zur Vermeidung von Kontaminationen beim Reinigen von bleihaltigen Farben aus Tanks und Rohrleitungen können spezielle Staubsauger-Strahlreinigungsgeräte verwendet werden. Nach der Strahlreinigung sollten Stellen in den Tankwänden oder Rohrleitungen, bei denen der Verdacht auf Undichtigkeiten besteht, vor dem Lackieren getestet und repariert werden.

Wiederinbetriebnahme des Tanks

In Vorbereitung auf die Wiederinbetriebnahme nach Abschluss der Tankreinigung, -inspektion, -wartung oder -reparatur werden die Luken geschlossen, alle Blenden entfernt und die Rohrleitungen wieder mit dem Tank verbunden. Ventile werden entriegelt, geöffnet und ausgerichtet sowie mechanische und elektrische Geräte reaktiviert. Viele Regierungsbehörden und Unternehmen verlangen, dass Tanks hydrostatisch getestet werden, um sicherzustellen, dass keine Lecks vorhanden sind, bevor sie wieder in Betrieb genommen werden. Da eine beträchtliche Wassermenge erforderlich ist, um die erforderliche Druckhöhe für einen genauen Test zu erreichen, wird häufig ein mit Dieselkraftstoff gefüllter Wasserboden verwendet. Nach Beendigung des Tests wird der Tank geleert und für die Produktaufnahme vorbereitet. Nachdem der Empfang abgeschlossen ist und eine Entspannungszeit verstrichen ist, werden die Beine auf Schwimmdachtanks in die niedrige Position zurückgestellt.

Brandschutz und Prävention

Wann immer Kohlenwasserstoffe in geschlossenen Behältern wie Lagertanks in Raffinerien, Terminals und Massengutanlagen vorhanden sind, besteht die Möglichkeit der Freisetzung von Flüssigkeiten und Dämpfen. Diese Dämpfe können sich im brennbaren Bereich mit Luft vermischen und, wenn sie einer Zündquelle ausgesetzt werden, eine Explosion oder einen Brand verursachen. Unabhängig von der Leistungsfähigkeit der Brandschutzsysteme und des Personals in der Einrichtung ist der Schlüssel zum Brandschutz die Brandverhütung. Verschüttungen und Freisetzungen sollten daran gehindert werden, in die Kanalisation und Entwässerungssysteme einzudringen. Kleinere Verschüttungen sollten mit feuchten Tüchern und größere Verschüttungen mit Schaum abgedeckt werden, um zu verhindern, dass Dämpfe entweichen und sich mit Luft vermischen. Zündquellen in Bereichen, in denen Kohlenwasserstoffdämpfe vorhanden sein können, sollten beseitigt oder kontrolliert werden. Tragbare Feuerlöscher sollten in Dienstfahrzeugen mitgeführt und an zugänglichen und strategisch günstigen Stellen in der gesamten Einrichtung aufgestellt werden.

Die Einrichtung und Umsetzung sicherer Arbeitsverfahren und -praktiken wie Heiß- und sichere (Kalt-)Arbeitserlaubnissysteme, elektrische Klassifizierungsprogramme, Lockout/Tagout-Programme sowie Mitarbeiter- und Auftragnehmerschulungen und -schulungen sind für die Vermeidung von Bränden von entscheidender Bedeutung. Die Einrichtungen sollten vorgeplante Notfallverfahren entwickeln, und die Mitarbeiter sollten mit ihren Verantwortlichkeiten für die Meldung und Reaktion auf Brände und Evakuierungen vertraut sein. Telefonnummern von verantwortlichen Personen und Stellen, die im Notfall zu benachrichtigen sind, sollten in der Einrichtung ausgehängt und ein Kommunikationsmittel bereitgestellt werden. Örtliche Feuerwehren, Notfallmaßnahmen, Organisationen für öffentliche Sicherheit und gegenseitige Hilfe sollten ebenfalls die Verfahren kennen und mit der Einrichtung und ihren Gefahren vertraut sein.

Kohlenwasserstoffbrände werden durch eine oder eine Kombination von Methoden wie folgt kontrolliert:

• Kraftstoff entfernen. Eine der besten und einfachsten Methoden zum Kontrollieren und Löschen eines Kohlenwasserstoffbrandes ist das Absperren der Brennstoffquelle durch Schließen eines Ventils, Umleiten des Produktflusses oder, wenn eine kleine Produktmenge betroffen ist, Kontrollieren der Exposition, während das Produkt verbrennen kann . Schaum kann auch zum Abdecken von ausgelaufenen Kohlenwasserstoffen verwendet werden, um zu verhindern, dass Dämpfe austreten und sich mit der Luft vermischen.

• Sauerstoff entfernen. Eine andere Methode besteht darin, die Luft- oder Sauerstoffzufuhr durch Ersticken von Bränden mit Schaum oder Wassernebel oder durch Verwendung von Kohlendioxid oder Stickstoff zum Verdrängen der Luft in geschlossenen Räumen zu unterbrechen.

