An Behältern für wassergefährdende Flüssigkeiten sind gemäß WHG Überfüllsicherungen vorgeschrieben. Sie lösen vor Erreichen des zulässigen Füllgrads Alarm aus.

Wieso sollte das Wasserhaushaltsgesetz in jedem Unternehmen ein Thema sein? An Behältern für wassergefährdende Flüssigkeiten sind gemäß dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) Überfüllsicherungen vorgeschrieben. Sie überwachen den Füllstand und lösen rechtzeitig vor Erreichen des zulässigen Füllgrads Alarm aus. Das WHG stellt somit eines der wesentlichen Gesetze zum Schutz der Umwelt und zur Sicherheit im Betrieb dar. Die Anwendung und Einhaltung des Gesetzes werden von zugelassenen Überwachungsstellen wie z. B. dem TÜV überwacht.

Die Ausgangssituation
Errichten, instand setzen, still legen – ohne Fachbetrieb nach WHG geht fast nichts. Die Anforderungen zum Lagern und Verwenden von wassergefährdenden Flüssigkeiten sind sehr hoch, aber dem Gefahrenpotenzial (§39 AwSV) angemessen. Dabei müssen die Anlagen vorab durch den Betreiber in Gefährdungsstufen eingeteilt (§39 AwSV) werden. Diese bestimmen dann letztendlich die erforderlichen Maßnahmen zum sicheren Betrieb der Anlage. Dabei spielt die Planung einer Anlage eine immer größer werdende Rolle.
Eine oberirdische Anlage mit flüssigen oder gasförmigen wassergefährdenden Stoffen muss alle fünf Jahre geprüft werden. Die eingesetzte Messtechnik, z. B. ein Grenzschalter zur Unterbrechung der Befüllung, sogar jährlich. Bei der wiederkehrenden Prüfung lassen sich Kosten erheblich senken, denn die wiederkehrende Prüfung von Messgeräten kann unterschiedlich durchgeführt werden, muss aber in der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung bescheinigt sein. Die einfachste und schnellste Methode ist sicherlich eine zugelassene Prüfung per Tastendruck im eingebauten Zustand.

Anerkannter Fachbetrieb nach WHG
Als anerkannter Fachbetrieb nach WHG werden bei Endress+Hauser die gesetzlichen Richtlinien eingehalten und das Personal regelmäßig geschult. Eine zweckmäßige Planung, fachgerechte technische Ausführung und wirtschaftliche Instandhaltung sind für einen modernen, wirtschaftlichen und sicheren Betrieb unabdingbar. Um die Anforderungen des Wasserhaushaltsgesetzes zu erfüllen, wurde mit dem TÜV Süd ein Überwachungsvertrag geschlossen und Endress+Hauser wird jährlich durch den TÜV auditiert.

Prüfungen und Wartungen
Da Überfüllsicherungen aus mehreren zugelassenen und nicht zugelassenen Anlagenteilen zusammengesetzt sein können, ist die Betriebssicherheit (sicherheitstechnische Verfügbarkeit) durch entsprechende Prüfungen nachzuweisen. Diese Prüfungen sind wesentlicher Bestandteil der Sicherheitsphilosophie von Überfüllsicherungen.

Der ordnungsgemäße Zustand sowie die Funktionssicherheit der gesamten Überfüllsicherung sind laufend zu überwachen. Deshalb gilt für die Wiederkehrende Prüfung der Überfüllsicherung: Mindestens einmal im Jahr. Diese Forderung ergibt sich aus § 24 AwSV „Anforderungen an das Befüllen und Entleeren“. Wer eine Anlage zum Umgang mit wassergefährdenden Flüssigkeiten befüllt oder entleert, hat diesen Vorgang zu überwachen und sich vor Beginn der Arbeiten von dem ordnungsgemäßen Zustand der dafür erforderlichen Sicherheitseinrichtungen zu überzeugen. Die zulässigen Belastungsgrenzen der Anlage und der Sicherheitseinrichtungen sind beim Befüllen und Entleeren einzuhalten. Der Betreiber ist somit dafür verantwortlich, dass sich die gesamte Überfüllsicherung vor der Befüllung in einem ordnungsgemäßen Zustand befindet und die Funktionssicherheit gegeben ist.

Welche Möglichkeiten bieten sich nach den Vorgaben für die wiederkehrende Prüfung an?
Sinnvolle Überwachungseigenschaften und einfache/plausible Prüfmöglichkeiten sind bei der Auswahl von Überfüllsicherungen nicht selten von entscheidender Bedeutung.

