Druckentlastungsventile
Ein Druckentlastungsventil ist eine Sicherheitsvorrichtung zum Schutz eines Druckbehälters oder Systems während eines Überdruckereignisses.
Ein Überdruckereignis bezieht sich auf jeden Zustand, der dazu führen würde, dass der Druck in einem Gefäß oder System über den angegebenen Konstruktionsdruck oder den maximal zulässigen Arbeitsdruck (MAWP) hinaus ansteigt.
Der Hauptzweck eines Überdruckventils ist der Schutz von Leben und Eigentum durch Entlüften von Flüssigkeit aus einem Überdruckbehälter.,
Viele elektronische, pneumatische und hydraulische Systeme existieren heute, um Fluidsystemvariablen wie Druck, Temperatur und Durchfluss zu steuern. Jedes dieser Systeme benötigt eine Stromquelle irgendeiner Art, wie Strom oder Druckluft, um zu funktionieren. Ein Überdruckventil muss jederzeit betriebsbereit sein, insbesondere während eines Stromausfalls, wenn die Systemsteuerung nicht funktioniert. Die einzige Energiequelle für das Überdruckventil ist daher das Prozessfluid.,
Sobald ein Zustand eintritt, der dazu führt, dass der Druck in einem System oder Gefäß auf ein gefährliches Niveau ansteigt, kann das Überdruckventil das einzige verbleibende Gerät sein, um einen katastrophalen Ausfall zu verhindern. Da die Zuverlässigkeit in direktem Zusammenhang mit der Komplexität der Vorrichtung steht, ist es wichtig, dass die Konstruktion des Überdruckventils so einfach wie möglich ist.
Das Überdruckventil muss sich bei einem vorgegebenen Solldruck öffnen, eine Nennleistung bei einem vorgegebenen Überdruck durchlaufen und schließen, wenn der Systemdruck auf ein sicheres Niveau zurückgekehrt ist., Druckentlastungsventile müssen mit Materialien ausgestattet sein, die mit vielen Prozessflüssigkeiten kompatibel sind, von einfacher Luft und Wasser bis hin zu den korrosivsten Medien. Sie müssen auch so ausgelegt sein, dass sie gleichmäßig glatt und stabil auf einer Vielzahl von Flüssigkeiten und Fluidphasen arbeiten.
Federbelastetes Überdruckventil
Das grundlegende federbelastete Überdruckventil wurde entwickelt, um die Notwendigkeit einer einfachen, zuverlässigen, systemgesteuerten Vorrichtung zum Überdruckschutz zu erfüllen.
Das Bild rechts zeigt den Aufbau eines federbelasteten Überdruckventils.,
Das Ventil besteht aus einem Ventileinlass oder einer Düse, die auf dem Drucksystem montiert ist, einer Scheibe, die gegen die Düse gehalten wird, um einen Durchfluss unter normalen Systembetriebsbedingungen zu verhindern, einer Feder, um die Scheibe geschlossen zu halten, und einem Körper/einer Motorhaube, um die Bedienelemente zu enthalten. Die Federlast ist einstellbar, um den Druck zu variieren, bei dem sich das Ventil öffnet.
Wenn ein Überdruckventil anzuheben beginnt, erhöht sich die Federkraft. Somit muss der Systemdruck steigen, wenn der Auftrieb fortgesetzt werden soll. Aus diesem Grund dürfen Druckentlastungsventile eine Überdruckzugabe erhalten, um den vollen Auftrieb zu erreichen., Dieser zulässige Überdruck beträgt im Allgemeinen 10% für Ventile an ungebrannten Systemen. Dieser Spielraum ist relativ gering und es müssen einige Mittel bereitgestellt werden, um den Hubaufwand zu unterstützen.
Die meisten Überdruckventile verfügen daher über eine sekundäre Steuerkammer oder Huddling-Kammer, um den Auftrieb zu verbessern. Wenn die Scheibe anzuheben beginnt, tritt Flüssigkeit in die Steuerkammer ein, wodurch ein größerer Bereich der Scheibe dem Systemdruck ausgesetzt wird.