• Kühlung. Wassernebel, Nebel oder Sprühnebel und Kohlendioxid können zum Löschen bestimmter Brände von Erdölprodukten verwendet werden, indem die Temperatur des Feuers unter die Zündtemperatur des Produkts gekühlt wird und verhindert wird, dass sich Dämpfe bilden und sich mit Luft vermischen.

• Verbrennung unterbrechen. Chemikalien wie Trockenpulver und Halon löschen Brände, indem sie die chemische Reaktion des Feuers unterbrechen.

Brandschutz für Lagertanks

Lagertank-Brandschutz und -Prävention ist eine Spezialwissenschaft, die auf das Zusammenspiel von Tanktyp, -zustand und -größe angewiesen ist; im Tank gespeichertes Produkt und Menge; Tankabstand, Eindeichung und Entwässerung; Brandschutz- und Reaktionsfähigkeiten der Einrichtung; Hilfe von außen; und Firmenphilosophie, Industriestandards und behördliche Vorschriften. Brände in Lagertanks können einfach oder sehr schwierig zu kontrollieren und zu löschen sein, was hauptsächlich davon abhängt, ob das Feuer während seiner Entstehung erkannt und bekämpft wird. Betreiber von Lagertanks sollten sich auf die zahlreichen empfohlenen Praktiken und Standards beziehen, die von Organisationen wie dem American Petroleum Institute (API) und der US National Fire Protection Association (NFPA) entwickelt wurden, die den Brandschutz und den Brandschutz von Lagertanks sehr detailliert behandeln.

Wenn oben offene Schwimmdachspeicher unrund sind oder die Dichtungen abgenutzt oder undicht an den Tankmänteln anliegen, können Dämpfe entweichen und sich mit Luft vermischen und brennbare Gemische bilden. In solchen Situationen kann es bei Blitzeinschlägen zu Bränden an der Stelle kommen, an der die Dachabdichtungen auf die Hülle des Tanks treffen. Bei frühzeitiger Erkennung können kleine Robbenbrände oft mit einem handgetragenen Trockenpulverlöscher oder mit Schaum aus einem Schaumschlauch oder Schaumsystem gelöscht werden.

Wenn ein Robbenbrand nicht mit Handfeuerlöschern oder Strahlrohren kontrolliert werden kann oder wenn ein großes Feuer im Gange ist, kann Schaum auf das Dach durch feste oder halbfeste Systeme oder durch große Schaumwerfer aufgebracht werden. Beim Aufbringen von Schaum auf die Dächer von Schwimmdachtanks sind Vorsichtsmaßnahmen erforderlich; Wenn zu viel Gewicht auf das Dach gelegt wird, kann es kippen oder sinken, wodurch eine große Produktoberfläche freigelegt und in das Feuer verwickelt werden kann. Schaumdämme werden bei Schwimmdachtanks verwendet, um Schaum im Bereich zwischen den Dichtungen und dem Tankmantel einzufangen. Wenn sich der Schaum absetzt, läuft Wasser unter den Schaumdämmen ab und sollte durch das Abflusssystem des Tankdachs entfernt werden, um ein Übergewicht und ein Einsinken des Dachs zu vermeiden.

Abhängig von staatlichen Vorschriften und Unternehmensrichtlinien können Lagertanks mit festen oder halbfesten Schaumsystemen ausgestattet sein, die Folgendes umfassen: Rohrleitungen zu den Tanks, Schaumsteigleitungen und Schaumkammern an den Tanks; unterirdische Injektionsleitungen und Düsen im Tankboden; und Verteilungsleitungen und Schaumdämme auf Tankoberseiten. Bei festen Systemen werden Schaum-Wasser-Lösungen in zentral angeordneten Schaumhäusern erzeugt und durch ein Rohrleitungssystem zum Tank gepumpt. Halbfeste Schaumsysteme verwenden typischerweise tragbare Schaumtanks, Schaumgeneratoren und Pumpen, die zu dem betreffenden Tank gebracht, an eine Wasserversorgung angeschlossen und mit der Schaumrohrleitung des Tanks verbunden werden.

Wasser-Schaum-Lösungen können auch zentral erzeugt und innerhalb der Anlage über ein System aus Rohrleitungen und Hydranten verteilt werden, und Schläuche würden verwendet, um den nächsten Hydranten mit dem halbfesten Schaumsystem des Tanks zu verbinden. Wo Tanks nicht mit festen oder halbfesten Schaumsystemen ausgestattet sind, kann Schaum auf die Oberseite der Tanks aufgebracht werden, indem Schaummonitore, Feuerwehrschläuche und Düsen verwendet werden. Unabhängig von der Aufbringungsmethode muss zur Bekämpfung eines vollwertigen Tankbrands eine bestimmte Menge Schaum unter Verwendung spezieller Techniken mit einer bestimmten Konzentration und Durchflussrate für eine Mindestzeit aufgebracht werden, die hauptsächlich von der Größe des Tanks abhängt , das betroffene Produkt und die Brandfläche. Wenn nicht genügend Schaummittel zur Verfügung steht, um die erforderlichen Anwendungskriterien zu erfüllen, ist die Möglichkeit der Kontrolle oder Löschung minimal.