1. Anfahren der Ansprechhöhe im Rahmen einer Befüllung

Vorteile: Der Vorteil dieser Funktionsprüfung liegt in der Vollständigkeit, weil die gesamte Überfüllsicherung vom Standaufnehmer bis zur Meldeeinrichtung (mit Hupe und Lampe) bzw. bis zum Stellglied überprüft wird. Außerdem wird die Lagerflüssigkeit für das Anfahren des Standaufnehmers verwendet, was je nach physikalischem Messprinzip wichtig sein kann.

Nachteile: Der Nachteil dieser Funktionsprüfung ist der dafür notwendige Aufwand.
Betriebsunterbrechungen oder logistische und organisatorische Probleme lassen diese Prüfart in der Praxis teilweise nicht zu (Beschaffungsmenge).

2. Ersatzprüfungen
Weil Behälterfüllungen für die wiederkehrende Prüfung nicht immer möglich sind, dürfen „Ersatzprüfungen“ angewendet werden. Dies erfolgt durch geeignete Simulation des Füllstandes oder des physikalischem Messeffektes, um den Standaufnehmer zum Ansprechen zu bringen.
Simulation des Füllstandes durch Eintauchen des Standaufnehmers in ein mit Lagerflüssigkeit oder vergleichbarer Flüssigkeit gefülltes Gefäß

Vorteile:

• Das Anfahren bis zur Ansprechhöhe entfällt

Simulation des physikalische Messeffektes durch Druckbeaufschlagung, Kapazitätsveränderung, Kurzschluss, Anblasen, direktes oder indirektes Schwingungsbedämpfen usw.

Nachteile:

• Hoher Aufwand, zeitintensiv
• Evtl. mit Anlagenstillstand verbunden
• Gefährdungspotential für das Personal (z. B. durch ätzende Stoffe)

3. Simulieren des entsprechenden Ausgangssignals (Ausschluss funktionshemmender Fehler)
Mit Standaufnehmer: Das binäre Ausgangssignal kann z. B. durch Kurzschluss oder Unterbrechung an der entsprechenden Signalleitung simuliert werden.

Vorteile:

• Kein Anfahren bis zur Ansprechhöhe
• Kein Ausbauen und Simulation des Füllstandes notwendig
• Höhere Anlagenverfügbarkeit
• Keine Gefährdung für das Personal
• Minimierung des Aufwands

Mit kontinuierlicher Standmesseinrichtung: Das füllstandproportionale Ausgangssignal (z. B. 4…20 mA oder 2…10 V) kann über einen externen Signalgeber/Simulator eingespeist (simuliert) werden.

Nachteile:

• Ausschluss funktionshemmender Fehler

Prüfintervalle
Bei besonders zuverlässigen Systemen kann das Prüfintervall verlängert werden. Von der jährlichen wiederkehrenden Funktionsprüfung kann bei fehlersicheren Teilen der Überfüllsicherung abgewichen werden, wenn Komponenten mit besonderer Zuverlässigkeit (Fehlersicherheit)eingesetzt werden. Dies ist vorzugsweise bei sicherheitsgerichteten Fail-Safe-Systemen, die im Sinne der VDE/VDI 2180 [6] ausgelegt sind, der Fall. Bei diesen Systemen darf aufgrund der besonderen Zuverlässigkeit auf die jährliche wiederkehrende Prüfung verzichtet werden und ein verlängertes Prüfintervall nach Angaben des Herstellers in Anspruch genommen werden.
Grundsätzlich können Überfüllsicherungen hinsichtlich der wiederkehrenden Prüfung (WKP) in zwei Kategorien eingeteilt werden:

1. WKP einmal im Jahr erforderlich

Grund: Funktionshemmende Fehler werden durch die Prüfung erkannt:

• Anfahren im Behälter
• Simulation des Füllstandes
• Simulation des physikalischen Messeffekts

Nachteile:
nur „statische“ Prüfung
Stichprobe einmal im Jahr
Betreiber ist für das Wie und Wann verantwortlich

2. WKP mit verlängertem Prüfintervall (> 1 Jahr)
Grund: Funktionshemmende Fehler werden von der Überfüllsicherung (Auswertung) selbsttätig (automatisch) erkannt und gemeldet, durch:

• dynamisch redundante Überwachung
• Fehlersicherheit

Vorteile:

• dynamisch und selbsttätig
• Betreiber kann verlängerte Prüfintervalle berücksichtigen (Prüfaufwand geringer)

