Berstscheiben- und Überdruckventilkombination

Einführung
Die ASME-Norm für Druckbehälter erlaubt die Verwendung einer Berstscheibe sowohl am Ein- als auch Auslass eines Überdruckventils. Diese Kombination von Berstscheiben und Überdruckventilen wird bei Öl-, Chemie- und Petrochemieanlagen zunehmend mehr eingesetzt.

Die obige Kombination wurde früher als Luxus und Zusatzkosten eingestuft. Inzwischen hat sich gezeigt, dass die Verwendung von Berstscheiben zur Isolierung von Überdruckventilen fünf Möglichkeiten für Kosteneinsparungen bringt:

• Kein Entweichen von Prozessmedien in die Atmosphäre
• Längere Betriebszeiträume zwischen größeren Grundüberholungsarbeiten
• Ventile können an Ort und Stelle überprüft werden
• Weniger kostspieliges Ventilmaterial kann verwendet werden
• Durch Isolierung korrosiver Flüssigkeiten von internen Ventilteilen wird die Einsatzdauer des Ventils verlängert.

Dieses Bulletin wurde veröffentlicht, um Ihnen Information und Vorteile der Anwendung von Berstscheiben und Überdruckventilen in Kombination zu vermitteln.

Vorteile durch die Verwendung von Berstscheiben in Kombination mit Überdruckventilen
Die Verwendung von Berstscheiben zur Isolierung von Überdruckventilen bringt fünf Vorteile:

1. Vorteile Kein Entweichen von Prozessmedien in die Atmosphäre
Der wichtigste Grund für die Isolierung von Überdruckventilen mit Berstscheiben stellt das Verhindern von Entweichen der Prozessmedien in die Atmosphäre dar. Bei herkömmlichen Überdruckventilen bestimmt der API Standard 526, dass bei einer Öffnungsgröße F oder kleiner die maximal zulässige Leckrate 40 Blasen/Minute (ca. 6 cu. ft./24 Stunden) betragen darf.

Die Berstscheibe, die am Einlass des Überdruckventils verwendet wird, fungiert als Vollmetallbarriere zwischen dem Prozess und dem Ventil.

Hierdurch wird nicht nur Luftverschmutzung verhindert (Erfüllung der EPA-Vorschriften), es wird auch Geld gespart. Undichtigkeiten, die jede Stunde und jeden Tag kostspieliges Produkt verschwendet, wird durch die Kombination von Berstscheibe und Überdruckventil verhindert.

2. Vorteil Ventile können an Ort und Stelle überprüft werden
Bei Verwendung einer Berstscheibe zur Isolierung eines Überdruckventils kann das Ventil an Ort und Stelle getestet werden. Mit einer am Ventileinlass installierten Umkehrberstscheibe kann das Überdruckventil vor Ort von einer Person mit einer mobilen Druckquelle getestet werden.

Um dies ohne entfernen des Ventils vom Prozess (z.Bsp.wo ein funtionstüchtiges Ventil eingesetzt wird) durchführen zu können, wird Luft oder Inertgas wie Stickstoff von einer externen Quelle in die Kammer zwischen Berstscheibe und Einlass des Überdruckventils eingebracht (in der Regel bei abgeschalteten Prozessen). Der Druck wird solange erhöht, bis ein leichter Knall zu hören ist oder das Ventil vibriert.

Der Luftdruck zur Aktivierung des Ventils sollte 110% des auf der Umkehrberstscheibe aufgestempelten Nenndrucks nicht überschreiten.

3. Vorteil Die Einsatzdauer des Ventils wird verlängert
Der dritte erhebliche Vorteil für die Verwendung einer Berstscheiben/Ventilkombination ist die Verlängerung der Einsatzdauer des Ventils. Die Berstscheibe fungiert als Vollmetallbarriere zwischen Ventil und Prozess. Die Berstscheibe verhindert, dass sich Produkt an den mechanischen Komponenten des Ventils anlagert, was zur Beeinträchtigung der Leistung des Ventils und der Sicherheit des Systems führen würde. Da die Prozessmedien nicht mit den internen Flächen und Teilen des Ventils in Kontakt kommen, bleibt dieses in neuem Zustand, bis es zur Überdruckentlastung aktiviert wird.