Dies bewirkt eine inkrementelle Kraftänderung, die die Erhöhung der Federkraft überkompensiert und das Ventil schnell öffnet., Gleichzeitig wird die Richtung des Fluidstroms umgekehrt und der Impulseffekt, der sich aus der Änderung der Strömungsrichtung ergibt, verstärkt den Auftrieb weiter. Diese Effekte ermöglichen es dem Ventil, maximalen Auftrieb und maximalen Durchfluss innerhalb der zulässigen Überdruckgrenzen zu erreichen. Aufgrund der größeren Scheibenfläche, die dem Systemdruck ausgesetzt ist, nachdem das Ventil einen Auftrieb erreicht hat, schließt das Ventil erst, wenn der Systemdruck auf ein Niveau unterhalb des eingestellten Drucks reduziert wurde. Die Konstruktion der Steuerkammer bestimmt, wo der Schließpunkt auftreten wird.,
Die Differenz zwischen dem eingestellten Druck und dem Schließpunktdruck wird Blowdown genannt und wird üblicherweise als Prozentsatz des eingestellten Drucks ausgedrückt.
Balancierte Balgventile und balancierte Kolbenventile
Wenn der überlagerte Gegendruck variabel ist, wird ein Balgbalg oder eine balancierte Kolbenkonstruktion empfohlen. Rechts ist ein typischer balancierter Balg abgebildet. Der Faltenbalg oder Kolben ist mit einer effektiven Druckfläche gleich der Sitzfläche der Scheibe ausgelegt., Die Motorhaube wird entlüftet, um sicherzustellen, dass der Druckbereich des Faltenbalgs oder Kolbens immer atmosphärischem Druck ausgesetzt ist, und um ein verräterisches Zeichen zu geben, falls der Faltenbalg oder Kolben zu lecken beginnt. Schwankungen des Gegendrucks haben daher keinen Einfluss auf den eingestellten Druck. Gegendruck kann jedoch den Fluss beeinflussen.
Druck Relief Ventil Unten Typ
Andere designs von Relief Ventile
Sicherheit Ventil.
Ein Sicherheitsventil ist ein Druckentlastungsventil, das durch statischen Eingangsdruck betätigt wird und sich durch schnelle Öffnungs-oder Pop-Aktion auszeichnet., (Es wird normalerweise für Dampf-und Luftdienste verwendet.)
- Low-Lift-Sicherheitsventil
Ein Low-Lift-Sicherheitsventil ist ein Sicherheitsventil, bei dem sich die Scheibe automatisch so anhebt, dass der tatsächliche Auslassbereich durch die Position der Scheibe bestimmt wird. - Full-Lift-Sicherheitsventil
Ein Full-Lift-Sicherheitsventil ist ein Sicherheitsventil, bei dem sich die Scheibe automatisch so anhebt, dass der tatsächliche Auslassbereich nicht durch die Position der Scheibe bestimmt wird.,
Entlastungsventil
Ein Entlastungsventil ist eine Druckentlastungsvorrichtung, die durch statischen Eingangsdruck betätigt wird und einen allmählichen Auftrieb aufweist, der im Allgemeinen proportional zum Druckanstieg über dem Öffnungsdruck ist. Es kann mit einem geschlossenen Federgehäuse versehen sein, das für die Anwendung eines geschlossenen Ablasssystems geeignet ist, und wird hauptsächlich für den Flüssigkeitsdienst verwendet.,
Sicherheitsentlastungsventil
Ein Sicherheitsentlastungsventil ist ein Druckentlastungsventil, das sich je nach Anwendung durch schnelles Öffnen oder Öffnen proportional zum Druckanstieg über dem Öffnungsdruck auszeichnet und entweder für flüssige oder komprimierbare Flüssigkeit verwendet werden kann.