Ist eine Beeinträchtigung der Funktion durch Korrosion nicht auszuschließen und ist diese Störung nicht selbstmeldend, so müssen die durch Korrosion gefährdeten Teile (z. B. Standaufnehmer, die mit dem Medium in Berührung sind) in angemessenen Zeitabständen regelmäßig in die Prüfung einbezogen werden. Dafür ist ein Prüfplan aufzustellen. Hier hat der Betreiber einen Verträglichkeitsnachweis für die verwendeten Werkstoffe der Überfüllsicherung (medienberührenden Teile) nachzuweisen. Der erforderliche Nachweis kann durch entsprechende Überprüfung (Ausbau und Besichtigung), nachgewiesene Betriebsbewährung oder Korrosionsüberwachungsmaßnahmen erbracht werden.
Der Vorteil von Überfüllsicherungen, die mögliche Korrosionsschäden selbsttätig melden, ist besonders bei giftigen oder ätzenden Flüssigkeiten von Vorteil, da hier auf den Ausbau verzichtet werden kann. Ein Ausbau bei diesen Flüssigkeiten ist i.d.R. mit hohem Aufwand verbunden.

Kompletter WHG-Service
Wie beschrieben ist das Gesetz umfangreich. Aber mit einem Fachbetrieb nach WHG, wie Endress+Hauser mit über 60 Jahren WHG-Erfahrung stellt das kein Problem dar. Von der Auslegung und der Berechnung der Anlage und den Nachlaufmengen bis zur Lieferung der entsprechenden Geräte. Vom Engineering einer Komplettlösung und dem Schaltschrankbau inklusive Montage und Inbetriebnahme bis hin zur regelmäßig durchgeführten wiederkehrenden Prüfung gemäß WHG durch

Wiederkehrende Prüfung
Die wiederkehrende Prüfung ist einheitlich für alle Überfüllsicherungen im Abschnitt 5.2 der ZG-ÜS definiert.
(1) Der ordnungsgemäße Zustand und die Funktionsfähigkeit der Überfüllsicherung sind in angemessenen Zeitabständen, mindestens aber einmal im Jahr, durch einen Sachkundigen des Fachbetriebes nach Abschnitt 4.3 der ZG-ÜS bzw. des Betreibers, falls keine Fachbetriebspflicht vorliegt, zu prüfen. Es liegt in der Verantwortung des Betreibers, die Art der Überprüfung und die Zeitabstände im genannten Zeitrahmen zu wählen. Die Prüfung ist so durchzuführen, dass die einwandfreie Funktion der Überfüllsicherung im Zusammenwirken aller Komponenten nachgewiesen wird.

• Dies ist bei einem Anfahren der Ansprechhöhe im Rahmen einer Befüllung gewährleistet.
• Wenn eine Befüllung bis zur Ansprechhöhe nicht praktikabel ist, so ist der Standaufnehmer durch geeignete Simulation des Füllstandes oder des physikalischen Mess­effektes zum Ansprechen zu bringen. Beispielsweise durch Ausbau und Eintauchen in ein vergleichbares Medium.
• Falls die Funktionsfähigkeit des Standaufnehmers/ Messumformers anderweitig erkennbar ist (Ausschluss funktionshemmender Fehler), kann die Prüfung auch durch Simulieren des entsprechenden Ausgangssignals durchgeführt werden.

Einige Systeme weisen die Möglichkeit zur Prüfung mittels Prüftaste auf. Hier ist vom Betreiber/Prüfer sicher zu stellen, dass die Zulässigkeit der Prüftaste als Bestandteil der Wiederkehrenden Prüfung in der bauaufsichtlichen Zulassung so bescheinigt ist.
(2) Ist eine Beeinträchtigung der Funktion der Überfüllsicherungen durch Korrosion nicht auszuschließen und ist diese Störung nicht selbstmeldend, so müssen die durch Korrosion gefährdeten Teile in angemessenen Zeitabständen regelmäßig in die Prüfung einbezogen werden.
(3) Von den Vorgaben zur wiederkehrenden Prüfung kann bezüglich der Funktionsfähigkeit bei fehlersicheren Teilen von Überfüllsicherungen abgewichen werden, wenn

• Komponenten mit besonderer Zuverlässigkeit (Fehlersicherheit) bzw. sicherheitsgerichtete Einrichtungen im Sinne der VDI/VDE 2180 (Fail-Safe-System) eingesetzt werden oder dies durch eine gleichwertige Norm nachgewiesen wurde und
• dies für die geprüften Teile in der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung so ausgewiesen ist.

Leistungsspektrum anerkannter Fachbetriebe nach WHG

• Auslegung und Planung der Überfüllsicherung
• Berechnung der Ansprechhöhe nach gesetzlichen Vorschriften
• Auswahl der geeigneten Messtechnik
• Engineering der gesamten Anlage
• Schaltschrankbau
• Inbetriebnahme vor Ort
• Schulung der Mitarbeitenden
• Wiederkehrende Prüfung nach WHG