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Kombinierte Sicherheit

Berstscheibe direkt vor Sicherheitsventil geschaltet
Kombinierte Sicherheit

Kombinierte Sicherheit
Berstscheibe in Kombination mit einem Sicherheitsventil
Die getrennte Auslegung und Auswahl von Sicherheitsventilen oder Berstscheiben erfolgt entweder über die Leistungstabellen in den Herstellerkatalogen oder mit Hilfe spezieller Computerprogramme. Bei der Kombination beider Komponenten sind jedoch bestimmte Parameter zu beachten, ohne die eine sichere Funktion nicht gewährleistet ist.

Berstscheibe in Kombination mit einem Sicherheitsventil

Die getrennte Auslegung und Auswahl von Sicherheitsventilen oder Berstscheiben erfolgt entweder über die Leistungstabellen in den Herstellerkatalogen oder mit Hilfe spezieller Computerprogramme. Bei der Kombination beider Komponenten sind jedoch bestimmte Parameter zu beachten, ohne die eine sichere Funktion nicht gewährleistet ist.
Sicherheitsventile oder Berstscheiben werden üblicherweise für die Druckabsicherung von Behältern und Rohrleitungen eingesetzt. Beide Systeme haben gegenüber anderen Druckabsicherungen den großen Vorteil der Unabhängigkeit von Fremdenergie und es ist zulässig, diese auch ohne Redundanz (d.h. mehrfach parallele Anordnung gleicher Komponeneten) zu verwenden.
Die Kombination beider Systeme durch Anordnung der Berstscheibe vor dem Sicherheitsventil (Abb.) vereint die Vorteile beider Systeme: Die 100%ige Dichtheit bei hoher Medienbeständigkeit der Berstscheibe mit dem Wiederverschluß des Entlastungsquerschnitts beim Sicherheitsventil. Anlagen können auch nach Ansprechen der Sicherheitseinrichtung in Betrieb bleiben.
Das Regelwerk schreibt im AD-Merkblatt A1(1/95) nun folgende Anforderungen an die Kombination vor:
? Einsatz von nicht fragmentierenden Berstelementen (splitterfrei!),
? der Abstand bzw. das Volumen zwischen Berstscheibe und Sicherheitsventil muß so groß gewählt werden, daß ein korrektes Öffnen der Berstscheibe gewährleistet ist,
? Ableitung von eventuell anfallendem Kondensat zwischen Berstscheibe und Sicherheitsventil muß möglich sein,
? der Druckverlust in der Zuführungsleitung und der Berstscheibe vorm Sicherheitsventil darf 3% der Druckdifferenz zwischen dem zulässigen Betriebsdruck und dem Gegendruck des Sicherheitsventils nicht überschreiten,
? Einrichtung zum Erkennen einer angesprochenen Berstscheibe (Manometer, Alarmgeber, etc.), die gleichzeitig den Zwischenraum so belüftet, daß sich kein Gegendruck aufbauen kann, der dann den Ansprechdruck der Berstscheibe verändern würde.
Gegenüber der getrennten Auslegung von Berstscheibe und Sicherheitsventil sind bei der Kombination einige Besonderheiten zu beachten, die im folgenden beschrieben werden. Die Auslegung erfolgt in zwei Schritten: Zuerst wird das Sicherheitsventil nach folgenden Daten ausgelegt (die Verwendung des Computer-Auslegungsprogrammes Safe ist hierbei sinnvoll):
? Ansprechdruck,
? Gegendruck,
? Abblasemenge (Massenstrom/Volumenstrom),
? Medium (flüssig/gasförmig?),
? Temperatur,
? Funktionscharakteristik (Vollhub/Normal),
? Werkstoff,
? Zulassung.
Für die anschließende Auswahl der Berstscheibe gelten folgende Kriterien:
? Ansprechdruck der Berstscheibe = Ansprechdruck des Sicherheitsventils,
? Nennweite der Berstscheibe = Eintrittsnennweite des Sicherheitsventils,
? Medium (flüssig/gasförmig),
? Temperatur,
? Toleranz ±5% für die Kombination mit Vollhub-Sicherheitsventilen und ±10% für die Kombination mit Normal-Sicherheitsventilen,
? Druckstufe-Halter = Eintrittsdruckstufe des Sicherheitsventils,
? Werkstoffe von Berstscheibe und Halter,
? Zulassung,
? Art der Überwachung (Kontrollmanometer oder Alarmgeber).
Die Forderung nach 3% Druckverlust ist erfüllt, wenn die Berstscheibe direkt vor das Sicherheitsventil geschaltet wird und der Querschnitt der Einspannvorrichtung der folgenden Bedingung entspricht:
Ageom ? a >1,5 ? A0 ? aw
Dabei sind Ageom geometrischer Querschnitt des Berstelementes (Berstscheibe + Halter), a Ausflußziffer des Berstelementes (Berstscheibe + Halter), A0 engster Strömungsquerschnitt des Sicherheitsventils,
aw Ausflußziffer des Sicherheitsventils.
Weitere Informationen cav-204
Dipl.-Ing. Erhard Stork
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