- Herkömmliches Sicherheitsventil
Ein herkömmliches Sicherheitsventil ist ein Überdruckventil, dessen Federgehäuse zur Auslassseite des Ventils entlüftet ist., Die Betriebseigenschaften (Öffnungsdruck, Schließdruck und Entlastungskapazität) werden direkt durch Änderungen des Gegendrucks auf das Ventil beeinflusst. - Balanced Safety Relief Valve
Ein Balanced Safety Relief Valve ist ein Überdruckventil, das Mittel zur Minimierung der Auswirkungen des Gegendrucks auf die Betriebseigenschaften (Öffnungsdruck, Schließdruck und Entlastungskapazität) enthält.,
Pilotbetriebenes Druckentlastungsventil
Ein pilotbetriebenes Druckentlastungsventil ist ein Druckentlastungsventil, bei dem die Hauptentlastungsvorrichtung mit einem selbstbetätigten Hilfsdruckentlastungsventil kombiniert und von diesem gesteuert wird.
Leistungsbetätigtes Druckentlastungsventil
Ein leistungsbetätigtes Druckentlastungsventil ist ein Druckentlastungsventil, bei dem die Hauptentlastungsvorrichtung mit einer Vorrichtung kombiniert und von dieser gesteuert wird, die eine externe Energiequelle benötigt.,
Temperaturbetätigtes Überdruckventil
Ein temperaturbetätigtes Überdruckventil ist ein Überdruckventil, das durch Außen-oder Innentemperatur oder durch Druck auf der Einlassseite betätigt werden kann.
Vakuumentlastungsventil
Ein Vakuumentlastungsventil ist eine Druckentlastungsvorrichtung, die entwickelt wurde, um Flüssigkeit zuzulassen, um ein übermäßiges internes Vakuum zu verhindern; Es wurde entwickelt, um einen weiteren Flüssigkeitsfluss nach Wiederherstellung der normalen Bedingungen wiederherzustellen und zu verhindern.,
Codes, Standards und empfohlene Praktiken
Weltweit werden viele Codes und Standards veröffentlicht, die sich mit der Konstruktion und Anwendung von Überdruckventilen befassen. Der am weitesten verbreitete und anerkannte davon ist der ASME-Kessel-und Druckbehältercode, der allgemein als ASME-Code bezeichnet wird.
Die meisten Codes und Standards sind freiwillig, d.h. sie stehen Herstellern und Anwendern zur Verfügung und können in Einkaufs-und Konstruktionsspezifikationen geschrieben werden., Der ASME-Code ist einzigartig in den Vereinigten Staaten und Kanada, nachdem er von der Mehrheit der staatlichen und Provinzgesetzgeber angenommen und gesetzlich vorgeschrieben wurde.
Der ASME-Code enthält Regeln für die Konstruktion und den Bau von Druckbehältern. Verschiedene Abschnitte des Kodex decken gefeuerte Schiffe, Kernschiffe, ungebrannte Schiffe und zusätzliche Themen wie Schweißen und zerstörungsfreie Untersuchung ab. Schiffe, die gemäß dem ASME-Code hergestellt werden, müssen einen Überdruckschutz haben. Die Art und das Design zulässiger Überdruckschutzvorrichtungen sind im Code ausführlich beschrieben.,
Terminologie
Die folgenden Definitionen sind der DIN 3320 entnommen, es ist jedoch zu beachten, dass viele der verwendeten Begriffe und zugehörigen Definitionen universell sind und in vielen anderen Normen vorkommen. Wo häufig verwendete Begriffe nicht in DIN 3320 definiert sind, wurde ASME PTC25.3 als Bezugsquelle verwendet., Diese Liste ist nicht erschöpfend und dient nur als Leitfaden; Sie sollte nicht anstelle des relevanten aktuellen Emissionsstandards verwendet werden:
- Betriebsdruck (Arbeitsdruck)
ist der bei normalen Betriebsbedingungen innerhalb des zu schützenden Systems vorhandene Messdruck. - Eingestellter Druck
ist der Messdruck, bei dem unter Betriebsbedingungen direkt belastete Sicherheitsventile anzuheben beginnen. - Prüfdruck
ist der Messdruck, bei dem unter Prüfstandbedingungen (atmosphärischer Gegendruck) direkt belastete Sicherheitsventile anzuheben beginnen., - Öffnungsdruck
ist der Manometer-Druck, bei dem der Auftrieb ausreicht, um die vorgegebene Fließleistung abzulassen. Es ist gleich dem eingestellten Druck plus Öffnungsdruckdifferenz. - Rückstelldruck
ist der Messdruck, bei dem das direkt belastete Sicherheitsventil wieder geschlossen wird. - Eingebauter Gegendruck
ist der Manometer-Druck, der durch Blasen an der Auslassseite aufgebaut wird. - Überlagerter Gegendruck
ist der Messdruck auf der Auslassseite des geschlossenen Ventils., - Gegendruck
ist der Manometer-Druck, der während des Blasens auf der Austrittsseite aufgebaut wird (eingebauter Gegendruck + überlagerter Gegendruck). - ist der Druckanstieg über den maximal zulässigen Betriebsdruck des zu schützenden Systems.