4. Vorteil Längere Zeiträume zwischen größeren Überholungsarbeiten
Weil interne Ventilteile normalerweise nicht vom Prozess kontaminiert werden, bleiben Sie in „neuem“ Zustand und müssen seltener größeren Überholungsarbeiten unterzogen werden.

5. Vorteil Weniger kostspielige Ventilmaterialien können verwendet werden
Die erheblichen Anschaffungskosten für das Überdruckventil können dadurch reduziert werden, dass Ventile aus weniger kostspieligen Materialien bestellt und mit einer Berstscheibe isoliert werden. Wenn z.B. normalerweise ein Hastelloy-Ventil erforderlich wäre, dann kann bei Verwendung eines Ventils aus Kohlenstoffstahl mit Hastelloy-Rand eine Einsparung von (durchschnittlich) 65% erzielt werden. Die Einsparung deckt die Kosten für die Berstscheibe und liefert die oben genannten Vorteile 1 bis 4.

Anwendungen zur Isolierung von Überdruckventilen

Verwenden Sie zur Isolierung von Überdruckventilen mit Berstscheiben eine Umkehrberstscheibe. Diese Art von Berstscheibe kann den Druck von zwei Richtungen aufnehmen und ermöglicht somit, dass das Ventil vor Ort überprüft werden kann und erübrigt den Bedarf für eine Vakuumstütze bei Vakuumprozessen. Es folgt eine Anleitung zur Auswahl von Berstscheiben für die jeweiligen Anwendungen.

1. NEUE KONSTRUKTION – ISOLIERUNG DES VENTILEINLASSES
Für neue Anlagen wird das BS&B STA-SAF™-System zur Isolierung des Überdruckventils empfohlen. Das STA-SAF™-System ist ein bewährtes Konzept der Berstscheiben- und Berstscheibenhaltertechnologie. Das STA-SAF™ kann zwischen ANSI und DIN-Flansche installiert werden, kann in der Werkstatt auf das erforderliche Drehmoment eingestellt werden und gewährleistet durch einen J-Bolzen und Berstscheibenzentrierstifte die korrekte Installation. Der STA-SAF™-Halter vom Typ SRB-7RS™ wird mit den S-90™-, JRS™-, RLS™-, SKr™, LPS™- oder Sigma™ Umkehr-Berstscheiben verwendet, je nach erforderlichem Berstdruck und Betriebsbedingungen.

Das STA-SAF™-System eignet sich für die meisten Druckbereiche von Überdruckventilen. Bei Einsatz in einem Gassystem verwendet man eine der Berstscheibentypen des STA-SAF™-Systems mit einem SRB-7RS Berstscheibenhalter. Für Einsatz in einem Flüssigkeitssystem verweisen wir auf die Berstscheibentypen RLS™, SKR™, LPS™ oder Sigma™. Verwenden Sie die RLS™ Umkehrberstscheibe für hohe Drücke. Technische Spezifikationen zu diesen Berstscheiben können auf der Website von BS&B gefunden werden.
Das STA-SAF™- System ist ideal zur Isolierung von Überdruckventilen mit den folgenden Vorteilen:

• In Größen 1" bis 30" (25 mm – 750 mm) erhältlich
• Öffnet Fragmentationsfrei
• Fail Safe, geringer Schadens- und Umkehrquotient
• Betriebsdruck bis zu 100% des minimalen Berstdrucks (Sigma™), alle Berstscheiben können bis zu 90% des minimalen Betriebsdrucks verwendet werden.

