Stationäre Portalmessanlage zur dynamischen Prüfung von Waggon-Ladungen auf radioaktive Rückstände. (Bild: Cetto)
Eckdaten
Die äußerst wiederstandsfähigen Schaltschränke der Arca-Serie von Fibox bieten sicheren, schlag- und wetterfesten Schutz für Messanlagen von kontaminierten Altmetallbeständen.
Mit besorgniserregender Regelmäßigkeit taucht auf Deponien und Schrottplätzen radioaktives Material zwischen Bauschutt, Altmetallen und Abfällen aller Art auf. So erfasste das Bundesumweltministerium in den Jahren von 2006 bis 2008 auf deutschen Schrottplätzen jährlich mehr als 20 Funde radioaktiver Quellen.
Herkunft radioaktiver Quellen
Radioaktive Quellen wie Radium, Thorium, Americium oder Kobalt werden in vielfältigen Anwendungen der Medizin, Technik und Forschung eingesetzt, darunter in Strahlentherapie-Geräten und in Kontrastmitteln, aber auch in Bestrahlungs- und Sterilisationsanlagen oder in Mess- und Prüfanlagen, die der Analyse von Werkstoffeigenschaften dienen. Gelangen diese Quellen aus Versehen oder mit kriminellem Vorsatz in den Recyclingkreislauf, drohen schwere Schäden für Mensch, Umwelt, aber auch für die Industrieanlagen. Die Kosten für eine Dekontamination können schnell in die Millionen gehen. Zusätzliche Gefahren bergen Waren- und Technologieimporte aus kontaminierten Regionen oder durch die Einfuhr radioaktiv belasteten Stahls. Auch ausgemusterte militärische Geräte, Instrumente und Anlagen können zum Problem werden.
Das äußerst robuste Greifermesssystem Conrad Grabscan von Cetto kann unter beliebige Schrottgreifer-Typen montiert werden. Cetto
Leider erfolgt die Installation geeigneter Messsysteme auf Schrott- und Umschlagplätzen sowie in Recyclinganlagen bislang nur auf freiwilliger Basis. Während sich immer noch viele Betreiber von Metallsammelstellen der Gefahren nicht umfänglich bewusst sind, nehmen Stahl- und Walzwerke das Risiko schon seit längerem sehr ernst: Dort werden Altmetalllieferungen an mehreren Messstellen geprüft, um auszuschließen, dass radioaktive Quellen zum Beispiel durch umliegenden Schrott abgeschirmt und nicht erkannt wurden. Und es werden von Altmetallzulieferern verpflichtende Erklärungen verlangt, dass die Chargen auf Radioaktivität überprüft wurden, denn wenn es erst einmal zu einem Einschmelzen von Strahlern kommt, bedeutet dies für Betreiber und Mitarbeiter einen der größten anzunehmenden Unfälle. So kam es 1998 im südspanischen Stahlwerk Acerinox zum Ernstfall, als die Hochöfen Cäsium 137 freisetzten und eine radioaktive Wolke über Teile Frankreichs, Italiens, der Schweiz und Deutschland zog. Die Dekontaminierung des Werks kostete Millionen, die jedoch nach spanischem Recht von den Zulieferern aufgebracht werden mussten.
Messanlagen für unterschiedliche Anwendungen
Die Messsysteme und -anlagen, die Cetto unter dem Produktnamen Conrad vertreibt, sind für unterschiedlichste Anwendungsbereiche konzipiert. Zu den Kunden des Unternehmens zählen neben Stahl- und Walzwerken, Recyclingbetrieben und Gießereien auch Müllverbrennungsanlagen, Kliniken und Häfen. Das Angebot an stationären Messstellen reicht von Portalmessanlagen, die eine dynamische Vermessung von Lkw-Ladungen, Waggons oder Containern an Einfahrten oder Gleisanlagen zu Stahlwerken und Recyclingbetrieben ermöglichen, über Förderbandmessanlagen zur dynamischen Überwachung ein- und ausgehenden Materials bis zu Abluftmessanlagen zur Montage an Schornsteinen.