- Öffnungsdruckdifferenz
ist der Druckanstieg über den eingestellten Druck, der für einen Auftrieb erforderlich ist, der geeignet ist, die vorgegebene Fließfähigkeit zu ermöglichen. - Rücksetzdruckdifferenz
ist die Differenz zwischen eingestelltem Druck und Rücksetzdruck., - Funktionelle Druckdifferenz
ist die Summe der Öffnungsdruckdifferenz und der Rücksetzdruckdifferenz. - Betriebsdruckdifferenz
ist die Druckdifferenz zwischen eingestelltem Druck und Betriebsdruck. - Lift
ist der Weg der Scheibe weg von der geschlossenen Position. - Beginn des Auftriebs (Öffnung)
ist die erste messbare Bewegung der Scheibe oder die Wahrnehmung von Entladungsgeräuschen., - Strömungsfläche
ist die Querschnittsfläche stromaufwärts oder stromabwärts des Körpersitzes, berechnet aus dem minimalen Durchmesser, der zur Berechnung der Strömungskapazität ohne Abzug von Hindernissen verwendet wird. - Strömungsdurchmesser
ist der minimale geometrische Durchmesser stromaufwärts oder stromabwärts des Körpersitzes. - Nenngrößenbezeichnung
eines Sicherheitsventils ist die Nenngröße des Einlasses., - Theoretische Fließleistung
ist der berechnete Massenstrom aus einer Öffnung mit einer Querschnittsfläche gleich der Strömungsfläche des Sicherheitsventils ohne Rücksicht auf Strömungsverluste des Ventils. - Tatsächliche Fließfähigkeitist die durch Messung bestimmte Fließfähigkeit.
- Zertifizierte Fließleistung
ist tatsächliche Fließleistung um 10% reduziert. - Entladungskoeffizient
ist das Verhältnis der tatsächlichen zur theoretischen Entladungskapazität., - Zertifizierter Entladungskoeffizient
ist der um 10% reduzierte Entladungskoeffizient (auch als derated coefficient of discharge bezeichnet).
