Überdruck doppelt gesichert

Kombination aus Sicherheitsventilen und Berstscheiben

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23.10.2017 Überdruck ist nicht gleich Überdruck, denn in Dampfkraft- oder Heizwerken stellt es kein Problem dar, wenn ein Überdruck beim Auslösen eines Sicherheitsventils in die Umgebung gelangt. Anders sieht es in Anlagen der chemischen Industrie aus mit ihren kritischen oder toxischen Gasen.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Anlagen in der chemischen Industrie müssen den Überdruck ihrer kritischen oder toxischen Gase in Rück­führungssysteme leiten, sogenannte „Blow-down-Systeme“.
  • Ein duales System aus Berstscheibe und Sicherheitsventil ermöglicht es, dass die Anlage auch nach dem Entlasten in Betrieb bleibt.
  • Die Kombination eignet sich zur Regulation von Flüssigkeits-, Gas- und Dampfanwendungen, wobei sich der vom Kunden vorgegebene Einstelldruck justieren und prüfen lässt.

Aufmacher

Pilotgesteuertes Sicherheitsventil der Baureihe 2900. Bild: Askia

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Consolidated Sicherheitsventil für Dampfanwendungen. Bild: Askia

Solche Unternehmen müssen ihre Dämpfe in dafür vorgesehene Rückführungssysteme leiten, sogenannte „Blow-down-Systeme“. In den meisten Fällen lässt sich die Produktion fortsetzen, unmittelbar nachdem das Sicherheitsventil den Druck reguliert hat. Allerdings bewirkt der mehrfache Einsatz bei solchen Ventilen, dass deren Sitz und Kegel durch den Verschleiß nicht mehr hermetisch dicht schließen. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt bei Produkten und Medien, die Partikel enthalten bzw. pastös sind. Diese Partikel führen im Abblasefall zu Abrasion im Sicherheitsventil – und damit verbunden – zu Undichtigkeiten und Leckagen. Zudem ist es bei extrem toxischen Medien unmöglich, dass das Ventil zu 100 % dichtet. Möglich wären in diesen Fällen Varianten aus Edelstahl oder ­anderen hoch korrosionsbeständigen Werkstoffen. Allerdings ist deren Einsatz in Sicherheitsventilen zum Teil technisch nicht möglich, zu kostspielig oder, aufgrund der Wartung, zu zeitintensiv.

Mehr als ein Ventil

Anlagenbetreiber können sich bei Unternehmen aus dem Bereich Anlagensicherheit und -service beraten lassen, sowohl was die Auswahl der passenden Kombination aus Sicherheitsventil/Berstscheibe betrifft, als auch über die richtige Justierung und Anordnung. Das in Willich im Westen von Nordrhein-Westfalen ansässige Unternehmen Askia hat sich auf die Beratung sowie auf praxisorientierte Lösungen im Bereich der Industriearmaturen und Sicherheitstechnik spezialisiert. In diesem Rahmen vertreibt das Unternehmen die „Consolidated Sicherheitsventile“ von GE Measurement & Control. Diese Sicherheitsventile zur Regulierung von Flüssigkeits-, Gas- und Dampfanwendungen lassen sich entsprechend dem vom Kunden vorgegebenen Einstelldruck justieren und prüfen. Ihre Besonderheit: Zusätzlich zum Sicherheitsventil enthalten sie eine Berstscheibe.

Doppelt gesichert hält besser

Für sich genommen sind die im Inneren aus einer oder mehreren Lagen Metallfolien bestehenden Berstscheiben vollständig dicht sowie beständig gegenüber aggressiven Medien. Im Falle eines Überdrucks und dem darauffolgenden Auslösen, fällt die Produktion jedoch aus. Das Überschreiten des Berstdruckes zerstört die Metallfolie und gibt augenblicklich den angeschlossenen Entlastungsquerschnitt frei. Dadurch entweicht das Medium in den dafür vorgesehenen Bereich. Ein duales System aus Berstscheibe und Sicherheitsventil ermöglicht es, dass die Anlage auch nach dem Entlasten in Betrieb bleibt.

Zu beachten ist aber eine Reihe von Besonderheiten bei der Auslegung und Anordnung der kombinierten Systeme, welche für die reibungslose Funktionalität und Sicherheit entscheidend sind: So muss beispielsweise der Berstdruck der Scheibe gleich oder geringer sein als der Ansprechdruck des Ventils. Die Belüftung des Zwischenraumes ist ebenfalls von Bedeutung, damit sich zwischen beiden Systemen kein Gegendruck aufbauen kann. Einer der wichtigsten Faktoren bei der Konstellation Berstscheibe/Sicherheitsventil ist allerdings, dass die Berstscheibe absolut fragmentationsfrei öffnet. Andernfalls könnten nach dem Ansprechen die Fragmente das Sicherheitsventil beschädigen. Beide Systeme funktionieren ohne Fremdenergie und sind ohne Redundanz zulässig. Die entsprechenden Grundlagen für Sicherheitsventile sind sowohl im AD-2000 Merkblatt (deutsches Regelwerk mit normativem Charakter) als auch in der DIN EN ISO 4126 definiert.

Zur Technik – Sicherheitsventile

Ein Sicherheitsventil ist eine Druckentlastungs-Einrichtung, welche einen Behälter gegen unzulässigen Überdruck schützt und dadurch Schaden an diesem sowie weiteren Teilen der Anlage verhindert. Steigt der Druck innerhalb des Behälters in einen kritischen Bereich, hebt der Druck den Ventilteller des Sicherheitsventils an, und das Medium kann entweichen. Nach dem Druckabfall schließt das Ventil.

Homepage des Unternehmens.

 

Heftausgabe: Oktober 2017

Über den Autor

Christopher Alexi, RSB Design
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