2. NACHRÜSTUNG – EINLASS AN VENTIL
Zur Isolierung von Überdruckventilen, die bereits bei vorhandenen Auslassrohren im Einsatz sind, wird die SVI-Berstscheibeneinheit empfohlen. Die SVI Berstscheibe ist eine Umkehrberstscheibe, die der oben beschriebenen S-90 Berstscheibe ähnelt, jedoch in ihre eigene einteilige Einheit eingeschweißt ist (siehe Abbildung 6) und in das Einlassrohr eingeschoben wird. Die SVI ist insofern einzigartig, weil:

• Keine Berstscheibenhalter erforderlich sind.  
• Sie in vorhandene Rohre eingesetzt werden kann
• Sie alle Vorteile der S-90-Berstscheibe aufweist
• Sie in Größen von 1-1/2" bis 6" (einschließlich 2-1/2") erhältlich ist.

3. NEUE KONSTRUKTION ODER NACHRÜSTUNG – ISOLIERUNG DES VENTILAUSLASSES
Strengere EPA-Vorschriften verlangen, dass Überdruckventile an Verteiler angeschlossen werden, anstatt in die Atmosphäre zu entlüften, daher ist es wichtig, dass der Überdruckventilauslass (zusätzlich zum Einlass) mit einer Berstscheibe isoliert wird, um korrosion durch Rückfluss zu verhindern und Ventile zu isolieren deren Nennansprechdruck durch Gegendruck beeinflusst wird.

Für diese Aufgabe ist die Niederdruck-Berstscheibe vom Typ AV perfekt geeignet.
Die AV-Berstscheibe erfordert keinen Berstscheibenhalter, wird mit eigener asbestfreien Dichtung geliefert und passt zwischen standardmäßige ANSI- oder DIN Flansche. Ihre Vorteile sind zur Ventilauslassisolierung ideal:

• Niedrige Berstdrücke, 1 bis 15 Psi / 70 bis 1000 mbar
• Öffnet bei gleichem Berstdruck in beide Richtungen (Verhältnis 1:1)
• Kann nicht falsch installiert werden, weil beide Seiten identisch sind
• In Größen 2" bis 36" / 50 mm bis 900 mm erhältlich.  

Für genauere Einzelheiten zu Materialien, Drücken und weiteren Daten der oben genannten BS&B-Berstscheiben zur Überdruckventilisolierung verweisen wir auf die folgenden BS&B Bulletins:

Produkt	Bulletin-Nummer
STA-SAF® und S-90TM or JRSTM	77-4001
STA-SAF® und RLSTM	77-4001
STA-SAF® und SKrTM	77-4003
STA-SAF® und LPSTM	77-4002
STA-SAF® und SigmaTM	77-4011
SVITM	77-4005
AVTM	77-8001

Information zur Wahl einer Berstscheibe oder eines Sicherheitsventils
Zum besseren Verständnis der Verwendung von Berstscheiben zur Isolierung von Überdruckventilen sollten sie die Vor- und Nachteile jeder Druckentlastungseinrichtung vergleichen.

ÜBERDRUCKVENTIL

• Ventile mit Metallsitz sind undicht – Produktverlust und Verschmutzung der Atmosphäre.
• Hohe Anschaffungskosten
• Erhebliche Wartung erforderlich; da Prozessmedium durch das Ventil fließt, muss dieses regelmäßig auf korrekten Betrieb geprüft werden. Das System muss abgeschaltet werden.
• Verstellbar.
• Schließt sich nach Druckentlastung.
• Wiederverwendbar – schließt sich nach jeder Aktivierung.

BERSTSCHEIBE

• Leckdicht.
• Kostengünstig.
• Geringe Wartung erforderlich.
• Feste Einstellung.
• Schließt sich nicht wieder
• Einwegprodukt – muss nach jeder Aktivierung ausgetauscht werden.

KOMBINATION BERSTSCHEIBE - ÜBERDRUCKVENTIL

• Leckdicht.
• Mittlere Kosten.
• Mittlerer Wartungsbedarf.
• Verstellbar.
• Schließt sich nach Druckentlastung.
• Ventil ist wiederverwendbar, Berstscheibe ist Einwegprodukt.

Erforderliche Anzeige
Die ASME-Norm erfordert, dass der Raum zwischen einer Berstscheibe und einem Überdruckventil mit einem Manometer, einem Tricock, einer freien Entlüftung oder einer geeigneten Alarmanzeige ausgestattet ist.