RM Rudolf Müller
Anlagenteile mit defekter und fehlender Dämmung

Abb. 1: Defekte und fehlende Dämmung (Bild: TA HDB)

Planung
07. Oktober 2020 | Artikel teilen Artikel teilen

Wartung, Instandhaltung und Instandsetzung von Wärme- und Kältedämmsystemen an betriebstechnischen Anlagen

Bei richtiger Auslegung, Montage, Handhabung und Instandhaltung bieten Dämmsysteme für betriebstechnische Anlagen einen langlebigen, zuverlässigen und wirtschaftlichen Wärme- oder Kälteschutz. Im Vergleich zu anderen technischen Systemen sind Dämmsysteme wartungsarm. Die Annahme, Dämmsysteme seien wartungsfrei, ist jedoch falsch.

Von Gerd Gollenstede in Kooperation mit dem Technischen Ausschuss des WKSB im HDB.
Wenn die notwendige Instandhaltung unterbleibt, bestehen für den Anlagenbetreiber erhebliche Risiken, die zu erhöhten Kosten für Instandsetzungsarbeiten oder Personenschäden führen können. Neben Abnutzungs-, Alterungserscheinungen und mechanischen Beschädigungen sind auch Änderungen der Betriebsparameter sowie der Sicherheitsanforderungen zu beachten. Dämmsysteme sind statisch, d.h., sie reagieren nicht auf veränderte Rahmenbedingungen wie z. B. Prozessparameter und Energiepreise.

Unnötige Energieverluste reduzieren die Wirtschaftlichkeit einer Anlage, gefährden aber nicht deren Betriebssicherheit. Für Korrosionsschäden unterhalb der Dämmung (CUI – Corrosion Under Insulation) gilt dies nicht. Diese Schäden können zu Personen- und Umweltschäden sowie zu aufwendigen Reparaturen mit langen Stillstandzeiten führen und einen Produktionsstandort schlagartig gefährden.

Der Technische Brief Nr. 17  (TB 17)  wurde aktualisiert und vom technischen Ausschuss des HDBs ergänzt. Die Erstausgabe erschien 2018. Er unterstützt den Anlagenbetreiber bei folgenden Zielen:

  • Andauernde hohe Verfügbarkeit der Anlage im Zusammenhang mit ihren Dämmsystemen
  • Sicherstellung optimaler Dämmleistung bezüglich Normen und Rahmenbedingungen
  • Fortdauernde Funktionstüchtigkeit des Dämmsystems trotz Alterung
  • Betriebssicherheit der Anlage
  • Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen
  • Frühzeitiges Erkennen und Beheben von Schäden aufgrund äußerer Einflüsse und Alterung
  • Typische Gefahren bei unzureichender Wartung von Dämmsystemen

Wirtschaftlichkeit

Erfahrungen aus der Praxis belegen, dass in industriellen Anlagen bis zu 10 % und mehr der Anlagenteile ungedämmt sind oder eine beschädigte Isolierung aufweisen (s. Abb. 1).
Häufig wird argumentiert, dass die 10 % fehlende Dämmung bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung kaum eine Rolle spielt. Tatsächlich ist es nicht so. Ein Beispiel veranschaulicht das: Eine DN 100er-Rohrleitung (Betriebstemperatur von 100 °C, 80 mm Mineralwolledämmung) hat einen Wärmeverlust von 30 W/m. Die ungedämmte Rohrleitung indes einen Wärmeverlust von 180 W/m. 10 % fehlende Dämmung führen zu einem Gesamtverlust von 45 W/m.

Auf diese 10 % kommt es an! Denn die fehlenden 10 % führen, so wie es in diesem Beispiel veranschaulicht wurde, tatsächlich zu einem Anstieg des Gesamtwärmestromes um 50 Prozent!