Nur ausgebildete und sachkundige Feuerwehrleute sollten Wasser verwenden dürfen, um Brände in Flüssigöltanks zu bekämpfen. Sofortige Eruptionen oder Überkochungen können auftreten, wenn sich Wasser bei direkter Anwendung auf Tankbränden, an denen Roh- oder Schwerölprodukte beteiligt sind, in Dampf verwandelt. Da Wasser schwerer als die meisten Kohlenwasserstoffbrennstoffe ist, sinkt es auf den Boden eines Tanks und füllt den Tank, wenn genug aufgetragen wird, und drückt das brennende Produkt nach oben und über die Oberseite des Tanks.

Wasser wird in der Regel verwendet, um Brände um die Außenseite von Tanks zu kontrollieren oder zu löschen, damit Ventile betätigt werden können, um den Produktfluss zu kontrollieren, um die Seiten der betroffenen Tanks zu kühlen, um Explosionen von sich ausdehnenden Dämpfen durch siedende Flüssigkeit (BLEVEs) zu verhindern – siehe Abschnitt „Brandgefahren von LHGs“ unten) und um die Auswirkungen von Hitze und Flammeneinwirkung auf benachbarte Tanks und Ausrüstung zu reduzieren. Aufgrund des Bedarfs an spezialisierten Schulungen, Materialien und Ausrüstung haben viele Terminals und Massengutfabriken eine Richtlinie eingeführt, um so viel Produkt wie möglich aus dem betroffenen Tank zu entfernen, angrenzende Strukturen vor Hitze zu schützen und zuzulassen, anstatt Mitarbeitern zu erlauben, Tankbrände zu löschen entflammen und das restliche Produkt im Tank unter kontrollierten Bedingungen brennen lassen, bis das Feuer erloschen ist.

Gesundheit und Sicherheit von Terminals und Massengutanlagen

Lagertankfundamente, Stützen und Rohrleitungen sollten regelmäßig auf Korrosion, Erosion, Setzung oder andere sichtbare Schäden untersucht werden, um Produktverlust oder -verschlechterung zu verhindern. Tankdruck-/Vakuumventile, Dichtungen und Abschirmungen, Entlüftungen, Schaumkammern, Dachabläufe, Wasserablassventile und Überfüllsicherungen sollten regelmäßig inspiziert, getestet und gewartet werden, einschließlich der Entfernung von Eis im Winter. Wenn Flammensperren an Tankentlüftungen oder in Gasrückführungsleitungen installiert sind, müssen sie regelmäßig kontrolliert und gereinigt und im Winter frostfrei gehalten werden, um eine ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten. Ventile an Tankausläufen, die bei Brand oder Druckabfall selbsttätig schließen, sind auf Funktionsfähigkeit zu prüfen.

Deichoberflächen sollten von Tanks, Pumpen und Rohrleitungen abfließen oder abfallen, um verschüttetes oder freigesetztes Produkt in einen sicheren Bereich zu entfernen. Deichwände sollten in gutem Zustand gehalten werden, wobei Ablassventile geschlossen gehalten werden, außer wenn Wasser abgelassen wird, und Deichbereiche nach Bedarf ausgehoben werden, um die Auslegungskapazität aufrechtzuerhalten. Treppen, Rampen, Leitern, Plattformen und Geländer zu Ladegestellen, Deichen und Tanks sollten in einem sicheren Zustand gehalten werden, frei von Eis, Schnee und Öl. Undichte Tanks und Rohrleitungen sollten so schnell wie möglich repariert werden. Von der Verwendung von Victaulic- oder ähnlichen Kupplungen an Rohrleitungen innerhalb eingedeichter Bereiche, die Hitze ausgesetzt sein könnten, sollte abgeraten werden, um zu verhindern, dass sich Leitungen während eines Feuers öffnen.

Sicherheitsverfahren und sichere Arbeitspraktiken sollten eingeführt und umgesetzt werden, und es sollten Schulungen oder Schulungen angeboten werden, damit Terminal- und Schüttgutanlagenbetreiber, Wartungspersonal, Tankwagenfahrer und Auftragnehmerpersonal sicher arbeiten können. Diese sollten mindestens Informationen über die Grundlagen der Zündung, Bekämpfung und Löschung von Kohlenwasserstoffbränden enthalten; Gefahren und Schutz vor der Exposition gegenüber toxischen Substanzen wie Schwefelwasserstoff und mehrkernigen Aromaten in Rohöl und Restbrennstoffen, Benzol in Benzin und Zusatzstoffen wie Tetraethylblei und Methyl-tert-Butylether (MTBE); Notfallmaßnahmen; und normale physische und klimatische Gefahren, die mit dieser Aktivität verbunden sind.

Asbest oder andere Isolierungen können in der Anlage als Schutz für Tanks und Rohrleitungen vorhanden sein. Für die Handhabung, Entfernung und Entsorgung solcher Materialien sollten geeignete arbeitssichere und persönliche Schutzmaßnahmen eingeführt und befolgt werden.

Umweltschutz

Terminalbetreiber und Mitarbeiter sollten die staatlichen Vorschriften und Unternehmensrichtlinien kennen und einhalten, die den Umweltschutz von Grund- und Oberflächenwasser, Boden und Luft vor Verschmutzung durch Erdölflüssigkeiten und -dämpfe sowie den Umgang mit und die Beseitigung gefährlicher Abfälle betreffen.

