Rechnerische Überprüfung von Zuleitungen und Abblaseleitungen von Sicherheitsventilen
Nach dem AD 2000 Merkblatt A2 sowie nach ISO 4126 Teil 9 dürfen die Druckverluste in der Zuleitung zu einem Sicherheitsventil beim maximalen Massenstrom nicht mehr als 3% des Einstellüberdrucks betragen.
Der zulässige Gegendruck in der Abblaseleitung eines Sicherheitsventils wird vom Hersteller angegeben und darf in der Regel 10% vom Ansprechüberdruck nicht überschreiten. Bis zu diesem Druck am Austritt des Sicherheitsventils ist laut Hersteller die einwandfreie Funktion und somit der angegebene abführbare Mengenstrom gewährleistet.
Zu hohe Druckverluste in der Zuleitung oder zu hoher Gegendruck in der Abblaseleitung können dazu führen, dass das Sicherheitsventil instabil arbeitet. Es kann zu einem heftigen Flattern und Schlagen des Sicherheitsventil kommen, was einerseits dazu führt, dass der abführbare Mengenstrom stark reduziert wird, und andererseits das Sicherheitsventil selbst sowie die angeschlossenen Anlagenteile durch die Vibration zu Schaden kommen könnten.
Mit Strömungssimulationsprogrammen, wie FLOMASTER® und SuperChems for DIERS® können die Zuleitungsdruckverluste und der Gegendruck in der Abblaseleitung sowohl für kompressible als auch für inkompressible Medien zuverlässig berechnet werden. Für den Fall, dass einer der beiden Werte überschritten wird, können verschiedene Maßnahmen zur Ertüchtigung des Entlastungssystems erarbeitet werden.
Idealerweise sollten Leitungen zu und hinter Sicherheitsventilen immer möglichst kurz und möglichst gerade ausgeführt werden. In Fällen, wo die Leitungen z.B. aus baulichen Gründen oder aufgrund eines Sammelsystems länger sein müssen, kann es nützlich sein, diese in einer größeren Nennweite auszuführen. Es können auch Zusatzausrüstungen, wie Reibbremsen bzw. O-Ring-Schwingungsdämpfer oder gegendruckkompensierende Metall-Faltenbalge eingesetzt werden, die das Öffnungsverhalten stabilisieren. Gemeinsam finden wir die sinnvollste, preiswerteste und vor Allem sicherste Lösung.
Prinzipiell setzt sich der Gegendruck zusammen aus Eigengegendruck und Fremdgegendruck. Die Begrenzung des Gegendrucks hinter einem Sicherheitsventil bezieht sich normalerweise nur auf den Eigengegendruck, da ein permanenter Fremdgegendruck den Ansprechdruck nach oben verschieben würde aber keinen Einfluss auf die Stabilität der Arbeitsweise eines Sicherheitsventils hätte. Für den Fall, dass ein gegendruckkompensierender Metall-Faltenbalg eingesetzt wird, trifft dies nicht mehr zu, da dieser auch den Fremdgegendruck weitestgehend kompensiert und der Ansprechdruck bis zu einem gewissen Level nicht beeinflusst wird. Unsere Experten stellen Ihnen auch in diesem Bereich gerne ihre Kompetenz und Erfahrung zur Verfügung.
Für Zweiphasen-Strömung können wir Druckverlustberechnungen mit dem Prozess-Simulationsprogramm ChemCad® und mit SuperChems® durchführen.
Eine wichtige Voraussetzung für die Bestimmung von Strömungsdruckverlusten sind zuverlässige, temperaturabhängige Stoffdaten. Dabei greifen wir gerne auf unsere umfangreiche Stoffdatenbank zurück, die auf der DIPPR-Datenbank basiert. Für Mehrstoffgemische nutzen wir häufig die in ChemCad hinterlegten Binärparameter zur Ermittlung realistischerer Stoffdaten. Es besteht auch immer die Möglichkeit, dass wir für die Berechnungen Stoffdaten in unsere Programme einpflegen, die Sie uns zur Verfügung stellen oder die wir in unseren Labors für Sie messen.