Hier klicken!

Select Page

Achema: Rembe sorgt für Druckentlastung beim Handling umweltschädlicher Medien

Achema: Rembe sorgt für Druckentlastung beim Handling umweltschädlicher Medien

Druckentlastung bei der Verarbeitung, Lagerung und dem Transport umweltschädlicher Medien

Brom, Chlor, Ammoniak – drei Beispiele, die repräsentativ für eine Vielzahl von schwierigen (Prozess-) Medien sind und Anlagenbetreiber vor besondere Herausforderungen stellen. Maßgeblich geht es um den Einsatz von Anlagenelementen und Behältnissen, die dem jeweiligen Medium möglichst lange standhalten müssen, also nicht korrodieren oder sich gar auflösen dürfen. Schnell ist man dabei auch beim Thema Dichtigkeit. Denn nicht nur aufgrund gesetzlicher Auflagen besteht ein großes Interesse daran, dass die genannten Medien nicht (unkontrolliert) an die Umwelt abgegeben werden.

 

 

Bei Nachrüstungen werden aus Platzgründen manchmal sternförmig öffnende Berstscheiben eingesetzt

Dichtigkeit und Druckentlastung – kein Widerspruch im Normalbetrieb, wenn die richtigen Anforderungen an den Lieferanten gestellt werden. Egal ob Ammoniak-Wasser-Dampf in einer Geothermie-Anlage, Brom bei der Herstellung von Pflanzen- und Insektenschutzmittel oder Chlor: Die Anlage muss dicht sein, es darf nichts (unkontrolliert) entweichen.

Solange der als zulässig definierte Druckbereich der Anlage nicht überschritten wird, die Anlage also genau so läuft, wie der Betriebsleiter sich das wünscht, sollen die eingesetzten Druckentlastungssysteme weder ansprechen, noch sollen sie Schwachstellen darstellen, über die die Prozessmedien austreten. Leckageraten von 1x10-4 bis 1x10-5 mbar x l/s sollten dauerhaft realisiert werden.

Dass bei solchen Ansprüchen der übliche Standard von Sicherheitsarmaturen nicht mehr zur optimalen Lösung führt, ist offensichtlich. Kurzfristig können die Anforderungen an diese Dichtigkeiten unter Umständen auch durch eher kostengünstige Armaturen sichergestellt werden. Aber welcher Betreiber hat schon zum Ziel, Armaturen möglichst oft zu wechseln und somit unnötigen Produktionsausfall zuzulassen?

Aus diesen und weiteren Gründen ist es wichtig, dem jeweiligen Hersteller von Sicherheitsequipment möglichst exakt die (Prozess-)Bedingungen und Anforderungen zu beschreiben. Im Idealfall wird das im Rahmen eines Vor-Ort-Termins erledigt. Das spart Abstimmungen, reduziert möglichen Informationsverlust, und der Druckentlastungs-Experte kann sich ein umfassendes Bild machen.

Den Anzugsmomenten kommt nebst dem eingesetzten System eine besondere Bedeutung zu, weil sie sowohl innerhalb der Verarbeitung, als auch bei der Lagerung und dem Transport einen entscheidenden Einfluss auf die Dichtigkeit haben.

Anforderungen im Prozess

Was mit dem Prozessmedium in Kontakt kommt, muss aus den entsprechenden Materialien (z. B. Hastelloy, Nickel, Tantal) gefertigt sein, oder zumindest beschichtet/ausgekleidet sein. Aufgrund der hohen Kosten kann eine Kombination von verschiedenen Entlastungseinrichtungen sinnvoll sein, um dauerhafte Dichtigkeit, wenig Stillstand durch Wartungsarbeiten und Wirtschaftlichkeit unter einen Hut zu bringen.

Häufig werden Sammelleitungen von mehreren Armatur-Einbaustellen genutzt, da ohnehin alles im gleichen Auffang-Behälter landet. Besonders wegen der Aggressivität der genannten kritischen Medien wie Chlor gilt es sicherzustellen, dass das Prozessmedium auch von hinten die Druckentlastungseinrichtung(en) nicht in ihrer Funktionsfähigkeit einschränkt.

Ähnlich wie bei der Verarbeitung sind auch Lager- und Transportbehältnisse der Aggressivität der gelagerten Medien wie Brom dauerhaft ausgesetzt. Glas, Blei, Monel und Nickel sind deshalb die bevorzugten Materialien für diese Behälter. Vor allem beim Transport sind Temperaturunterschiede nicht nur möglich, sondern kaum auszuschließen. Auch diese müssen vom Behälter und den jeweiligen Sicherheitseinrichtungen bewältigt werden können, ohne dass die Dichtigkeit abnimmt.