• Wasserverunreinigung. Viele Terminals verfügen über Öl-/Wasserabscheider, um kontaminiertes Wasser aus Tankauffangbereichen, Ablauf von Ladegestellen und Parkplätzen und Wasser, das aus Tanks und offenen Tankdächern abgelassen wird, zu handhaben. Terminals müssen möglicherweise etablierte Wasserqualitätsstandards erfüllen und Genehmigungen einholen, bevor sie Wasser einleiten.

• Luftverschmutzung. Die Vermeidung von Luftverschmutzung umfasst die Minimierung der Freisetzung von Dämpfen aus Ventilen und Lüftungsöffnungen. Dampfrückgewinnungseinheiten sammeln Dämpfe von Ladegestellen und Marinedocks, selbst wenn Tanks vor dem Betreten entlüftet werden. Diese Dämpfe werden entweder verarbeitet und als Flüssigkeiten in die Lagerung zurückgeführt oder verbrannt.

• Verschüttungen auf Land und Wasser. Regierungsbehörden und Unternehmen können verlangen, dass Öllagereinrichtungen über Kontroll- und Gegenmaßnahmenpläne zur Verhinderung von Ölaustritt verfügen und dass das Personal geschult wird und sich der potenziellen Gefahren, der erforderlichen Benachrichtigungen und der zu ergreifenden Maßnahmen im Falle eines Ölaustritts oder einer Freisetzung bewusst ist. Zusätzlich zum Umgang mit Verschüttungen innerhalb der Terminalanlage ist das Personal häufig geschult und ausgerüstet, um auf Notfälle außerhalb des Standorts, wie z. B. das Umkippen eines Tankwagens, zu reagieren.

• Abwasser und gefährliche Abfälle. Terminals müssen möglicherweise behördliche Anforderungen erfüllen und Genehmigungen für die Einleitung von Abwasser und ölhaltigen Abfällen in öffentliche oder private Kläranlagen einholen. Für die Lagerung und den Umgang mit gefährlichen Abfällen vor Ort, wie Asbestisolierung, Tankreinigungsrückstände und kontaminierte Produkte, können verschiedene behördliche Anforderungen und Unternehmensverfahren gelten. Arbeitnehmer sollten in dieser Tätigkeit geschult und auf die potenziellen Gefahren durch mögliche Expositionen aufmerksam gemacht werden.

LHG Lagerung und Handhabung

Massenlagertanks

LHGs werden am Verarbeitungsort (Gas- und Ölfelder, Gasanlagen und Raffinerien) und am Punkt der Verteilung an den Verbraucher (Terminals und Massengutanlagen) in großen Massenspeichertanks gelagert. Die beiden am häufigsten verwendeten Methoden zur Massenlagerung von LHG sind:

• Unter Hochdruck bei Umgebungstemperatur. LHG wird in Stahldrucktanks (bei 1.6 bis 1.8 mPa) oder in unterirdischen undurchlässigen Gesteins- oder Salzformationen gespeichert.

• Unter Druck nahe dem atmosphärischen Druck bei niedriger Temperatur. LHG wird in dünnwandigen, wärmeisolierten Lagertanks aus Stahl gelagert; in ober- und unterirdischen Stahlbetontanks; und in unterirdischen kryogenen Lagertanks. Der Druck wird nahe dem Atmosphärendruck (0.005 bis 0.007 mPa) bei einer Temperatur von –160 °C für LNG gehalten, das in unterirdischen Tieftemperatur-Lagertanks gelagert wird.

Flüssiggas-Lagerbehälter sind entweder zylindrisch (Bullet) geformte horizontale Tanks (40 bis 200 m³) oder Kugeln (bis 8,000 m³). Gekühlte Lagerung ist typisch für Lagerungen über 2,400 m³. Sowohl horizontale Tanks, die in Werkstätten hergestellt und zum Lagerort transportiert werden, als auch Kugeln, die vor Ort gebaut werden, werden in Übereinstimmung mit strengen Spezifikationen, Vorschriften und Normen entworfen und gebaut.

Der Auslegungsdruck von Lagertanks sollte nicht geringer sein als der Dampfdruck des zu lagernden Flüssiggases bei maximaler Betriebstemperatur. Tanks für Propan-Butan-Gemische sollten für 100 % Propandruck ausgelegt sein. Zusätzliche Druckanforderungen, die sich aus der Wassersäule des Produkts bei maximaler Füllung und dem Partialdruck nicht kondensierbarer Gase im Dampfraum ergeben, sollten berücksichtigt werden. Idealerweise sollten Speicherbehälter für verflüssigtes Kohlenwasserstoffgas für Vollvakuum ausgelegt sein. Wenn nicht, müssen Vakuumentlastungsventile vorgesehen werden. Konstruktionsmerkmale sollten auch Druckentlastungsvorrichtungen, Flüssigkeitsstandsanzeiger, Druck- und Temperaturanzeiger, interne Absperrventile, Rückflussverhinderer und Rückschlagventile für übermäßigen Durchfluss umfassen. Notausfallsichere Abschaltventile und Hochpegelsignale können ebenfalls bereitgestellt werden.

