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Lösung von Cubic zur Methan-Gasdetektion für die Schifffahrtsindustrie

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Lösung zur Erkennung von Methanlecks – vom intelligenten Gassensor bis zum OEM/ODM-Gasdetektor

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Im Zuge des fortschreitenden Wandels der globalen Schifffahrtsindustrie hin zur Dekarbonisierung durchlaufen Schiffsbrennstoffsysteme erhebliche strukturelle Veränderungen. Flüssigerdgas (LNG) als einer der am weitesten verbreiteten alternativen Kraftstoffe wird zunehmend in gängige Schiffsanwendungen integriert, wodurch Sicherheitsfragen im Zusammenhang mit Methan (CH₄)-Leckagen branchenweit immer mehr Aufmerksamkeit erhalten.

Methanleckagen stellen Sicherheitsrisiken in der Schifffahrtsindustrie dar

Das grundlegende Risiko in Gassystemen an Bord von Schiffen liegt in der Ansammlung brennbarer Gase in geschlossenen Räumen. Kritische Bereiche, darunter Maschinenräume, Kraftstofflagertanks und Rohrleitungsräume, zeichnen sich in der Regel durch eine starke Umschließung, die Abhängigkeit von mechanischer Belüftung und komplexe bauliche Gegebenheiten aus. Unter solchen Bedingungen können sich selbst geringfügige Gaslecks rasch in bestimmten Bereichen ansammeln und potenziell gefährliche Atmosphären erzeugen, die schwer zu erkennen sind. Wird ein Leck nicht rechtzeitig erkannt, können die Methankonzentrationen schnell die Sicherheitsgrenzwerte überschreiten und ein explosives Gemisch bilden.

Im praktischen Schiffsbetrieb stammen Methanlecks aus verschiedenen Quellen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Eine Hauptquelle sind kontinuierliche Mikroleckagen in Kraftstoffsystemen, wie beispielsweise alternde Ventildichtungen, leichte Undichtigkeiten in Rohrleitungen oder ermüdungsbedingte Risse in Schweißnähten. Diese Leckagen weisen in der Regel eine geringe Durchflussrate auf, sind jedoch langfristig beständig, was ihre Erkennung erschwert und gleichzeitig den allmählichen Aufbau gefährlicher Konzentrationen in geschlossenen Räumen ermöglicht. Eine weitere wichtige Quelle sind vorübergehende Leckagen unter dynamischen Betriebsbedingungen, darunter Kraftstoffumschaltungen, Start-Stopp-Zyklen des Motors oder Druckregelungsprozesse. Solche Ereignisse können zu kurzzeitigen Freisetzungen von unverbranntem Kraftstoff oder zu druckbedingten Gasausströmungen führen, die durch plötzliches Auftreten, hohe Konzentration und schnelle Ausbreitung gekennzeichnet sind. Darüber hinaus weisen Schiffsstrukturen naturgemäß belüftungsfreie Zonen auf, wie beispielsweise hintere Ausrüstungsräume, Deckenkammern und Rohrzwischenräume. Aufgrund des begrenzten Luftaustauschs in diesen Bereichen kann sich Methan lokal ansammeln, was zu einer Schichtung führt und das Risiko einer unentdeckten Anreicherung weiter erhöht.

Gesetzliche Anforderungen an die Gasüberwachung

Aus regulatorischer Sicht spielt die Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO) seit langem eine zentrale Rolle bei der Festlegung globaler Standards für die Sicherheit im Seeverkehr. Das Internationale Übereinkommen zum Schutz des menschlichen Lebens auf See (SOLAS) schreibt Gasdetektions- und Alarmsysteme auf Schiffen, die Kraftstoffe mit niedrigem Flammpunkt verwenden, ausdrücklich vor. Dies dient im Wesentlichen dazu, die Ansammlung brennbarer Gase in geschlossenen Räumen zu verhindern und Explosionsrisiken durch frühzeitige Erkennung und rechtzeitige Warnung zu mindern.

Cubic-Lösung zur Erkennung von Methanleckagen für die Schifffahrtsindustrie

Um eine genaue und stabile Erkennung von Methanleckagen zu gewährleisten, hat Cubic als führender Hersteller von Gassensoren und Gasanalysatoren seine ausgereifte NDIR-Technologie genutzt und speziell die industrielle Standard-Miniatur-NDIR-Methansensor-Serie SJH der 4er-Reihe entwickelt, die in eine Vielzahl von Detektoren für brennbare Gase in der Schifffahrt integriert werden kann. Die SJH-Serie von Cubic ermöglicht eine genaue Messung von Methan im Bereich bis zu 100 Vol.-%. Dank des Doppelstrahl-Designs und des Matrix-Kalibrierungsverfahrens von Cubic reduziert die SJH-Serie effektiv die durch Umgebungsdrift verursachten Messfehler und verbessert die allgemeine Messgenauigkeit.

