Berstscheiben + Sicherheitsventile Wiki

Laut Definition sind Sicherheitsventile, ebenso wie Berstscheiben, Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion. Sie werden eingesetzt, um Behälter und Rohrleitungssysteme vor unzulässigem Überdruck zu schützen. Dies geschieht, indem das Sicherheitsventil eine gezielte Druckentlastung ermöglicht. Überschreitet der Druck im Inneren eines Kessels oder einer Rohrleitung einen gewissen Grenzwert, so öffnet sich das Sicherheitsventil und verhindert somit einen weiteren Druckaufbau. Es existieren verschiedenste Ausführungen, wobei federbelastete Systeme einen Großteil der heutzutage verwendeten Systeme ausmacht.

Durch eine Federspannung lässt sich eine Schließkraft an der Dichtfläche erzeugen. Ist der Gegendruck, den das Prozessmedium auf die Schließgeometrie ausübt, ausreichend groß, wird die Feder komprimiert und gibt einen gewissen Querschnitt zur Entlastung frei. Baut sich der Druck ausreichend stark ab, dominiert die Federkraft und das Ventil schließt. Ein Sicherheitsventil ist somit, anders als eine Berstscheibe, eine wiederverwendbare Druckentlastungseinrichtung, die mechanisch bedingt einer regelmäßigen Kontrolle unterzogen werden muss.

Jeder betroffene Betreiber kennt das Problem: Manche Sicherheitseinrichtungen werden durch korrosive, klebrige, polymerisierende oder zähflüssige Medien in ihrer Funktion und Zuverlässigkeit mehr oder weniger stark beeinträchtigt.

Das gilt auch für Sicherheitsventile. Ist der Ventilsitz verklebt, kann der definierte Ansprechdruck nicht mehr garantiert werden. Dieses Risiko besteht bereits vor dem ersten Ansprechen des Sicherheitsventils – weshalb Reinigungen und Inspektionen notwendig sind, um im Ernstfall das Ansprechen des Sicherheitsventils bei vorgesehenem Druck zu gewährleisten. Ist eine REMBE^® Berstscheibe dem Sicherheitsventil vorgeschaltet, schützt diese das Sicherheitsventil von Anbackungen und Verklebungen. Umkehr-Berstscheiben wie die KUB^® haben auf der dem Prozess zugewandten Seite eine glatte Metalloberfläche, an der nichts haften bleibt. Die Sollbruchstellen sind vom Prozess isoliert. So ist der definierte Ansprechdruck zu jeder Zeit sichergestellt, ein zu spätes Ansprechen wird ausgeschlossen.

Es existieren eine Vielzahl von industriellen Prozessen, in denen die Verwendung von Druckentlastungeinrichtungen unumgänglich ist. So werden Kessel und Reaktoren, Rohrleitungen und Pipelines, Pumpen und Kompressoren sowie auch Kühl- und Heizkreisläufe mit Sicherheitsventilen geschützt. Unzulässiger Überdruck kann in diesen Prozessen aufgrund verschiedenster Ursachen entstehen. So kann es zu externem Feuer, chemischen Reaktionen, Störungen von Kühl- oder Heizsystemen, thermischer Expansion des Prozessmediums und zu blockierten Ableitungen kommen. Für die Auswahl einer geeigneten Druckentlastungsvorrichtung ist es dabei stets von Relevanz wie schnell es zum Druckanstieg kommt und welche Volumenströme während der Entlastung abzuführen sind. Mit dem Wissen über Prozessbedingungen und -medium lassen sich, für die vorliegende Anwendung besonders geeignete, Sicherheitsventile auswählen. Charakteristische Kenngrößen eines Sicherheitsventils sind Ansprech- und Schließdruck, der kleinste Öffnungsdurchmesser, die Ausflussziffer sowie die Hub-Druck-Abhängigkeit des Ventils.

Historisch gesehen wurden Sicherheitsventile in Ihren frühen Zeiten auch zur Regulierung des Arbeitsdruckes, beispielsweise in Dampflokomotiven, genutzt. Heute kommt dem Sicherheitsventil jedoch alleinig die Aufgabe zu, Prozesse, Menschen und Umwelt gegen die Folgen einer unkontrollierten Druckentlastung, im schlechtesten Falle in Form einer Explosion, zu schützen. Steht Anwendern heutzutage auch eine breite Auswahl an anderen Schutztechnologien in Form von Regelkreisen, Steuergeräten und Prozessüberwachungseinrichtungen zur Verfügung, werden Sicherheitsventile in der Regel trotzdem als ausfallsichere finale Absicherung verwendet, um auch bei Versagen der zuvor genannten Instrumente eine sichere Druckentlastung sicherzustellen. Sie müssen daher einem gewissen Druckniveau stets zuverlässig öffnen, um einen weiteren Druckanstieg zu verhindern und sollten nach erfolgreicher Druckentlastung wieder vollständig schließen, um weitere Emissionen und Produktverlust zu verhindern.