Screenshot der Cetto-Software für das Greifermesssystem. Cetto
Portalmessanlagen können unter bestimmten Umständen an ihre Grenzen stoßen, da die dynamische Messung mehrerer Tonnen Schrott auf Lkws oder Waggons nur wenige Sekunden dauert, die Entfernung von Fahrzeug beziehungsweise Ladung aber variieren und im ungünstigen Fall zu groß sein kann. Zudem besteht das grundsätzliche Risiko, dass enthaltene Strahler durch umliegendes Material abgeschirmt werden. Aus diesem Grund ist eine zusätzliche Vermessung kleinerer Materialmengen notwendig. Für diesen Zweck hat das Unternehmen das äußerst robuste Greifermesssystem Conrad Grabscan entwickelt, das sich unter beliebige Schrottgreifer-Typen montieren lässt. Gegenüber der stationären Messung bietet es die Vorteile, dass der Abstand zwischen radioaktiven Strahlern und Detektor kleiner und die durchschnittliche Messzeit länger ist. Zusätzlich verringert sich die Abschirmung der Strahlung durch umliegendes Material. Das System, das mittig unter dem Greifer montiert wird und dort zuverlässig durch ein speziell entwickeltes Gehäuse aus extrem verschleißfestem Hardox-Stahl geschützt wird, überträgt die Messwerte per WLAN an eine Empfangsstation in der Bedienerkabine beziehungsweise im Fahrerhaus. Zur gezielten Analyse von Stahlproben während des Produktionsprozesses gibt es zudem das Stahlprobenmesssystem Conrad Samplescan zur Laboranwendung. Dieses System ist in einer Variante zur manuellen Bedienung sowie als automatisches System zur Einbindung in die Automationslinie erhältlich, das von einem Roboter bestückt wird, die Messung vollautomatisch durchführt und die Messergebnisse direkt an das Leitsystem übermittelt.
Aufbau und Funktionen der Detektoren
Anschluss des Kristalldetektors. Cetto
Die Detektoren der Messanlagen und -systeme setzen sich aus einem Szintillatorkristall, einem Photomultiplier und Messelektronik zusammen. Als Szintillatorkristall dient ein Einkristall aus Natriumiodid oder Cäsiumiodid („Einkristall“ bedeutet, dass die Atome oder Moleküle des Kristalls ein durchgehendes, homogenes Kristallgitter bilden). Beim Auftreffen von Gammastrahlung (beziehungsweise energiereichen Photonen und Ionen) werden die Moleküle solcher Einkristalle energetisch angeregt und geben Licht ab. Dieser als Szintillation bezeichnete Vorgang wird von einer speziellen Elektronenröhre, dem sogenannten Photomultiplier, erfasst, der die Lichtimpulse in elektrische Signale wandelt. Mit 1024 Kanälen misst die Elektronik das gewandelte Signalspektrum und übermittelt die Werte an einen PC, der die Auswertung vornimmt. Die mobilen kabellosen Messsysteme – wie Conrad Grabscan, das direkt am Schrottgreifer montiert wird – integrieren zusätzlich eine Akku-Box und ein Funkmodem, das zur sicheren Datenübertragung an den Auswerterechner Bluetooth nutzt und damit über eine Reichweite von 200 m verfügt. Die Auswerte-Software von Cetto identifiziert das Material der radioaktiven Quelle durch Abgleich des gemessenen Spektrums mit einer editierbaren Nukliddatenbank. Insgesamt zwölf Detektoren kann die Software verwalten und sie bietet die Option, Alarmsysteme wie Ampeln, Hupen oder Warnleuchten anzusteuern. Durch Verwendung eines externen GSM-Modems besteht zudem die Möglichkeit, Statusmeldungen und Alarme via SMS zu senden.
Schutzgehäuse für Auswerte-PCs
Auswerteeinheit C4-Eco von Cetto. Cetto
Für den Einsatz in Außenbereichen und unter rauen Bedingungen hatte Cetto die Auswerteeinheiten, die wahlweise als externe PCs oder als Industrie-Panel-PCs mit Touchdisplays zur Verfügung stehen, bisher in Stahlblechschränke integriert und die Displays in die Türen eingelassen. Doch zum Ende vergangenen Jahres kündigte der Zulieferer der Schaltschränke die Gehäuseserie ab. Auf der Suche nach einer Nachfolgelösung stellte EVG Martens, spezialisierter Distributor von Verbindungstechnik und Schaltschrankkomponenten und Vertragspartner von Fibox, die Arca-Schaltschränke von Fibox vor.
Der Schrank integriert Detektor und Messelektronik. Fibox
Die von EVG empfohlenen, aus glasfaserverstärktem Polycarbonat gefertigten Schaltschränke der Baureihe Arca kosten nicht mehr als herkömmliche Schaltschränke aus Stahlblech, bieten aber die Vorteile einer hohen UV-Beständigkeit und Resistenz gegen aggressive Chemikalien. Hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit und der Formstabilität sind die Polycarbonat-Schränke Metallgehäusen sogar überlegen. Da die Schränke nicht lackiert werden müssen, fällt kein Wartungsaufwand an. Unansehnliche und korrosionsfördernde Lackschäden durch starke mechanische Belastung können nicht auftreten. Bearbeitungen dieser Schaltschränke erfordern nur noch einen Bruchteil des Aufwands, der bei den ursprünglich genutzten Produkten anfiel. Die Bearbeitung der Stahlblechschränke, besonders das Fräsen der Display-Öffnungen in die Schranktüren, kostete viel Zeit. Heute lassen sich kundenspezifische Bearbeitungen der Schränke, zum Beispiel für weitere Anschlüsse, Schalter oder zur Fixierung von Leuchten gegebenenfalls sogar per Hand durchführen. Dabei fallen keine Metallspäne an, Bohrungen müssen nicht entgratet oder anderweitig nachbearbeitet werden und die anschließende Lackierung entfällt.