Darüber hinaus lässt sich die miniaturisierte Bauweise problemlos in verschiedene Arten von Detektoren für den maritimen Einsatz integrieren und flexibel einsetzen, selbst wenn der Innenraum des Geräts äußerst beengt ist. Die Cubic SJH-Serie unterstützt zudem sowohl Spannungs- als auch serielle Schnittstellenausgänge, was die integrierte Kommunikation mit dem Datenverarbeitungsmodul im Gasdetektor erleichtert, um Echtzeit-Datenrückmeldung und Alarmverknüpfungsfunktionen zu ermöglichen.

In der für Schiffe typischen Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit, hohem Salznebel und starken Vibrationen weist die Cubic SJH-Serie eine hervorragende industrielle Zuverlässigkeit auf. Sie verfügt über ein korrosionsbeständiges Gehäuse und eine Dichtungstechnologie sowie einen integrierten Algorithmus zur Temperatur- und Feuchtigkeitskompensation, der innerhalb des Betriebstemperaturbereichs von -40 °C bis +70 °C und bei 0–95 % r. F. eine genaue Ausgabe gewährleistet und so den kontinuierlichen Betrieb der Detektionsgeräte unter verschiedenen extremen Betriebsbedingungen sicherstellt.

Wichtigste Produktmerkmale:
• NDIR-Technologie
• Schnelle Ansprechzeit T90 < 25 s
• Linearisierung und Werkskalibrierung für präzise digitale Ausgangswerte
• Matrixkalibrierung zur Gewährleistung hoher Genauigkeit über den gesamten Temperaturbereich
• Integrierte Temperatur- und Feuchtigkeitskompensation
• Innovativer Warnmechanismus bei hoher Luftfeuchtigkeit
• Lange Lebensdauer von über 10 Jahren
• Explosionsschutzklasse Ex ia II C T4 Ga

Neben seinem Standardproduktportfolio bietet Cubic auch umfassende OEM/ODM-Lösungen für stationäre Methangasdetektoren an und deckt dabei den gesamten Prozess von der Entwicklung des Sensorkerns bis hin zur vollständigen Geräteintegration ab. Gestützt auf unabhängige Forschungs- und Entwicklungskompetenz liefert Cubic hochgradig maßgeschneiderte Lösungen, die auf unterschiedliche Überwachungsziele, Kommunikationsanforderungen, Installationsszenarien und Anwendungsumgebungen in der Methan-Gasleckdetektionsbranche zugeschnitten sind.

Der stationäre Methan-Gasdetektor von Cubic für OEM-Anwendungen lässt sich flexibel mit verschiedenen Kommunikationsoptionen konfigurieren, darunter S-BUS-Bus-Kommunikation für eine vereinfachte Systemintegration und -erweiterung, 4–20-mA-Kommunikation zur Unterstützung einer integrierten Stamm- und Zweigverkabelung für eine einfachere Installation sowie IoT-Konnektivität für Echtzeit-Fernalarmmeldungen und intelligente Überwachung. Der Detektor verfügt zudem über integrierte Steuerausgänge, die die direkte Auslösung von akustischen und optischen Alarmen vor Ort, von Lüftungsventilatoren oder Absperrventilen ermöglichen, um eine schnelle Notfallreaktion zu unterstützen. Eine integrierte Temperaturkompensations- und Überwachungsfunktion gewährleistet eine genaue und zuverlässige Methanerkennung unter einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen.

Ausgestattet mit eigenen Labors führt Cubic während des gesamten Entwicklungsprozesses strenge Tests und Validierungen durch, um die Einhaltung von Industriestandards und behördlichen Anforderungen für moderne Gewerbe- und Industriegebäude sicherzustellen.

Gleichzeitig gewährleistet die starke und zuverlässige Lieferkette von Cubic in Verbindung mit kontinuierlicher technologischer Innovation und schlanken Fertigungsverfahren eine hohe Produktionseffizienz, Kosteneffizienz und strenge Qualitätskontrolle in jeder Phase der Fertigung. Durch die Nutzung seines Fachwissens in zentralen Sensortechnologien sowie der eigenständigen Entwicklung und Produktion von Schlüsselkomponenten bietet Cubic seinen Kunden weiterhin hochwertige, zuverlässige und vollständig maßgeschneiderte OEM/ODM-Lösungen zur Methangasdetektion und unterstützt so seine Partner dabei, die Produktentwicklung zu beschleunigen und die Sicherheit in vielfältigen Anwendungsbereichen zu verbessern.

Weitere Informationen finden Sie unter: https://www.cubic-methane-detection.com/ oder kontaktieren Sie uns über [email protected]