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Doppelter Kugelhahn für doppelte Sicherheit

Sicherheitskugelhahn bietet kompakte Alternative
Doppelter Kugelhahn für doppelte Sicherheit

Um auch in bestehenden Anlagen die Betriebssicherheit zu maximieren, sind clevere Lösungen gefragt. Ein doppelter Kugelhahn, das sogenannte Twin Ball Valve, reduziert Schnittstellen und bietet zusätzliche Barrieren in der Baulänge einer Standardarmatur. Insbesondere in Anlagen mit anspruchsvollen Prozessbedingungen ist es bereits branchenübergreifend im Einsatz.

Besonders in bestehenden Anlagen sucht man heute zuverlässige Absperrlösungen, die zusätzliche Sicherheitsfunktionen bieten, langlebig sind und am besten mit wenig Installationsaufwand Bestandsarmaturen ersetzen können. Wenn aus Sicherheitsgründen mehr als eine Absperrung gefragt ist, bietet das von Hartmann Valves entwickelte Twin Ball Valve eine kompakte und wirtschaftliche Alternative zum Einsatz mehrerer Armaturen. Das Twin Ball Valve besteht aus zwei Kugelhähnen in einem Gehäuse, die auf Wunsch noch mit je zwei unabhängigen Barrieren ausgestattet sind. Somit kann durch den Einsatz eines Twin Ball Valves die Sicherheit insgesamt um bis zu Faktor 4 erhöht werden und bleibt mit Blockflanschen sogar in der Baulänge einer einzelnen Standardarmatur. Dank dieser platzsparenden Bauweise bietet die Lösung eine kostengünstigere Alternative und eignet sich auch besonders als maßgeschneiderter Ersatz bei eingeschränkten Platzverhältnissen.

In Double-Piston-Ausführung

Die beiden Kugelhähne in dem Gehäuse des Twin Ball Valves können zudem mit je zwei unabhängigen Barrieren ausgestattet werden, der sogenannten Double-Piston-Ausführung: Im Falle einer eintrittsseitigen Leckage gelangt Druck in den Innenraum des Gehäuses. Bei einer Standardkonstruktion führt dies, nach Aufbau des benötigten Drucks, zum Abheben des austrittseitigen Dichtringes und folglich zu einer Entlastung in den nachgelagerten Anlagenteil. Um dies zu verhindern, ist der austrittsseitige Dichtring als Doppelkolben (Double Piston) ausgeführt. Er dichtet zuverlässig in beiden Richtungen und wird zur Realisierung von DIB 1 bzw. 2 Systemen (Double Isolation & Bleed) eingesetzt.

Rein metallisch dichtend

Wie alle Hartmann Kugelhähne ist auch das Twin Ball Valve jeweils mit einer rein metallischen Abdichtung zwischen Kugel und Sitzring ausgestattet. Dieses Dichtsystem ist gasdicht und erfüllt auch bei häufigen Schaltvorgängen eine Leckrate von A bzw. 0. Auch bei Verschmutzungen ist es erheblich widerstandsfähiger und wartungsärmer als weichdichtende Systeme. Entscheidend für die Langlebigkeit sind zudem die entsprechende Materialauswahl sowie Oberflächenbehandlungen und Sonderbeschichtungen wie zusätzliche Innenbeschichtungen gegen Korrosion.

Die Kugelhähne und Twin Ball Valves von Hartmann Valves werden individuell angepasst und können für Temperaturen von -200 bis +550 °C, Druckstufen bis 700 bar oder besonders aggressive Medien ausgelegt sein. Gerade bei diesen anspruchsvollen Prozessbedingungen haben sich Kugelhähne zunehmend als Absperrorgane durchgesetzt. Denn im Vergleich zu klassischen Schiebern neigen sie beispielsweise weniger dazu, zu blockieren, sind resistenter gegen Verunreinigungen im Medienstrom und in allen Druckstufen gasdicht. Die längeren Wartungsintervalle und damit verbundenen Zeit- und Kosteneinsparungen machen sie zudem wirtschaftlicher.