Horizontale Tanks werden entweder oberirdisch installiert, auf Hügeln platziert oder unterirdisch vergraben, typischerweise in Windrichtung von bestehenden oder potenziellen Zündquellen. Wenn das Ende eines horizontalen Tanks durch Überdruck reißt, wird die Hülle in Richtung des anderen Endes geschleudert. Daher ist es ratsam, einen oberirdischen Tank so zu platzieren, dass seine Länge parallel zu einer wichtigen Struktur verläuft (und so, dass kein Ende auf eine wichtige Struktur oder Ausrüstung zeigt). Weitere Faktoren sind Tankabstand, Standort sowie Brandverhütung und -schutz. Codes und Vorschriften spezifizieren horizontale Mindestabstände zwischen unter Druck stehenden Flüssigkohlenwasserstoffgasspeicherbehältern und angrenzenden Grundstücken, Tanks und wichtigen Strukturen sowie potenziellen Zündquellen, einschließlich Prozessen, Fackeln, Heizgeräten, Stromübertragungsleitungen und Transformatoren, Be- und Entladeeinrichtungen, Verbrennung Motoren und Gasturbinen.

Entwässerung und Eindämmung von Verschüttungen sind wichtige Überlegungen bei der Gestaltung und Wartung von Lagerbereichen für Flüssigkohlenwasserstoffgastanks, um Verschüttungen an einen Ort zu leiten, an dem sie das Risiko für die Anlage und die umliegenden Bereiche minimieren. Eindämmen und Aufstauen kann verwendet werden, wenn Verschüttungen eine potenzielle Gefahr für andere Einrichtungen oder die Öffentlichkeit darstellen. Lagertanks sind normalerweise nicht eingedeicht, aber der Boden ist so abgestuft, dass sich Dämpfe und Flüssigkeiten nicht unter oder um die Lagertanks sammeln, um zu verhindern, dass brennende Verschüttungen auf die Lagertanks treffen.

Zylinder

LHGs zur Verwendung durch Verbraucher, entweder LNG oder LPG, werden in Zylindern bei Temperaturen über ihrem Siedepunkt bei normaler Temperatur und normalem Druck gelagert. Alle LNG- und LPG-Flaschen sind mit Schutzmanschetten, Sicherheitsventilen und Ventilkappen ausgestattet. Die im Einsatz befindlichen Grundtypen von Verbraucherspeichern sind:

• Dampfentnahme (1/2 bis 50 kg) Flaschen für Verbraucher, bei größeren in der Regel im Austausch beim Versorger nachfüllbar

• Flaschen zur Entnahme von Flüssigkeiten zur Abgabe in kleine nachfüllbare Flaschen im Besitz von Verbrauchern

• Kraftstoffflaschen für Kraftfahrzeuge, einschließlich Fahrzeugflaschen (40 kg), die als Kraftstofftanks fest in Kraftfahrzeugen eingebaut und in liegender Position gefüllt und verwendet werden, und Zylinder für Flurförderzeuge, die dazu bestimmt sind, in aufrechter Position gelagert, gefüllt und gehandhabt, aber in der horizontale Position.

Eigenschaften von Kohlenwasserstoffgasen

Entflammbare (brennbare) Gase sind laut NFPA solche, die bei normaler Sauerstoffkonzentration in der Luft brennen. Das Verbrennen brennbarer Gase ähnelt brennbaren Kohlenwasserstoffdämpfen, da eine bestimmte Zündtemperatur erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktion einzuleiten, und jedes Gas nur innerhalb eines bestimmten definierten Bereichs von Gas-Luft-Gemischen brennt. Brennbare Flüssigkeiten haben einen Flammpunkt, das ist die Temperatur (immer unter dem Siedepunkt), bei der sie ausreichend Dämpfe für die Verbrennung abgeben. Für brennbare Gase gibt es keinen offensichtlichen Flammpunkt, da sie normalerweise Temperaturen über ihrem Siedepunkt haben, selbst wenn sie verflüssigt sind, und daher immer Temperaturen haben, die weit über ihren Flammpunkten liegen.

Die NFPA (1976) definiert komprimierte und verflüssigte Gase wie folgt:

• „Komprimierte Gase sind solche, die bei allen normalen atmosphärischen Temperaturen in ihren Behältern unter Druck ausschließlich im gasförmigen Zustand vorliegen.“

• „Verflüssigte Gase sind solche, die bei normalen atmosphärischen Temperaturen in ihren Behältern teils im flüssigen und teils im gasförmigen Zustand vorliegen und solange unter Druck stehen, wie Flüssigkeit im Behälter verbleibt.“

Der Hauptfaktor, der den Druck im Behälter bestimmt, ist die Temperatur der gelagerten Flüssigkeit. Wenn es der Atmosphäre ausgesetzt wird, verdampft das verflüssigte Gas sehr schnell und bewegt sich entlang des Bodens oder der Wasseroberfläche, sofern es nicht durch Wind oder mechanische Luftbewegung in die Luft verteilt wird. Bei normalen atmosphärischen Temperaturen verdampft etwa ein Drittel der Flüssigkeit im Behälter.

