Waterstoflek detectie in het kort

Waterstoflek detectie

Waterstof is zeer snel ontvlambaar en lekkage levert een ernstig brandgevaar op. Het is daarom van groot belang om waterstoflekken vroegtijdig te ontdekken of zelfs te voorkomen. Omdat je waterstof niet kunt zien, ruiken of proeven is dit geen eenvoudige opgave zonder gespecialiseerde apparatuur.

Waterstof is één van de lichtste elementen op aarde, en stijgt daarom in een gesloten ruimte snel naar het plafond en vult uiteindelijk de hele ruimte. Wanneer waterstof in de lucht zit is zelfs een vonk van statische elektriciteit voldoende om een explosie te veroorzaken. Het is dus belangrijk om het lekken van waterstof direct te ontdekken of, nog beter, te voorkomen.

Het lekken van waterstof veroorzaakt geluid en vibratie, je kunt waterstoflekkage dan ook op verschillende manier detecteren. We hebben drie methodes vergeleken om uit te leggen hoe je het lekken van waterstof het snelst en veiligst kunt detecteren.

Gassensoren

Waterstof kun je detecteren met gassensoren, ook wel bekend als ‘sniffers’, maar deze techniek is niet faalveilig. Gassensoren functioneren niet goed in zuurstofarme omgevingen en kunnen zelfs falen. Een sensorstoring wordt pas gedetecteerd als er testgas wordt toegepast.

Gassensoren zijn ook niet specifiek. Hoewel gassensoren vaak wel de aanwezigheid van gas detecteren voor er een incident plaatsvindt, geeft het pas een alarm als er veelvuldig gas in de ruimte is. Hierdoor lopen onderhoudsmedewerkers veel risico.

Gassensoren worden daarnaast bijna altijd gecombineerd met andere meetmethodes, zoals lekdetectie, gedragen gasdetectie en vaste gasdetectie. Het nadeel hiervan is dat er verschillende databronnen zijn en dat er dus ook verschillende oplossingen gekocht en onderhouden moeten worden. Voor vaste detectie moeten er meerdere detectoren geplaatst worden, minimaal 1 per 40m3 of per 10 meter muur.

Vibratiesensoren

Waterstoflekken en machines die niet goed functioneren veroorzaken trillingen die gemeten kunnen worden met vibratiesensoren. Hoewel deze sensoren goed werken in zuurstofarme omgevingen en geen last hebben van sensorvergiftiging hebben ze wel een aantal andere nadelen.

Vibratiesensoren hebben een beperkt frequentiebereik waarin ze accurate meetdata genereren. Afhankelijk van het sensortype, maar met name ook de bevestigingsmethode, is het bruikbare frequentiegebied vaak begrenst tot 5 kHz. Een beginnend lek veroorzaakt trillingen die in het hogere frequentiegebied liggen (>20 kHz). Een vibratiesensor detecteert daarom een lek pas in een later stadium als het lek al groter geworden is en er veel waterstof verloren is gegaan.

Vibratiesensoren zijn bekabeld en je hebt in een ruimte meerdere vibratiesensoren nodig. Vibratiesensoren zijn specifiek voor een verdieping of ruimte en voor verschillende meetrichtingen heb je een netwerk van meerdere sensoren nodig. Dit betekent dat je veel bekabeling moet installeren om deze oplossing te gebruiken.

Net als bij gassensoren weet je bij het gebruik van vibratiesensoren dat er waterstof lekt, maar je weet niet waar de lekkage zich bevindt. Je zult dus altijd verder onderzoek moeten doen en veiligheidsrisico’s nemen om de oorzaak te vinden en het probleem op te lossen.

Warmtebeeldcamera (OGI)

Een warmtebeeldcamera is in staat om gaslekken op te sporen en te visualiseren waar deze zich bevinden. Het werkingsprincipe baseert zich niet zo zeer op temperatuurverschillen, maar op verschillen in absorptie van infraroodlicht door verschillende gassen. Daarom wordt deze camera ook wel een OGI (optical gas imager) genoemd, om verwarring te voorkomen. De methode maakt het mogelijk om vanaf tientallen meters afstand gaslekken op te sporen.

Het grootste nadeel van deze methode is dat het niet in staat is om edelgassen te detecteren. Om waterstoflekken op te sporen, is het daarom noodzakelijk om een kleine hoeveelheid (<5%) wel-detecteerbaar gas toe te voegen aan het systeem. Deze toegevoegde gassen, bijvoorbeeld SF6 of CO2, dragen echter bij aan de opwarming van de aarde én zorgen voor een extra kostenpost in de industrie.

Akoestische camera

Een akoestische camera, zoals de Sorama CAM iV64Exheeft een reeks van 64 microfoons, die met elkaar samenwerken. Deze microfoons gebruiken een breed frequentiebereik om de geluidsbronnen en geluidsdrukniveaus te lokaliseren en kwantificeren. Een akoestische camera meet contactloos op afstanden van 10 meter en soms zelfs tientallen meters.

Akoestische camera’s kunnen hoorbaar, maar ook ultrasoon geluid meten. Dit is geluid met een frequentie van 20 kHz en hoger. Geluid op deze frequentie is niet hoorbaar voor mensen. Doordat de akoestische camera dit hoogfrequent geluid wel meet, kun je vroegtijdig beginnende problemen detecteren. Detectie van waterstoflekkage is dan al mogelijk voordat er vibraties of gasconcentraties te meten zijn.

Voor surveillance door de operator gebruik je een handheld akoestische camera, zoals de Sorama CAM iV64Ex. Wanneer het niet haalbaar of wenselijk is om personeel rondes te laten lopen, kun je kiezen voor een vaste opstelling met de Sorama L642Ex of een autonome robot.Een robot, in combinatie met de sensoren van Sorama, zorgt dat je veel meer in controle bent en personeel niet onnodig risico loopt. Dit biedt voordelen op zowel het gebied van veiligheid als op het gebied van emissies als op het gebied van uptime; een win-win-win situatie dus.

Autonome robots met visuele- en akoestische camera’s zijn de ogen en oren in de fabriek, maar ook de neus aangezien ze ook uitgerust kunnen worden met geursensoren (sniffers). Vaste surveillance rondes zorgen voor consequente metingen en een robot is vaak uitgerust met meerdere sensoren. Zo kan er bijvoorbeeld zowel thermisch als akoestisch gekeken worden of er een lekkage is.

Toekomst van waterstoflekkage detectie

Het gebruik van Ex akoestische camera’s (ATEX, IECEx, et) in combinatie met autonome robots zal aanzienlijke veranderingen teweegbrengen in de manier waarop inspecties in gevaarlijke zones worden uitgevoerd. Ongewenste emissies worden verminderd, terwijl de kosten worden verlaagd en bovenal de veiligheid voor onderhouds- en bedieningspersoneel wordt verbeterd.

In tegenstelling tot handmatige inspecties of stationaire sensoren biedt de gerobotiseerde akoestische camera volledige dekking van de faciliteit op een schaalbare, veilige en kostenefficiënte manier. Robots kunnen onvermoeibaar gaslekken opsporen, waardoor personeel van deze complexe en potentieel gevaarlijke taak wordt verlost en er op die manier meer tijd besteed kan worden aan het daadwerkelijk oplossen van de lekkages. Deze vooruitgang betekent een belangrijke stap in de richting van veiligere, efficiëntere en duurzamere industriële activiteiten.

Zoek