Fail-Safe-Auslegung durch sicherheitsrelevante Komponenten

• Druckbegrenzung: Durch Sicherheitsventile (z. B. DIN EN ISO 4126-konform) und druckbegrenzende Vorrichtungen wird unzulässiger Überdruck abgeführt.

• Not-Abschaltung: Elektrische oder steuerungstechnische Not-Aus-Einrichtungen bzw. Nothalt-Schaltungen ermöglichen die sofortige Stillsetzung der Drucklufterzeugung bei Gefahrenfall.

• Isolation/Zonierung: Haupt- und Zonenabsperrarmaturen trennen selektiv Teile des Netzes, sodass im Fehlerfall nur betroffene Bereiche abgeschaltet werden können.

• Überwachung/Alarmierung: Druck- und Temperatursensoren, Grenzwertschalter und Leitsystem-Alarmierung erkennen Abweichungen (Über- oder Unterdruck) und lösen Ausfälle oder Signale aus. Ihre Funktionstüchtigkeit sollte regelmäßig überprüft werden.

• Anzeige/Diagnose: Manometer und Kontrollanzeigen machen Betriebs- und Störgrößen sichtbar. So behalten Betreuer jederzeit Transparenz über Druck und potenzielle Fehlerquellen.

• Rückfluss-/Fehlbedienungsschutz: Rückschlagventile und genormte Kupplungsanschlüsse verhindern Rückströmung und Fehlversorgung (z. B. wenn ein Zweig abgeschaltet wird).

• Kontrollierte Entlastung: Entlastungs- bzw. Entlüftungsventile an definierten Abblasepunkten ermöglichen einen geordneten Druckabbau – etwa vor Wartungsarbeiten – ohne unkontrollierte Luftströmung.

Wichtig ist, dass die Schutzfunktionen nicht isoliert betrachtet werden: Ein Druckbegrenzungsventil verhindert zwar Überdruck, ersetzt aber weder einen Not-Aus noch die Möglichkeit, für Wartungsteams das Netz drucklos zu machen. Umgekehrt kann eine elektrische Abschaltung nicht den Druck abbauen oder Leitungen sicher entlüften. Generell gilt: Nur in Kombination schützen die Maßnahmen zuverlässig. Daher muss stets die Wirksamkeit jeder Schutzmaßnahme nachgewiesen sein; sonst darf die Anlage nicht in Betrieb gehen.

Druckluft ist häufig ein kritisches Versorgungsmedium, dessen Ausfall oder Fehlbetrieb erhebliche Folgen hat. Schon kleine Störungen können Produktionsunterbrechungen, Qualitätsmängel oder Sicherheitsrisiken verursachen. Die Auslegung richtet sich daher konsequent nach Risiko und Kritikalität: Stark sicherheitsrelevante Bereiche (z. B. Reinraumtechnik, sicherheitsgerichtete Schaltungen) erfordern höhere Schutzgrade, Redundanz und strikte Teilabschaltungen. Ein zentraler FM-Pflichtpunkt ist die Gefährdungsbeurteilung nach BetrSichV: Vor Inbetriebnahme einer Druckluftanlage muss der Betreiber alle Gefährdungen analysieren und die erforderlichen Schutzmaßnahmen sowie Prüffristen festlegen. Aus dieser Risikoanalyse leiten sich die konkrete Zonierung, erforderliche Redundanzen (z. B. Backup-Kompressoren) und Überwachungskonzepte ab.

Zur systematischen Auswahl von Sicherheitsmaßnahmen dient oft eine Prüfmatrix. Wichtige Kriterien sind in Tabelle 4.2 zusammengefasst: Sie helfen zu beurteilen, welche Komponenten und Strategien in Abhängigkeit von Druckluftkritikalität, Zonenbildung, Druckbegrenzung, Abblasführung, Wiederanlaufverhalten, Wartungszugang und Standardisierung nötig sind, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Neben der Technik sind klar geregelte Schnittstellen zwischen Fachabteilungen erforderlich. In der Elektro- und Steuerungstechnik muss es eine eindeutige Abschaltkette und klare Zuständigkeiten geben (z. B. wer darf Kompressoren abschalten). Ein Leit- und Überwachungssystem (GLT) sollte Alarmmeldungen und Statusinformationen lückenlos dokumentieren. Für den Arbeitsschutz und die Betreiberprozesse sind standardisierte Lockout-Tagout-Verfahren (Isolieren–Entlasten–Sichern) notwendig, damit Wartungsarbeiten gefahrlos durchgeführt werden können. Auch im Brandschutz müssen die Reaktionen der Drucklufttechnik auf Alarme mit der Gebäudetechnik abgestimmt sein. In Tabelle 4.3 sind wesentliche Schnittstellenanforderungen aufgeführt.