Brennbare Gase werden weiter in Brenngas und Industriegas eingeteilt. Brenngase, einschließlich Erdgas (Methan) und Flüssiggas (Propan und Butan), werden mit Luft verbrannt, um in Öfen, Hochöfen, Warmwasserbereitern und Boilern Wärme zu erzeugen. Brennbare Industriegase wie Acetylen werden bei Verarbeitungs-, Schweiß-, Schneid- und Wärmebehandlungsvorgängen verwendet. Die Unterschiede in den Verbrennungseigenschaften von LNG und LPG sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1. Typische ungefähre Verbrennungseigenschaften von verflüssigten Kohlenwasserstoffgasen.

Sicherheitsrisiken von LPG und LNG

Die für alle Flüssiggase geltenden Sicherheitsgefahren sind mit Entflammbarkeit, chemischer Reaktivität, Temperatur und Druck verbunden. Die größte Gefahr bei LHG ist die ungeplante Freisetzung aus Behältern (Kanister oder Tanks) und der Kontakt mit einer Zündquelle. Die Freisetzung kann aus verschiedenen Gründen durch Versagen des Behälters oder der Ventile erfolgen, wie z. B. Überfüllen eines Behälters oder durch Überdruckentlüftung, wenn sich das Gas aufgrund von Erwärmung ausdehnt.

Die Flüssigphase von Flüssiggas hat einen hohen Ausdehnungskoeffizienten, wobei sich flüssiges Propan bei gleichem Temperaturanstieg 16-mal und flüssiges Butan 11-mal so stark ausdehnt wie Wasser. Diese Eigenschaft muss beim Befüllen von Behältern berücksichtigt werden, da Freiraum für die Dampfphase gelassen werden muss. Die richtige Füllmenge wird durch eine Reihe von Variablen bestimmt, darunter die Art des Flüssiggases, die Temperatur zum Zeitpunkt des Füllens und die erwarteten Umgebungstemperaturen, Größe, Art (isoliert oder nicht isoliert) und Standort des Behälters (oberirdisch oder unterirdisch). . Codes und Vorschriften legen zulässige Mengen fest, bekannt als „Fülldichten“, die für einzelne Gase oder Familien ähnlicher Gase spezifisch sind. Fülldichten können nach Gewicht ausgedrückt werden, was absolute Werte sind, oder nach Flüssigkeitsvolumen, das immer temperaturkorrigiert werden muss.

Die maximale Menge, die Flüssiggas-Druckbehälter mit Flüssigkeit gefüllt werden sollten, beträgt 85 % bei 40 ºC (weniger bei höheren Temperaturen). Da LNG bei niedrigen Temperaturen gelagert wird, können LNG-Container zu 90 % bis 95 % mit Flüssigkeit gefüllt sein. Alle Behälter sind mit Überdruck-Entlastungsvorrichtungen versehen, die normalerweise bei Drücken in Bezug auf Flüssigkeitstemperaturen über normalen atmosphärischen Temperaturen ablassen. Da diese Ventile den Innendruck nicht auf Atmosphärendruck reduzieren können, hat die Flüssigkeit immer eine Temperatur über ihrem normalen Siedepunkt. Reine komprimierte und verflüssigte Kohlenwasserstoffgase sind gegenüber Stahl und den meisten Kupferlegierungen nicht korrosiv. Korrosion kann jedoch ein ernsthaftes Problem darstellen, wenn Schwefelverbindungen und Verunreinigungen im Gas vorhanden sind.

LPGs sind 1 1/2 bis 2 Mal schwerer als Luft und neigen dazu, sich schnell entlang des Bodens oder der Wasseroberfläche zu verteilen und sich in tieferen Bereichen zu sammeln, wenn sie in die Luft freigesetzt werden. Sobald sich der Dampf jedoch mit Luft verdünnt und ein brennbares Gemisch bildet, hat er im Wesentlichen die gleiche Dichte wie Luft und breitet sich anders aus. Wind wird die Ausbreitungsdistanz für Lecks jeder Größe erheblich verringern. LNG-Dämpfe reagieren anders als LPG. Da Erdgas eine niedrige Dampfdichte (0.6) hat, vermischt und verteilt es sich schnell im Freien, wodurch die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass sich mit Luft ein brennbares Gemisch bildet. Erdgas sammelt sich in geschlossenen Räumen und bildet Dampfwolken, die entzündet werden könnten. Figur 4 zeigt, wie sich eine verflüssigte Erdgasdampfwolke in verschiedenen Austrittssituationen in Windrichtung ausbreitet.

Abbildung 4. Ausdehnung der LNG-Dampfwolke in Windrichtung von verschiedenen Leckagen (Windgeschwindigkeit 8.05 km/h).