Sonderanfertigung für DEA

Die Vorteile von rein metallisch dichtenden Kugelhähnen und speziellen Twin Ball Valves weiß auch die DEA Deutsche Erdoel AG in vielen ihrer Anlagen zu schätzen. So sind beispielsweise in dem oberbayerischen Gasspeicher Wolfersberg seit den 1970ern mittlerweile rund 800 Kugelhähne von Hartmann verbaut, viele davon sind maßgeschneiderte Sonderanfertigungen. Bei besonders hohen Prozessanforderung an die Sicherheit kommen Twin Ball Valves DN 150 PN 250 zum Einsatz, die mit wenig Aufwand zweifache Sicherheit schaffen. Die doppelte Leitungsabsperrung mit zwei vollständig voneinander unabhängigen Abschlusssystemen in einem Gehäuse überzeugte die Betreiber. Ausschlaggebend war die kompakte und materialsparende Bauweise, die nicht nur Platz und Kosten spart, sondern auch schneller zu installieren ist.
Eine besonders kompakte Sonderlösung des Twin Ball Valves (TBV) entstand, als die Erneuerung einer alten Sperrstrecke aus einem eingeschweißten und einem geflanschten Kugelhahn an der Haupteinpressleitung anstand. Der Austausch der eingeschweißten Armatur hätte einen längeren Stillstand bedeutet. Daher entwickelte Hartmann Valves eine TBV-Variante DN 250 PN 250 in der gleichen Baulänge der zuvor eingesetzten Standardarmatur. Nach der Erprobung des ersten, extra-kompakten TBV-Kugelhahns wurden ähnliche, passgenaue Ausführungen auch im Bereich der Gastrocknung eingesetzt. Dank der extremen Verkürzung des TBV-Systems konnten die alten Sperrstrecken problemlos und ohne Schweißarbeiten erneuert werden.

Für extreme Bedingungen

Ein Beispiel für den Einsatz von Hartmann Spezialkugelhähnen und Twin Ball Valves unter extremen Prozessbedingungen ist eine Hochtemperatur-Anwendung für reinen Sauerstoff in der Petrochemie. Im Rahmen einer umfassenden Prozessoptimierung hat Yara Deutschland im Werk Brunsbüttel eine Umrüstung realisiert, die eine energieeffiziente Produktion und letztendlich die Wirtschaftlichkeit des Standorts sicherte. Die Ammoniakanlage ist weltweit die einzige ihrer Art, deren Vergasungsstränge bivalent mit Erdgas oder Öl betrieben werden können. So fahren die vier Stränge nun nicht mehr mit einem Sauerstoff-Dampfgemisch, sondern energieeffizient und dampfeinsparend mit reinem Sauerstoff. Positiver Begleiteffekt: Auch der CO2-Ausstoß der Ammoniakanlage wurde erheblich reduziert. Ein Baustein der Umrüstung waren dabei die 5“-Absperrkugelhähne DN 125 PN 160 von Hartmann Valves, die gezielt auf die anspruchsvolle Kombination aus reinem Sauerstoff, Dampf und Temperaturen bis 400 °C ausgelegt sind. Sie sind aus Inconel 625 (Vollmaterial) gefertigt und verfügen über spezielle Sicherheitsfunktionen und Konstruktionsmerkmale. Die EIGA-konformen, Ex-Zone-2-zugelassenen Armaturen sind mit zwei Barrieren (Sitzringen) ausgestattet. Alle Barrieren der Hauptarmatur und des am Gehäuse angeordneten Twin Ball Valves lassen sich unabhängig voneinander im eingebauten Zustand überprüfen. Aufgrund des eingeschränkten Platzangebots ist die Hauptarmatur extrem kompakt konstruiert und einseitig mit einem integrierten Flansch ausgeführt.

Darüber hinaus sind Twin Ball Valves als Komponenten in Bohrlochköpfen in den Bereichen Öl-, Gas- und Petrochemie zunehmend verbaut. Denn auch hier lassen sich durch integrierte Bauweisen das Gewicht und die Baulängen reduzieren und mit dem Einsparen von Flanschverbindungen die Sicherheit erhöhen.

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Suchwort: cav0918hartmann


Autor: Werner Hartmann

Geschäftsführer,
Hartmann Valves

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