Die folgenden Begriffe sind nicht in DIN 3320 definiert und stammen aus ASME PTC25.3:
- Blowdown (reseating pressure difference) –
Differenz zwischen tatsächlichem Popping-Druck und tatsächlichem Reseating-Druck, üblicherweise ausgedrückt als Prozentsatz des eingestellten Drucks oder in Druckeinheiten. - Kalter Differenzprüfdruck
der Druck, bei dem ein Ventil auf einem Prüfstand unter Verwendung eines Testfluids bei Umgebungstemperatur eingestellt wird., Dieser Prüfdruck umfasst Korrekturen für Betriebsbedingungen wie z.B. Gegendruck oder hohe Temperaturen. - Strömungsbewertungsdruck
ist der statische Eingangsdruck, bei dem die Entlastungskapazität einer Druckentlastungsvorrichtung gemessen wird. - Leckprüfdruck
ist der angegebene statische Eingangsdruck, bei dem eine quantitative Sitzleckageprüfung nach einem Standardverfahren durchgeführt wird. - Gemessene Entlastungskapazität
ist die Entlastungskapazität einer Druckentlastungsvorrichtung, die am Durchflussbewertungsdruck gemessen wird., - Bewertete Entlastungskapazität
ist der Teil der gemessenen Entlastungskapazität, der nach dem anwendbaren Code oder der geltenden Regelung als Grundlage für die Anwendung einer Druckentlastungsvorrichtung zulässig ist. - Überdruck
ist ein Druckanstieg über den eingestellten Druck eines Überdruckventils, üblicherweise ausgedrückt als Prozentsatz des eingestellten Drucks. - Knalldruck
ist der Wert der Erhöhung des statischen Eingangsdrucks eines Überdruckventils, bei dem ein messbarer Auftrieb vorliegt, oder bei dem die Entladung kontinuierlich wird, wie durch Sehen, Fühlen oder Hören bestimmt., - Entlasten druck
ist set druck plus überdruck. - Simmer
ist die Druckzone zwischen eingestelltem Druck und Knalldruck. - Maximaler Betriebsdruck
ist der maximale Druck, der während des Systembetriebs erwartet wird. - Maximal zulässiger Betriebsdruck (MAWP)
ist der maximal zulässige Betriebsdruck an der Oberseite eines fertigen Behälters in seiner Betriebsposition für eine bestimmte Temperatur., - Maximal zulässiger akkumulierter Druck (MAAP)
ist der maximal zulässige Arbeitsdruck zuzüglich der Akkumulation, die unter Bezugnahme auf die geltenden Codes für Betriebs-oder Brandfälle festgelegt wurde.
Lagerung Handhabung und Transport von Sicherheitsventilen
Lagerung und Handhabung
Da Sauberkeit für den zufriedenstellenden Betrieb und die Dichtigkeit eines Sicherheitsventils unerlässlich ist, sollten während der Lagerung Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um alle Fremdstoffe fernzuhalten. Einlass-und Auslassschutz sollten so lange an Ort und Stelle bleiben, bis das Ventil bereit ist, in das System eingebaut zu werden., Achten Sie darauf, den Ventileinlass absolut sauber zu halten. Es wird empfohlen, das Ventil in Innenräumen im Originalversandbehälter fern von Schmutz und anderen Verschmutzungen aufzubewahren.
Sicherheitsventile müssen sorgfältig gehandhabt und niemals Stößen ausgesetzt werden. Eine grobe Handhabung kann die Druckeinstellung verändern, Ventilteile verformen und die Sitzdichtheit und Ventilleistung beeinträchtigen.
Das Ventil sollte niemals mit dem Hebelhebel angehoben oder gehandhabt werden.,
Wenn es notwendig ist, ein Hebezeug zu verwenden, sollte die Kette oder Schlinge um den Ventilkörper und die Motorhaube in einer Weise platziert werden, die sicherstellt, dass das Ventil in einer vertikalen Position ist, um die Installation zu erleichtern.
Installation
Viele Ventile sind beschädigt,wenn sie zum ersten Mal in Betrieb genommen, weil die Verbindung nicht richtig zu reinigen, wenn installiert. Vor dem Einbau müssen Flanschflächen oder Gewindeanschlüsse sowohl am Ventileinlass als auch am Behälter und/oder der Leitung, an der das Ventil montiert ist, gründlich von jeglichem Schmutz und Fremdmaterial gereinigt werden.,
Da Fremdstoffe, die in und durch Sicherheitsventile gelangen, das Ventil beschädigen können, müssen auch die Systeme, an denen die Ventile getestet und schließlich installiert werden, inspiziert und gereinigt werden. Insbesondere neue Systeme neigen dazu, Fremdkörper einzudämmen, die versehentlich während des Baus eingeschlossen werden und die Sitzfläche beim Öffnen des Ventils zerstören. Das System sollte vor dem Einbau des Sicherheitsventils gründlich gereinigt werden.