Im laufenden Betrieb werden kritische Kenngrößen permanent überwacht. Typische Indikatoren sind z. B. Druckwerte (Soll-Ist-Vergleich, Druckband-Alarme) und die Bereitschaft von Not-Aus- und Abschaltketten. Auch die Bedienbarkeit der Zonenventile muss kontinuierlich geprüft werden. Kleinste Abweichungen – etwa ein unerwarteter Druckabfall oder ungewöhnliche Laufzeiten – können auf Leckagen oder defekte Komponenten hinweisen. Es wird empfohlen, daher permanent auf Meldungen wie Filterverstopfung oder Leckagen zu achten und umgehend zu reagieren.

Im FM wird ein kombiniertes Wartungskonzept verfolgt. Zunächst werden planmäßige Prüfungen nach festgelegten Intervallen und Herstellervorgaben durchgeführt (z. B. Druckbehälterprüfungen durch zugelassene Stelle, Filterwechsel alle x Monate). Zusätzlich erfolgt eine zustandsorientierte Instandhaltung: Bei Alarmen, Auffälligkeiten oder Auffälligkeiten in den Messwerten wird sofort reagiert (Ursachenanalyse, zeitnahe Reparatur). Sicherheitsrelevante Komponenten genießen dabei Vorrang vor Komfortarbeiten. Dem entspricht auch die DGUV-Information, nach der die Funktion aller Schutzeinrichtungen regelmäßig zu prüfen ist und erkannte Mängel umgehend zu beheben sind.

• Planmäßige Prüfungen: Aufzeichnung und Dokumentation wiederkehrender Inspektionen (Drucktests, Sichtkontrollen, Funktionstests).

• Zustandsorientierte Maßnahmen: Sofortige Reaktion auf Alarme (z. B. ungewöhnliche Druckschwankungen); umgehende Ursachenanalyse bei Störungen, gefolgt von Korrekturmaßnahmen.

In der Praxis treten immer wieder charakteristische Störfälle auf. Tabelle 5.3 fasst einige typische Fehlerbilder zusammen, ihren Ursprung und die FM-Reaktionsmöglichkeiten. Beispiele: Ein Überdruckereignis (z. B. durch Sensor- oder Ventilversagen) birgt hohes Risiko und belastet die Schutzorgane – hier muss sofort die Schutzkette überprüft und die Ursache beseitigt werden. Eine ungewollte Abschaltung (durch falsche Grenzwerte oder instabile Steuerung) führt zu Verfügbarkeitsverlust; FM prüft dann Setpoints und Alarmlogik. Ebenso können fehlerhafte Entlastungsventile oder eine ungünstige Abblasführung zu übermäßigem Lärm oder plötzlicher Druckentlastung führen; Abblaswege und Schalldämpfer sind dann auf Funktion zu überprüfen.

Die erforderliche Dokumentation leitet sich aus gesetzlichen Vorgaben ab: Grundsätzlich sind die BetrSichV, das ÜAnlG sowie zugehörige TRBS und VDI-Richtlinien heranzuziehen. Mindestens müssen folgende Unterlagen vorhanden sein: Ein Anlagenschema/Systemübersicht (Kompressoren, Speicher, Zonen, Absperrungen, Entlüftungspunkte) zur Übersicht und Störungsanalyse, ein Komponentenregister mit allen sicherheitsrelevanten Teilen (Typen, Standorte, Kennwerte) für Ersatzteilverwaltung, eine Grenzwert- und Setpoint-Liste (Druckgrenzen, Alarmwerte, Abschaltbedingungen) zur Vermeidung von Fehlparametrierung, sowie ein Prüf- und Wartungsplan mit Intervallen und Verantwortlichkeiten. Prüf- und Serviceprotokolle halten Ergebnisse, Befunde und Maßnahmen fest und sichern die Auditfähigkeit. Weiterhin sollten ein Störlogbuch (Auslösungen, Ursachen, Abhilfemaßnahmen) und Betriebs-/Notfallanweisungen (Verhaltensregeln für Not-Aus, Druckentlastung, Wiederanlauf) Teil der Dokumentation sein.

Änderungen an sicherheitsrelevanten Einstellungen oder Konzepten (z. B. Grenzwerte, Zonierung, Abblasführung, Abschaltlogik) müssen im FM als kontrollierte Änderungen behandelt werden. Dies bedeutet: Jede Änderung braucht eine formale Freigabe durch die verantwortliche Stelle, anschließend sind alle betroffenen Dokumente zu aktualisieren. Erst nach diesen Maßnahmen darf die Anlage wieder in Betrieb gehen. Durch solche Change-Control-Prozesse wird gewährleistet, dass die Fail-Safe-Wirkung dauerhaft erhalten bleibt und alle Anpassungen nachvollziehbar dokumentiert sind.