Große Varianz
Schnittstellenerweiterung für die Auswerteeinheit. Fibox
Die robusten, langlebigen Arca-Schränke aus glasfaserverstärktem Polycarbonat sind eine wirtschaftliche Alternative zu Metallschränken. Fibox
Durch die große Varianz der Arca-Serie, die Schränke in abgestuften Größen und mit verschiedenen Seitenverhältnissen umfasst, bieten sich auch in anderer Hinsicht neue Optionen. Die zuvor verwendeten Metallschränke standen nur in einer Einheitsgröße zu Verfügung. Bei unterschiedlichen kundenspezifischen Konfigurationen der Auswerteeinheiten, die als externe PCs oder mit integriertem Display angeboten werden, kam es zu Problemen mit dem begrenzten Einbauraum. Mit den neuen Modellen können unterschiedliche, jeweils optimal passende Abmessungen in durchgehend einheitlichem Design angeboten werden. Außerdem steht viel mehr Zubehör, zum Beispiel Montagewinkel, Wetterschutzleisten und andere praktische Komponenten, zur Verfügung.
Polycarbonat-Schaltschränke für den Außeneinsatz
Langlebigkeit, kein Wartungsaufwand, einfache Bearbeitung, leichtes Gewicht sowie starke mechanische und chemische Resistenz sind die zentralen Vorzüge, die die Schränke der Arca-Baureihe aus glasfaserverstärktem Polycarbonat bieten. Im Vergleich zu Blechschränken sind diese Modelle nur halb so schwer, bequem zu handhaben und erleichtern dadurch Transport und Installation. Für Kabeldurchführungen und andere Durchbrüche sind keine speziellen Werkzeuge nötig, Bearbeitungen können überall mit einem einfachen Kegelbohrer vorgenommen werden. Zusätzlicher Korrosionsschutz entfällt ebenso wie die bei Blechgehäusen notwendige Erdung. Ausgelegt sind die berührungssicheren Polycarbonat-Gehäuse für eine Nennstromstärke von 630 A sowie eine Nennisolationsspannung von 1700 VDC. Die vandalismussicheren Arca-Gehäuse sind schlagfest gemäß IK10. Dach und Innenrahmen sind so ausgeführt, dass Wasser außen abfließt. Im Zubehörprogramm enthalten ist ein Aufsatz, der zusätzlich vor Niederschlägen schützt. Des Weiteren haben die Gehäuse den Schutzgrad IP67 (NEMA/UL 3, 3R, 3S, 4, 4X, 12, 12K, 13) und eine Einstufung bei der Prüfung der Entflammbarkeit von UL94 V-0, 5VA. Fibox gibt auf die UV-Beständigkeit des Materials acht Jahre Garantie. Mit zusätzlicher Sonderlackierung verlängert sich die Garantie auf 18 Jahre. Aktuell sind die Modelle in 14 Baugrößen von 200 mm × 300 mm × 150 mm bis 800 mm × 600 mm × 300 mm verfügbar. Alle Ausführungen sind wahlweise auch mit Sichttüren erhältlich – das Material Polycarbonat ermöglicht besonders klare sowie bruch- und kratzfeste Scheiben. Die Allzweckgehäuse sind standardmäßig mit zwei Vorreibern, die mit Doppelbartschlüssel betätigt werden, versehen. Alternativ kann ein Schwenkhebelgriff gewählt werden. Eine 3-Punkt-Verriegelung gewährleistet, dass der Deckel beim Schließvorgang eine mittige Position einnimmt. Auch ein Vorhängeschloss lässt sich anbringen. Die Türen können sowohl horizontal als auch vertikal eingehängt werden. Sie öffnen mit einem weiten Öffnungswinkel von 120° und vereinfachen so die Bestückung. Weiteren Installationsraum bietet die Türinnenseite. Hutschienen lassen sich mit selbstschneidenden Hilo-Schrauben an vorbereiteten Einschraubpunkten anbringen. Ein optionaler Türstopper verhindert, dass die stark belastbaren Scharniere zum Beispiel durch Windeinwirkungen zu sehr strapaziert werden.
Claudia Darius
(ah)
