O+P Fluidtechnik 10/2016

SIMULATION
SICHERHEIT BEIM
SPRITZGIESSEN
SPECIAL / K
Dr. Jörg Sager
Wenn beim Spritzgießen heiße Druckluft
außerplanmäßig austritt, besteht das Risiko
eines Schadens an der Maschine oder sogar
ihrem Bediener. TÜV SÜD Industrie Service
simulierte für einen Anlagenbetreiber die dabei
auftretenden Lasten, um eine Schutzvorrichtung
und deren Verankerungselemente zu
dimensionieren.
Druckluft ist branchenübergreifend für Produktionsprozesse
attraktiv: Der Energieträger ist breit einsetzbar und
vereint Geschwindigkeit, Kraft, Präzision und einfaches
Handling – auch bei der Herstellung von Kunststoffteilen.
Unter Druck stehende Fluide besitzen einen hohen Energiegehalt.
Sicherheitsrisiken entstehen, wenn während der Produktionsprozesse
zusätzlich hohe Temperaturen herrschen. Konstrukteure
und Anlagenplaner stehen vor der Herausforderung, mögliche
Risiken für Mensch und Umwelt richtig einzuschätzen und bei der
Planung zu berücksichtigen – und dies nicht nur für den regulären
Betrieb. Denn die Anlage kann vom geregelten Soll-Zustand abweichen
und in einen kritischen Betriebszustand übergehen. Tritt ein
solcher Fall ein, müssen Sicherheitsvorkehrungen greifen, damit
komprimierte, heiße Fluide nicht zur Gefahr werden.
Autor: Dr. Jörg Sager, Abteilung Strukturzuverlässigkeit / Energiesysteme, TÜV
SÜD Industrie Service GmbH, Dresden
Fluiddynamische Berechnungen und Simulationen sind die
Grundlage für die Ermittlung des tatsächlichen Verhaltens und des
Gefahrenpotenzials der Fluide während eines Störfallszenarios.
Maßgebend dabei sind die physikalischen Eigenschaften der Fluide
und die Betriebsparameter Druck, Temperatur und Volumen, die
während der Produktionsprozesse herrschen. Anhand der Gasgesetze,
der chemischen Gesetzmäßigkeiten und der Erhaltungssätze
für Masse und Energie können die kritischen Zustände der
Systeme numerisch simuliert und analysiert werden. Die Ergebnisse
der Berechnungen bilden die Grundlage, um Schutzmaßnahmen
festzulegen, die sicherstellen, dass auch im Störfall keine
Gefahr von der Anlage und den Fluiden ausgeht.
SICHERHEITSKONZEPT FÜR DIE ANLAGE
Die Notwendigkeit für fluiddynamische Analysen wird deutlich am
Beispiel einer Fertigungsanlage, die Komponenten für die Auto­
POINTIERT
SICHERHEITSRISIKO: AUSTRITT
VON HEISSER DRUCKLUFT
ERMITTLUNG DES GEFAHRENPOTENZIALS
MITTEL FLUIDDYNAMISCHER SIMULATION
KONSTRUKTION EINER SCHÜRZE AUF
GRUNDLAGE DIESER BERECHNUNGEN
MEHR SICHERHEIT FÜR ANLAGE
UND BEDIENER IST DIE FOLGE
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