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Eine wirtschaftliche Kombination: Berstscheibe und Sicherheitsventil

Eine wirtschaftliche Kombination: Berstscheibe und Sicherheitsventil

Doppelt oder doch nicht?

Die Nachfrage nach der relativ unbekannten Kombination aus Sicherheitsventil (SV) und Berstscheibe (BS) stieg in den letzten Monaten stark an. Eine Erklärung hierfür ist schnell gefunden, denn die ­Kombination aus SV und BS bietet diverse Vorteile für verschiedenste Anwendungen. Warum sich immer mehr Betreiber für diese Kom­bination entscheiden, zeigt dieser Beitrag.

SV haben einen unschlagbaren Vorteil: Nach dem Entlasten des unzulässigen Überdrucks schließt das SV umgehend und je nach Anwendung kann die Produktion ohne Verzögerung fortgesetzt werden. Doch wo Licht ist, da ist auch Schatten: H­ohe Aufwände für die Anschaffung und regelmäßige Wartung oder die Notwendigkeit teurer Materialien zur Herstellung des SV aufgrund von strengen Vorgaben, z.B. innerhalb der TA Luft, sind Faktoren, die Betreibern im wahrsten Sinne des Wortes auf den Magen schlagen.

Wie bei einem SV besteht auch die Auf­gabe einer BS darin, bei einem definierten Druck zu öffnen und damit unzulässigen Überdruck innerhalb eines Prozesses zu verringern. Bei einer BS handelt es sich um eine nicht wieder schließende Sicherheitseinrichtung, die nach dem Ansprechen ausgetauscht werden muss.

Warum also diese Kombination? Es ist ganz einfach: Hochwertige, speziell für die Kombination mit SV entwickelte BS wie zum Beispiel die KUB V erlauben die Nutzung aller Vorteile eines SV und gleichen dabei die möglichen Nachteile von SV – wie hohe Kosten für Beschaffung und Instandhaltung – perfekt aus (Abb.1).


Abb.1 Berstscheibe und ­Sicherheitsventil – eine wirtschaftliche Kombination

Die Vorteile der Kombination im Überblick

Dichtigkeit Die TA Luft definiert vor allem bei toxischen Medien höchste Dichtigkeitswerte für die eingesetzten Sicherheits­systeme. Auch bei nicht toxischen, aber wertvollen Medien haben Betreiber ein ­ureigenes Interesse an vollständiger Dichtigkeit. Hochwertige BS erfüllen genau ­diese Anforderung und das ohne die ­hohen Kos­ten, die ein SV verursacht, um absolut ­leckagefrei über einen langen Zeitraum zu funktionieren.

Medien

Sicherheitseinrichtungen werden durch kle­brige, polymerisierende oder zähflüssige Medien in ihrer Funktion und Zuverlässigkeit mehr oder weniger stark beeinträchtigt. Ist eine BS dem SV vorgeschaltet, verhindert sie Anbackungen und Verklebungen. Am Beispiel der KUB V verhindert die glatte, dem Prozess zugewandte Metall­oberfläche jegliches Anhaften (Abb. 2). Die Knickstäbe (Sollbruchstellen der BS, die den Berstdruck definieren) sind, ebenso wie das SV, vor dem Prozessmedium geschützt. Die Beibehaltung des Berst-/Ansprechdrucks ist sichergestellt, der vorhandene Totraum wird gleichzeitig reduziert (Abb. 3).


Abb.2 Die glatte Wölbung der Berstscheibe ist dem Prozess zugewandt, verhindert Anbackungen und schützt das Berstelement.


Abb.3 Das Berstel­ement ist bei Umkehrberstscheiben vor dem Prozess­medium geschützt – der definierte Ansprechdruck ist dauerhaft sichergestellt.

Somit werden Wartungsintervalle und Reinigungszyklen des SV verlängert, notwendige Reinigungen sind einfacher durch­zuführen.