Besonders für Anlagenbetreiber, Planer und Facility-Manager dürfte das wichtig sein. Darüber hinaus sind die meisten Dämmsysteme nicht in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit ausgelegt. Niedrige Investitionskosten, die Einhaltung der maximal erlaubten Oberflächentemperatur und Sicherstellung des Prozesses sind häufig maßgebend.

Arbeitssicherheit

Heiße Oberflächen können, je nach Temperatur, Material, Struktur und Kontaktdauer, zu Hautverbrennungen führen. Aus Gründen der Arbeitssicherheit sind Personen vor Verletzungen (Verbrennungen) an heißen Anlagenteilen zu schützen. Heiße Oberflächen im Verkehrsbereich sind deshalb bis 2,5 m Höhe zu dämmen oder es sind Sicherheitsmaßnahmen (Berührungsschutz) gegen unabsichtliches Berühren zu treffen, siehe auch DIN EN ISO 13732-1.

Korrosion unter der Dämmung (CUI)

Korrosion unter Isolierung (CUI) ist ein kritischer Aspekt für betriebstechnische Anlagen. Feuchte Isolierung führt nicht nur zu einer verminderten Dämmwirkung, sondern kann auch zu einer optisch nicht kontrollierbaren Korrosion führen. Gemäß einer Exxon Studie (A Strategy for Preventing Corrosion by Brian J. Fitzgerald) resultieren 40–60 Prozent der Wartungskosten an Rohrleitungen auf CUI.

Dämmsysteme stellen keinen Korrosionsschutz für Anlagenteile dar. Sie schaffen für gedämmte metallene Oberflächen andere Korrosionsbedingungen, als sie an frei bewitterten Flächen bestehen. Feuchtigkeit kann sich z. B. im Dämmstoff länger halten und korrosionsfördernde Substanzen, wie z. B. Chlorid- und Nitrationen, können sich ansammeln.

Bei Wärmedämmungen ist als mögliche Schadensursache der Eintritt von Oberflächenwasser zu berücksichtigen. Zusätzlich ist bei Freianlagen die Durchfeuchtung des Dämmsystems durch nächtliche Tauwasserbildung an der Innenseite der Ummantelung zu berücksichtigen.

Die Durchfeuchtung des Dämmsystems führt in Kombination mit einem nicht anforderungsgerechten Korrosionsschutzsystem zur Korrosion des Anlagenteils. Üblicherweise wird CUI erst nach Demontage der Ummantelung und der Dämmung festgestellt.

Beschädigte Ummantelungen sind ein sicherer Hinweis darauf, dass auch die Dämmung beeinträchtigt ist (oder sehr bald sein wird). Der Umkehrschluss – Ummantelung gut, Dämmung gut – gilt nicht. Leider! (siehe Bild 2)

Korrosion unter Dämmung

Abb. 2: Korrosion unter Dämmung (corrosion under insulation (CUI)) (Bild: ZDB HDB)

Risikobasierte Begutachtung von Dämmsystemen

Die Wartung und Instandsetzung von Dämmsystemen macht also Sinn. Die aus der Sicht des Isolierers wünschenswerte turnusmäßige De- und Remontage der Dämmung ist jedoch – nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen – keine Option.

Je nach Standort, Betriebsbedingung, Komponente, Lage am Objekt usw. treten typische Mängel an Dämmsystemen auf. Zusätzlich können mechanische Schäden auftreten. Die risikobasierte Begutachtung zeigt typische Risiken auf, reduziert Stillstandszeiten und senkt Kosten.

Mit der Begutachtung der Dämmung wird die Grundlage für die Instandhaltung gelegt. Sie soll aufzeigen, wo Beschädigungen vorhanden sind, welche die Anlage, den Prozess, die Mitarbeiter oder die Umgebung gefährden. Ferner soll sie Energieeinsparpotentiale aufzeigen. Entdeckte Mängel können aber auch zu Verbesserungen von Spezifikationen genutzt werden, um zukünftige Ausführungen zu verbessern.