Obwohl LHG farblos ist, werden seine Dämpfe bei Freisetzung in die Luft aufgrund der Kondensation und des Gefrierens von Wasserdampf, der in der Atmosphäre enthalten ist, die mit dem Dampf in Kontakt kommt, wahrnehmbar. Dies kann nicht vorkommen, wenn der Dampf nahe Umgebungstemperatur ist und sein Druck relativ niedrig ist. Es sind Instrumente erhältlich, die das Vorhandensein von austretendem LHG erkennen und bei Konzentrationen von nur 15 bis 20 % der unteren Entflammbarkeitsgrenze (LFL) einen Alarm auslösen können. Diese Geräte können auch den gesamten Betrieb stoppen und Unterdrückungssysteme aktivieren, wenn die Gaskonzentration 40 bis 50 % des LFL erreicht. Einige Industriebetriebe sehen eine Zwangsbelüftung vor, um die austretenden Kraftstoff-Luft-Konzentrationen unter der unteren Zündgrenze zu halten. Heizungs- und Ofenbrenner können auch Vorrichtungen haben, die den Gasstrom automatisch stoppen, wenn die Flamme erlischt.

LHG-Leckagen aus Tanks und Containern können durch die Verwendung von Begrenzungs- und Durchflusskontrollvorrichtungen minimiert werden. Wenn es dekomprimiert und freigesetzt wird, fließt LHG aus Behältern mit niedrigem Unterdruck und niedriger Temperatur. Die Selbstkühltemperatur des Produkts bei niedrigerem Druck muss bei der Auswahl von Konstruktionsmaterialien für Behälter und Ventile berücksichtigt werden, um eine Metallversprödung gefolgt von einem Bruch oder Versagen aufgrund der Einwirkung niedriger Temperaturen zu verhindern.

LHG kann Wasser sowohl in flüssiger als auch in gasförmiger Phase enthalten. Wasserdampf kann Gas in einer bestimmten Menge bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck sättigen. Ändert sich die Temperatur oder der Druck oder überschreitet der Wasserdampfgehalt die Verdunstungsgrenze, kondensiert das Wasser. Dies kann Eispfropfen in Ventilen und Reglern erzeugen und Kohlenwasserstoffhydratkristalle in Rohrleitungen, Geräten und anderen Apparaten bilden. Diese Hydrate können durch Erhitzen des Gases, Absenken des Gasdrucks oder Einbringen von Stoffen wie Methanol, die den Wasserdampfdruck verringern, zersetzt werden.

Es gibt Unterschiede in den Eigenschaften von komprimierten und verflüssigten Gasen, die unter Sicherheits-, Gesundheits- und Brandschutzaspekten berücksichtigt werden müssen. Beispielhaft sind die Unterschiede in den Eigenschaften von komprimiertem Erdgas und LNG in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2. Vergleich der Eigenschaften von komprimiertem und verflüssigtem Gas.

Gesundheitsgefahren von LHGs

Das Hauptanliegen von Arbeitsunfällen beim Umgang mit LHG ist die potenzielle Gefahr von Erfrierungen an Haut und Augen durch Kontakt mit Flüssigkeiten während der Handhabung und Lagerung, einschließlich Probenahme, Messung, Abfüllung, Annahme und Lieferung. Wie bei anderen Brenngasen setzen komprimierte und verflüssigte Kohlenwasserstoffgase bei unsachgemäßer Verbrennung unerwünschte Mengen an Kohlenmonoxid frei.

Unter atmosphärischem Druck und niedrigen Konzentrationen sind komprimierte und verflüssigte Kohlenwasserstoffgase normalerweise ungiftig, aber sie ersticken – sie verdrängen Sauerstoff (Luft), wenn sie in geschlossenen oder engen Räumen freigesetzt werden. Komprimierte und verflüssigte Kohlenwasserstoffgase können giftig sein, wenn sie Schwefelverbindungen, insbesondere Schwefelwasserstoff, enthalten. Da Flüssiggase farb- und geruchlos sind, gehören zu den Sicherheitsmaßnahmen die Zugabe von Geruchsstoffen wie Mercaptanen zu Verbraucherbrenngasen, um die Lecksuche zu unterstützen. Es sollten sichere Arbeitspraktiken eingeführt werden, um die Arbeiter vor der Exposition gegenüber Mercaptanen und anderen Zusatzstoffen während der Lagerung und Injektion zu schützen. Die Exposition gegenüber LPG-Dämpfen in Konzentrationen bei oder über dem LFL kann eine allgemeine Depression des zentralen Nervensystems ähnlich wie Anästhesiegase oder Rauschmittel verursachen.

Brandgefahren von LHGs

Der Ausfall von Flüssiggasbehältern (LNG und LPG) stellt eine größere Gefahr dar als der Ausfall von Druckgasbehältern, da sie größere Gasmengen freisetzen. Beim Erhitzen reagieren verflüssigte Gase anders als komprimierte Gase, da es sich um zweiphasige (flüssig-dampfförmige) Produkte handelt. Mit steigender Temperatur erhöht sich der Dampfdruck der Flüssigkeit, was zu einem erhöhten Druck im Inneren des Behälters führt. Die Dampfphase dehnt sich zuerst aus, gefolgt von der Ausdehnung der Flüssigkeit, die dann den Dampf komprimiert. Der Auslegungsdruck für LHG-Behälter wird daher nahe dem Gasdruck bei maximal möglicher Umgebungstemperatur angenommen.