Bei Einsatz von korrosiven Medien verspricht die Kombination aus BS und SV ebenfalls einen wirtschaftlichen Vorteil für den Betreiber. Die BS als produktberührende Druckentlastungseinrichtung wird aus einem korrosionsbeständigen Material gefertigt, das SV ist nur im Ansprechfall der BS mit dem Medium in Berührung. Das ermöglicht die Herstellung des SV aus weniger korrosionsbeständigen und damit günsti­geren Materialien.

Wartung und Inspektion – Funktionstest des SV

Sollte doch eine Wartung notwendig sein, ist diese wesentlich bequemer und ressourcenschonender: In-situ-Tests sind eine kos­tensparende Möglichkeit, um die Funktions­fähigkeit von SV zu überprüfen. Ist der Ventilsitz noch ausreichend dicht? Spricht das SV beim einst definierten Ansprechdruck an? Fragen, die durch die Wartung und Inspektion, auch in-situ, beantwortet werden.

Das Vorgehen bei einem In-situ-Test ist schnell erklärt: Der Raum zwischen BS und SV wird im Druck bis zum Ansprechen des SV beaufschlagt. So kann das SV ohne Ausbau des Ventils und dem damit verbundenen Aufwand, nicht zuletzt auch dem dafür notwendigen Stillstand der Produk­tion, auf Funktionalität geprüft werden (Abb. 4). BS, die speziell für die Kombination mit SV entwickelt sind, weisen deshalb eine besonders hohe Rückdruckbelastbarkeit auf. Im Fall der KUB V beträgt diese 135?% des definierten Berstdrucks.


Abb.4 In-situ-Test: Das Sicherheitsventil wird ohne vorherigen Ausbau geprüft. Durch eine hohe Rückdruckbelastbarkeit hält die eingebaute Berstscheibe diese Beanspruchung problemlos aus.

Fragmentationsfreie BS – ein wichtiger Aspekt

Um eine Beeinträchtigung der Funktion des SV durch die BS zu verhindern, empfiehlt sich der Einsatz fragmentationsfreier BS (Abb. 5). Neben der Anordnung BS vor SV besteht die Möglichkeit, beide Druckentlastungseinrichtungen parallel anzubringen. Das SV sichert dann die üblichen Betriebsdrücke ab, die BS spricht nur an, wenn das SV versagt oder die Durchsatzleitung nicht ausreicht, um das Produkt bzw. den Druck abzuführen.


Abb.5 Fragmentationsfreie Berstscheiben wie die KUB V stellen die Funktionsfähigkeit des Sicherheitsventils, auch nach dem Ansprechen der Berstscheibe, sicher.

Fazit

BS erhöhen die Lebensdauer von SV, stellen absolute Dichtigkeit sicher und reduzieren die Aufwendungen für Anschaffung (durch den Einsatz kostengünstigerer Materialen bei SV) sowie Instandhaltung (längere Wartungsintervalle, In-situ-Tests). Die Kombination von SV und BS ist somit eine wirtschaftliche, zukunftsorientierte Lösung. Die steigende Anzahl an realisierten Aufträgen mit dieser Kombination ist dafür der beste Beweis. Was für die Auslegung von SV und BS gilt, gilt auch für die Kombination: Eine Vielzahl von Parametern muss beachtet werden, dazu zählen Prozessdaten wie Drücke und Druckwechsel, Füllstände, Volumen, Förderleistungen und Betriebsdaten der Peripherie (z.B. Zu- oder Ableitungen). Hinzu kommen sämtliche Stoffdaten wie Zustand des Mediums, Dichte, Viskosität, abzuführender Massenstrom u.v.m. Deshalb empfiehlt sich eine sorgsame Auswahl des Zulieferers.

Bilder: © Rembe GmbH Safety + Control, LESER GmbH
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C&M 6 / 2015

Diese Artikel wurden veröffentlicht in Ausgabe C&M 6 / 2015.
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