Fehlende Dämmung an Anlagenteilen

Abb. 3: Fehlende Dämmung (Bild: TA HDB)

Anforderungen an den Inspektor

Die Begutachtung eines Dämmsystems an einer betriebstechnischen Anlage muss durch eine erfahrene Fachkraft für Dämmarbeiten an betriebstechnischen Anlagen durchgeführt werden. Das schreibt sich leichter als es ist. Der Inspektor muss neben den typischen Dämmaufbauten und Schwachstellen auch die Prozessparameter der Anlage kennen. Der Kreis der erfahrenen Fachkräfte ist klein, sehr klein.

Berufserfahrene Fachkräfte sind z. B. Isoliermeister, Werkpoliere WKSB, Fachingenieure oder TIPCHECK engineer. Gegebenenfalls wird der Inspektor vor Ort durch Fachmonteure unterstützt.

Inspektionsintervalle

Der Technische Brief Nr. 17 beschreibt die regelmäßige Inaugenscheinnahme und die turnusmäßige Inspektion.

Die Inaugenscheinnahme ist eine Sichtprüfung ohne messtechnische Unterstützung während des Betriebs der Anlage, Stillstandszeiten sind ausgenommen. Festzustellen sind beispielsweise fehlende und beschädigte Dämmsysteme, austretende Flüssigkeiten, Vereisungen oder erhöhte Oberflächentemperaturen.

Die turnusmäßige Inspektion wird in einem von dem Anlagenbetreiber vorgegebenen Intervall durchgeführt. Art und Umfang sind in einem Inspektionsprotokoll im Vorfeld festzulegen.

Dehnungsschaden infolge von Sperrungen

Abb. 4: Dehnungsschaden infolge von Sperrungen (Bild: TA HDB)

Mängelschwerpunkte

Jede Anlage hat ihre eigenen Mängelschwerpunkte. In dem Anhang des TB 17 werden Beispiele für typische Mängel aufgezeigt:

  • fehlende oder beschädigte Dämmung/ Ummantelung (Bild A1-01)
  • fehlende oder beschädigte Dampfbremse
  • fehlende oder beschädigte Abdichtungen, offene Messstellen
  • abgesackte Dämmung infolge beschädigter Tragkonstruktion, verbeulte oder korrodierte Ummantelung
  • durch Personenbegehung beschädigte Ummantelung, offene Stöße: Wasser kann eintreten (Bild A1-03)
  • nicht verschlossene Nähte und Durchdringungen
  • Komponenten des Dämmsystems, die zu Wartungs- oder Kontrollzwecken abgebaut, aber nicht wieder angebaut wurden
  • klemmende Schiebenähte
  • Bildung von Eis, Tauwasser, Schimmel oder Moos auf der Ummantelung (Bild A1-05)
  • Dehnungsschaden infolge von Sperrungen (Bild A1-06)
  • fehlende Verbindungsmittel im Bereich von Ummantelungen
  • fehlender Luftspalt bei Freianlagen (Bild A1-08)
Fehlender Luftspalt bei Freianlagen

Abb. 5: Fehlender Luftspalt (Bild: TA HDB)

Fazit

Plötzliche Anlagenausfälle können auch mit den Hilfsmitteln des Technischen Briefes Nr. 17 nicht gänzlich, will sagen: zu 100 % ausgeschlossen werden. Das Risiko wird jedoch mit wenig Aufwand reduziert. Die Reduzierung der Energieverluste und ein sicheres Umfeld gibt es als Bonus dazu.


Info: Auf der Webseite des Hauptverbandes der Deutschen Bauindustrie e.V. steht der Technische Brief Nr. 17 „Wartung, Instandhaltung und Instandsetzung von Wärme und Kältedämmsystemen an betriebstechnischen Anlagen“als pdf-Datei zum Download zur Verfügung.

Der Beitrag ist auch in Ausgabe 3.2020 der Fachzeitschrift TI – Technische Isolierung (August 2020) erschienen.

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