Erdgas wird oft als der sauberste fossile Brennstoff bezeichnet. Es erzeugt 25 – 30 % weniger Kohlendioxid pro geliefertem Joule als Öl und 40 – 45 % weniger als Kohle. Daher steigt die Nachfrage nach LNG stetig an und wird für viele Länder, die zusätzliche Lieferquellen erschließen wollen, von großer Bedeutung sein.

Top-Entry-Armaturen bevorzugt
Auf LNG-Terminals wird das importierte flüssige Erdgas an speziellen Anlegeeinrichtungen von Gastankern entladen und in großen LNG-Lagertanks gelagert. Um das Gas verflüssigt zu halten, halten die Pipelines und die Lagertanks eine Temperatur von -162 °C aus und sind entsprechend isoliert. Vor der Lieferung an das Versorgungsnetz wird das verflüssigte Gas dann gleichmäßig erwärmt und wird dadurch wieder gasförmig.

Für diese Anwendungen werden Top-Entry­-Armaturen bevorzugt, da der zentrale obere Flansch entfernt werden kann und alle internen Komponenten leicht aus dem Gehäuse entnommen werden können. Dies ist bei Side Entry-Armaturen nicht der Fall. Müller-Quadax hat den Zuschlag für einen Großauftrag für Top Entry Absperrklappen als Ersatz für Side Entry Klappen in einer bestehenden LNG-Anlage und für eine Erweiterung mit einem neuen LNG-Terminal erhalten. Dieses in Europa gelegene Terminal ermöglicht den Zugang zum nordwesteuropäischen Gasmarkt mit einer anfänglichen Durchsatzkapazität von 12 Mrd. m3 pro Jahr (bcma), die in Zukunft auf 16 bcma erweitert wird. Dieser Terminal ist auch mit drei Verlade­rampen für Lastwagen und einem speziellen Anlegesteg für kleinere (Bunker-)Schiffe ausgestattet.

Individuelle Leistungsprüfung
Während der Lagerung und des Transports könnte Erdgas insbesondere an kritischen Komponenten wie Messgeräten und Prozessventilen in die Atmosphäre gelangen. Neben den negativen Auswirkungen auf die Umwelt könnten sich diese flüchtigen Emissionen auch auf die Sicherheit auswirken. Die Betreibergesellschaft dieses LNG-Terminals schenkt diesem Umstand daher große Aufmerksamkeit und forderte eine individuelle Leistungsprüfung für die Zulassung von kryogenen Schwenkarmaturen, die in ihre Terminals und Lagertanks eingebaut werden sollen. Zu diesem Zweck wurde der Tieftemperatur-Test nach BS 6364 mit einem Dauertest nach EN 12567 kombiniert. Die 4-fach exzen­trische Quadax Absperrklappe DN 500 mm, ANSI-­Klasse 150 wurde im ITIS-Testlabor in den Niederlanden unter spezifizierten zehn thermischen Zyklen mit einem Test auf flüchtige Emissionen abwechslungsweise bei +20 °C und bei -196 °C getestet. Zusätzlich war die Anforderung, einen Dauertest zu absolvieren, bei dem 500 mechanische Schaltungen bei -196 °C die interne und externe Leckage nach bestimmten Zyklen messen. Der Richtwert in Bezug auf die Sitzleckage betrug weniger als 3.000 ml/min für eine Armatur von DN 500 mm auf der Grundlage der Norm BS 6364 und eine maximal zulässige flüchtige Emission von ≤1.0  bis 10^-3 mbar L/s zu jedem Zeitpunkt der Zyklen. Die Absperrklappe wurde mit Helium bei 19 bar Prüfdruck getestet, wobei die Sitzleckage und die flüchtige Emission nach 20/40/80/150/300 und 500 Schaltungen gemessen wurde.

Dank der 4-fach exzentrischen Konstruktion und einer hohen Präzision bei der Herstellung haben die Quadax Absperrklappen den Leistungsbeweis nicht nur bei hohen Temperaturen, sondern auch bei kryogenen Anwendungen erbracht. Das Testinstitut ITIS BV bescheinigte, dass die Sitzleckage nie den bereits niedrigen Wert von 590 ml/min überschritt und nach 500 Zyklen überhaupt keine Leckage mehr festgestellt werden konnte! Darüber hinaus hat die flüchtige Emission bei den Wellendichtungen und bei der oberen Flanschdichtung der Armatur nie einen Wert von ≤1.0 bis 10^-5 mbar L/s überschritten. Die runde Sitz- und Dichtungsgeometrie der Absperrklappen ist eine völlig reibungsfreie Metall-Metall-Konstruktion. Dank dieser runden Geometrie sind Sitz und Dichtungsring nach einigen hundert Zyklen buchstäblich eingepasst und bieten höchste Dichtheit, selbst wenn das Material aufgrund extremer Temperaturunterschiede schrumpft und sich ausdehnt.

Fazit
Beim Verflüssigungs- und Lagerungsprozess in LNG-Terminals gehören die Armaturen in jeder Phase zu den kritischen Komponenten, und ihre Leistung und Zuverlässigkeit sind aus Umwelt- und Sicherheitsgründen von entscheidender Bedeutung. Die 4-fach-exzentrische Klappe des Forchtenberger Herstellers übertrifft die Zielwerte eines anspruchsvollen thermischen Dauertests und liefert den Beweis für ihre Qualität und Zuverlässigkeit in LNG-Anlagen.

Darüber hinaus erfüllen die Top-Entry Absperr- und Regelklappen die Anforderungen der EN 1473-2016-Spezifikationen für Armaturen in vollem Umfang und sind speziell für LNG-Anwendungen konzipiert, bei denen Kontroll- und Wartungsarbeiten sicher und einfach in der eingebauten Position ohne weitere Risiken für das Servicepersonal durchgeführt werden können.