Wenn ein Flüssiggasbehälter einem Feuer ausgesetzt wird, kann ein ernsthafter Zustand eintreten, wenn das Metall im Dampfraum sich erhitzen kann. Im Gegensatz zur flüssigen Phase nimmt die Dampfphase wenig Wärme auf. Dadurch kann sich das Metall schnell erhitzen, bis ein kritischer Punkt erreicht ist, an dem ein sofortiges, katastrophales Explosionsversagen des Behälters auftritt. Dieses Phänomen ist als BLEVE bekannt. Die Größe eines BLEVE hängt von der Menge der Flüssigkeit ab, die beim Versagen des Behälters verdampft, der Größe der Teile des explodierten Behälters, der Entfernung, die sie zurücklegen, und den Bereichen, auf die sie treffen. Nicht isolierte LPG-Behälter können vor einem BLEVE geschützt werden, indem Kühlwasser auf die Bereiche des Behälters aufgebracht wird, die sich in der Dampfphase befinden (nicht in Kontakt mit LPG).

Andere häufigere Brandgefahren im Zusammenhang mit komprimierten und verflüssigten Kohlenwasserstoffgasen sind elektrostatische Entladungen, Verbrennungsexplosionen, große Explosionen im Freien und kleine Lecks an Pumpendichtungen, Behältern, Ventilen, Rohren, Schläuchen und Verbindungen.

• Beim Transport von LHG in Pipelines, beim Be- und Entladen, beim Mischen und Filtern sowie während der Tankreinigung können elektrostatische Aufladungen entstehen.

• Verbrennungsexplosionen entstehen, wenn austretendes Gas oder Dampf in einem geschlossenen Raum oder Gebäude enthalten ist und sich mit Luft verbindet, um ein brennbares Gemisch zu bilden. Wenn dieses brennbare Gemisch mit einer Zündquelle in Kontakt kommt, brennt es sofort und schnell und erzeugt extreme Hitze. Die sehr heiße Luft dehnt sich schnell aus und verursacht einen erheblichen Druckanstieg. Wenn der Raum oder die Struktur nicht stark genug ist, um diesen Druck aufzunehmen, kommt es zu einer Verbrennungsexplosion.

• Brennbare Gasbrände entstehen, wenn die austretenden Gase oder Dämpfe nicht eingedämmt werden oder eine Entzündung erfolgt, wenn nur eine geringe Menge Gas freigesetzt wurde.

• Große Explosionen unter freiem Himmel treten auf, wenn ein massives Versagen eines Behälters eine große Dampfwolke aus Gas freisetzt, die entzündet wird, bevor sie sich auflöst.

Die Kontrolle von Zündquellen in explosionsgefährdeten Bereichen ist für den sicheren Umgang mit komprimierten und verflüssigten Kohlenwasserstoffgasen unerlässlich. Dies kann durch die Einrichtung eines Genehmigungssystems zur Genehmigung und Kontrolle von Heißarbeiten, Rauchen, dem Betrieb von Kraftfahrzeugen oder anderen Verbrennungsmotoren und der Verwendung offener Flammen in Bereichen, in denen komprimiertes und verflüssigtes Kohlenwasserstoffgas transportiert, gelagert und gehandhabt wird, eingerichtet und kontrolliert werden. Andere Sicherheitsvorkehrungen beinhalten die Verwendung von ordnungsgemäß klassifizierten elektrischen Geräten und Verbindungs- und Erdungssystemen, um statische Elektrizität zu neutralisieren und abzuleiten.

Das beste Mittel zur Verringerung der Brandgefahr durch austretendes komprimiertes oder verflüssigtes Kohlenwasserstoffgas besteht darin, die Freisetzung zu stoppen oder den Produktfluss nach Möglichkeit zu unterbrechen. Obwohl die meisten LHGs bei Kontakt mit Luft verdampfen, sammeln sich LPGs mit niedrigerem Dampfdruck, wie Butan, und sogar einige LPGs mit höherem Dampfdruck, wie Propan, an, wenn die Umgebungstemperaturen niedrig sind. Wasser sollte nicht auf diese Becken aufgetragen werden, da es Turbulenzen erzeugt und die Verdampfungsrate erhöht. Die Verdunstung von ausgelaufenem Wasser kann durch vorsichtiges Auftragen von Schaum kontrolliert werden. Wasser kann, wenn es richtig gegen ein undichtes Ventil oder einen kleinen Riss aufgetragen wird, bei Kontakt mit dem kalten LHG gefrieren und das Leck verstopfen. LHG-Brände erfordern die Kontrolle der Wärmeeinwirkung auf Lagertanks und Behälter durch die Anwendung von Kühlwasser. Während Brände von komprimiertem und verflüssigtem Kohlenwasserstoffgas durch die Verwendung von Wassersprüh- und Trockenpulverlöschern gelöscht werden können, ist es oft klüger, ein kontrolliertes Abbrennen zuzulassen, damit sich keine brennbaren explosiven Dampfwolken bilden und erneut entzünden, falls das Gas weiter entweicht nachdem das Feuer gelöscht ist.

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