Die verwendeten Dichtungen müssen für die spezifischen Flansche maßgerecht sein., Die Innendurchmesser müssen die Einlass-und Auslassöffnungen des Sicherheitsventils vollständig reinigen, damit die Dichtung den Durchfluss nicht einschränkt.
Ziehen Sie bei Flanschventilen alle Verbindungsbolzen oder Bolzen gleichmäßig herunter, um eine mögliche Verzerrung des Ventilkörpers zu vermeiden. Bei Gewindeventilen keinen Schraubenschlüssel am Ventilkörper anbringen. Verwenden Sie die Sechskantwohnungen, die an der Einlassbuchse vorgesehen sind.
Sicherheitsventile sind zum Öffnen und Schließen in einem engen Druckbereich vorgesehen. Ventilinstallationen erfordern eine genaue Auslegung sowohl für Einlass-als auch für Auslassleitungen. Richtlinien finden Sie in internationalen, nationalen und Industriestandards.,
Einlassleitung
Schließen Sie dieses Ventil so direkt und nah wie möglich an das zu schützende Gefäß an.
Das Ventil sollte senkrecht in aufrechter Position entweder direkt an einer Düse aus dem Druckbehälter oder an einer kurzen Verbindungsarmatur montiert werden, die eine direkte, ungehinderte Strömung zwischen dem Behälter und dem Ventil ermöglicht. Die Installation eines Sicherheitsventils in einer anderen als dieser empfohlenen Position beeinträchtigt dessen Betrieb.
Das Ventil sollte niemals an einer Armatur installiert werden, die einen kleineren Innendurchmesser als der Einlassanschluss des Ventils hat.,
Entladungsleitungen
Entladungsleitungen sollten einfach und direkt sein. Eine“ gebrochene “ Verbindung in der Nähe des Ventilauslasses wird nach Möglichkeit bevorzugt. Alle Entladungsleitungen sollten so direkt wie möglich bis zur endgültigen Freigabe zur Entsorgung laufen. Das Ventil muss in einen sicheren Entsorgungsbereich abgeführt werden. Die Abflussrohre müssen ordnungsgemäß abgelassen werden, um die Ansammlung von Flüssigkeiten auf der nachgeschalteten Seite des Sicherheitsventils zu verhindern.
Das Gewicht der Entladungsleitung sollte von einer separaten Stütze getragen und richtig verspannt werden, um reaktiven Schubkräften standzuhalten, wenn das Ventil entlastet wird., Das Ventil sollte auch abgestützt sein, um schwankenden oder Systemvibrationen standzuhalten.
Wenn das Ventil in ein Drucksystem entladen wird, stellen Sie sicher, dass das Ventil ein „ausgewogenes“ Design ist. Der Druck auf die Entladung einer „unausgeglichenen“ Konstruktion beeinträchtigt die Ventilleistung und den eingestellten Druck.
Fittings oder Rohr mit einem kleineren Innendurchmesser als die Ventilauslassverbindungen dürfen nicht verwendet werden.
Die Motorhauben der Balgsicherheitsventile müssen immer entlüftet werden, um eine ordnungsgemäße Funktion des Ventils zu gewährleisten und im Falle eines Balgausfalls eine verräterische Wirkung zu erzielen., Schließen Sie diese offenen Lüftungsöffnungen nicht an. Wenn die Flüssigkeit brennbar, giftig oder ätzend ist, sollte die Motorhaubenentlüftung an einen sicheren Ort geleitet werden.
Quelle und Bilder für diese Seite:
Crosby® – Pressure Relief Valve Engineering Handbook-
Anderson Greenwood Crosby-Technical Seminar Manual –
Spirax Sarco-Alternative Plant Protection Devices and Terminology –
Es ist wichtig zu bedenken, dass ein Überdruckventil eine Sicherheitsvorrichtung ist, die zum Schutz von Druckbehältern oder Systemen vor katastrophalen Ausfällen eingesetzt wird., Vor diesem Hintergrund sollte die Anwendung von Überdruckventilen nur voll ausgebildetem Personal zugewiesen werden und die Regeln der geltenden Kodizes und Normen strikt einhalten.