Sicherheitsventile sind Ausrüstungsgegenstände mit Sicherheitsfunktion, weswegen ihre volle Funktionsbereitschaft dauerhaft sicherzustellen ist. Ein ausreichender Schutz ist nur dann vorhanden, wenn das Sicherheitsventil zuverlässig öffnet und auch selbstständig wieder schließt. Falscher Einbau und mangelhafte Wartung sind die Ursachen, die wesentlich zum Ausfall von Sicherheitsventilen beitragen. Es bedarf daher sowohl bei der Montage als auch bei der Wartung dieser Sicherheitseinrichtung besonderer Aufmerksamkeit. Insbesondere tragen routinemäßige Wartungsintervalle dazu bei, die Lebenszeit von Sicherheitsventilen zu verlängern und die korrekte Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Es wird empfohlen, dass diese Prüfungen alle 6 bis 12 Monate durchgeführt werden. In einer Sichtprüfung sollte das Ventil auf intakte Siegeldrähte sowie auf Anzeichen von Korrosion und Leckage geprüft werden.

Berstscheiben sind, ebenso wie Sicherheitsventile, Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion, welche zur Druckentlastung von Behältern und Rohren genutzt werden können. Sie können alleinständig, parallel oder in Serie mit Sicherheitsventilen verwendet werden. Werden Sicherheitsventile und Berstscheibe kombiniert, so ist stets eine Addition der vorteilhaften Eigenschaften der einzelnen Komponenten das Ziel. Parallel zu Sicherheitsventilen werden Berstscheiben insbesondere dann verwendet, wenn ein Sicherheitsventil applikationsbedingt zu Ausfällen neigt oder damit gerechnet werden muss, dass es im Prozess zu ungewöhnlich hohen oder sehr schnell ansteigenden Druckspitzen kommen kann, welche durch ein Sicherheitsventil nicht ausreichend entlastet werden können. In Serie werden Berstscheiben und Sicherheitsventile vor allem dann verwendet, wenn besonders korrosive, klebrige oder toxische Medien entlastet werden müssen.

Üblicherweise werden Sicherheitsventile ausgebaut, um ihre Funktionsfähigkeit zu überprüfen. Das ist mit hohem Aufwand verbunden. In Kombination mit einer REMBE^® Berstscheibe können Sie Ihre Sicherheitsventile vor Ort (in-situ) testen. Dabei wird der Raum zwischen Berstscheibe und Ventilhub mit Druck beaufschlagt.

Aufgrund der Rückdruckbelastbarkeit der KUB^® V von 135 % bleibt die Berstscheibe unversehrt, während das Sicherheitsventil überprüft wird. Sollte das Sicherheitsventil aufgrund betriebsinterner Vorgaben doch zur Inspektion ausgebaut werden, kann die Berstscheibe bei Montage in einer separaten Flanschverbindung als Verschluss der Öffnung in ihrer Einbaustelle verbleiben.

Aus der Kombination von Sicherheitsventil und Berstscheibe resultieren einzigartige Vorteile. So ermöglicht die Serienschaltung eine höhere Dichtigkeit, ohne auf den Vorteil der Wiederverschließbarkeit zu verzichten. Dabei garantiert die Berstscheibe die technische Dichtigkeit, während das Sicherheitsventil den Behälter auch nach erfolgreicher Druckentlastung wieder verschließt. Durch die Isolation des Sicherheitsventils vom Prozessmedium kann zudem sichergestellt werden, dass der Ventilsitz nicht verklebt oder es durch korrosive Vorgänge zu einer Erhöhung der Leckageraten kommt. Werden Umkehr-Berstscheiben verwendet, welche in der Regel eine besonders hohe Rückdruckfestigkeit aufweisen, ist es zudem möglich, den Zwischenraum der Kombination mit Druck zu beaufschlagen. Dies ermöglicht es das Sicherheitsventil einem in-situ Funktionstest zu unterziehen, was die Wartungs- und Prüfkosten des Sicherheitsventils wesentlich reduziert.