Festos Ventiltechnik für SIL-Anwendungen bei Bayer

Bayer investierte in seiner Division Crop Science am Standort Dormagen rund 110 Millionen Euro in den Bau der Vielzweck-Anlage (VZ-Anlage), in der die Entwicklung neuer Wirkstoffe für den Pflanzenschutz und entsprechende Herstellungsverfahren unter einem Dach zusammengefasst sind. Die Anlage ist so gestaltet, dass die vorhandenen Teilanlagen und Apparaturen wie Trockner, Zentrifugen, Destillationsapparate, Rührkessel und andere Reaktoren – in verschiedenen Konfigurationen miteinander verbunden und betrieben werden können. Das Prozessleitsystem sorgt durch eine Aufteilung in 67 Automatisierungssysteme für die flexible Anpassung der Prozesssteuerung. Wegen des betriebsmäßigen Einsatzes brennbarer Flüssigkeiten, des häufigen Wechsels der Prozesse und der für die Verfahrensentwicklung erforderlichen zahlreichen Schnitt- und Eingriffsstellen sind Teile der Anlage im Sinne des Explosionsschutzes in Zone 1 und 2 eingestuft.

Über 1.500 Magnetventile der Baureihe VOFC wurden in der VZ-Anlage sowohl in sicherheitsgerichteten als auch in nicht-sicherheitsgerichteten Kreisen verbaut. Ein Großteil von ihnen steuert Kugelhahneinheiten an Tanklagern, Reaktoren oder in den Medienversorgungen an. Egal, ob Anwendungen in Gebäuden oder im Freien, egal, ob große oder kleine Antriebe – ein universelles Magnetventil sollte nach Wünschen von Bayer alle Anwendungsfälle abdecken. Nicht zuletzt war die Kompatibilität zu den Anforderungen der Ansteuerung in eigensicheren Stromkreisen (Ex i) in Zone 1 gefordert. Festo liefert Magnetventile der Baureihen VOFC und VOFD mit TÜV-Gutachten bis SIL 3. Diese Ventile garantieren gemäß SIL-Klassifizierung des TÜV Rheinland eine Ausfallwahrscheinlichkeitsrate, die zu maximal einer Fehlschaltung bei 2.410 Schaltungen führt. Unter der Annahme, dass solche Sicherheitsloops einmal pro Jahr in eine Fail-Safe-Anforderung gehen, entspricht das gerade einmal einer Fehlschaltung in 2.410 Jahren. Daher sind diese Magnetventile, die in den Zündschutzarten Ex em und Ex ia erhältlich sind, besonders für den Einsatz in Sicherheitsloops geeignet. Für den Einsatz in rauen Umgebungen sind die Gehäuse der Magnetventile mit Ematal beschichtet. Dadurch wird ein höherer Korrosionsschutz erreicht. Zum Schutz vor Regenwasser und Außenluft weisen die Ventile keine Atmungsbohrungen auf. Die Entlüftungen haben spezielle Rückschlag-Vorrichtungen, was den Sicherheitsstandard der Ventile weiter erhöht.

Auch bei den Leitungen zur Druckversorgung der Magnetventile setzt man bei Bayer seit Jahren auf Kunststoffschläuche aus Polyurethan in Kombination mit Steckverschraubungen der Serie NPQH. Diese haben sich durch ihre flexible Verlegung und die einfache und zeitsparende Montage bewährt. Die Schlauchklemm-Mechanik der Verschraubung garantiert mit dem integrierten Dichtring einerseits eine hohe Dichtheit, ermöglicht im Bedarfsfall aber auch ein schnelles Lösen der Verbindung. Zudem sind die Ventile gegen UV-Bestrahlung beständig. Auch die Schläuche müssen gegenüber den chemischen Stoffen gewisse Widerstände aushalten. Die Kunststoffleitungen gibt es in unterschiedlichen Farben, so dass Leitungen für Druckluft und Stickstoff leicht zu unterscheiden sind und nicht zusätzlich gekennzeichnet werden müssen. Großgebinde für längere Leitungen reduzieren die Verbindungsverschraubungen und damit mögliche Leckagen.

Bei den etwa 1.500 installierten eigensicheren Magnetventilen mit TÜV-Gutachten bis SIL 3 in der Anlage ist es während der Betriebszeit von mehr als 15 Jahren zu keinem unsicheren Versagen an den Magnetventilen gekommen. Daher hat Bayer 14 Magnetventile aus der VZ-Anlage nach fast 15 Jahren Dauerbetrieb ausgebaut und bei Festo einer ausführlichen Prüfung im Klimaschrank unterzogen. Diese Prüfungen verliefen erfolgreich. Damit konnte Festo die vor 20 Jahren mit dem TÜV-Rheinland durchgeführten Laborprüfungen mit 20 Prüflingen bestätigen. fl