Sinnvolle Kombination aus Sicherheitsventil und Berstscheibe: Die Berstscheibe befindet sich vor dem Einlass des Ventils

Berstscheibe und/oder Sicherheitsventil?

Dauerhafte Dichtigkeit auf hohem Niveau, Temperaturbeständigkeit und Korrosionsfreiheit, außerdem eine einfache Installation und lange Lebensdauer: So könnte man die Anforderungen zusammenfassen, die bei kritischen, umweltschädlichen, korrosiven und anderweitig schwer zu behandelnden Medien prozessunabhängig an die Druckentlastungssysteme gestellt werden müssen.

Ein Betreiber formulierte es auf einer Fachmesse 2017 wie folgt: „Einbauen und vergessen, so sind mir Armaturen am liebsten. Denn dann läuft der Prozess rund und die Druckentlastung wird nicht benötigt. Im echten Leben funktioniert das leider immer nur eine begrenzte Zeit. Deshalb braucht man zuverlässige Systeme.“

Mit Berstscheibe und Sicherheitsventil sind die zwei beliebtesten und gängigsten Konzepte der Druckentlastung genannt. Wenn die Ansprüche so hoch sind wie oben dargestellt, hat sich die Kombination der beiden Schutzkonzepte bewährt. Die Vorteile sind mannigfaltig und vor allem betriebswirtschaftlich sehr attraktiv. Eine hochwertige Berstscheibe aus Nickel oder Tantal ist allemal günstiger als ein ausgekleidetes Sicherheitsventil. In-situ-Tests verlängern außerdem die Wartungsintervalle der Sicherheitsventile und ersparen dem Betreiber die zugehörigen (De-)Montagekosten. Die Berstscheibe kann dauerhaft die gewünschte Dichtigkeit sichern.

An Behältern zur Lagerung und dem Transport sowie an Einbaustellen im Produktionsprozess werden eine Berstscheibe und darüber ein Sicherheitsventil installiert. Nutzen verschiedene Einbaustellen die gleiche Abblaseleitung, wird teilweise eine weitere Berstscheibe hinter dem Sicherheitsventil installiert, da sich das Medium bei der Entlastung an einer Einbaustelle über die Abblaseleitung(en) verteilt und dann über das Auslassteil des Sicherheitsventils in selbiges eintritt. Wurde das Sicherheitsventil nicht entsprechend ausgekleidet, beginnt es nun von innen zu korrodieren und verliert mit der Zeit seine Funktionsfähigkeit.

Hohe Dichtigkeit, leichte Wartung

Auf den ersten Blick scheint es widersprüchlich, dass die Anschaffung und Installation von mehreren Armaturen günstiger ist als die einer einzelnen. Bei näherer Betrachtung wird dies aber schnell offensichtlich:

Eine Berstscheibe mit einem Dichtteil aus Hastelloy auf der prozesszugewandten Seite ist bedeutend günstiger als ein mit Hastelloy ausgekleidetes Sicherheitsventil. Gleiches gilt für andere, korrosionsbeständige Materialien. Dabei macht es keinen Unterschied, ob nur das Einlassteil oder Einlass- und Auslassteil vor dem Prozessmedium geschützt werden müssen.

Die Dichtigkeit einer hochwertigen Berstscheibe ist immer höher als die eines Sicherheitsventils. Das liegt an diversen Unterschieden wie z. B. Konstruktion und Druckbeständigkeit. Neben den Kostenersparnissen bei der Anschaffung der Armaturen bieten geeignete Berstscheiben also auch die gewünschte Dichtigkeit und, sofern die entsprechenden Materialien (z. B. Nickel oder Tantal) genutzt werden, auch die so elementare, dauerhafte Korrosionsbeständigkeit.

Das über der Berstscheibe sitzende Sicherheitsventil ist im Normalbetrieb vom Prozess und den enthaltenen Medien getrennt und muss daher bzgl. der Dichtigkeit lediglich dem Regelwerk entsprechen. Eine Anforderung an die Korrosionsbeständigkeit besteht nicht. Ist eine Druckentlastung notwendig, öffnet die Berstscheibe, der Teller des Sicherheitsventils hebt sich, entlastet und senkt sich nach der Entlastung wieder, sodass der Prozess zwar nicht dicht, aber dennoch wieder geschlossen ist. Und eben jenes Schließen nach der Druckentlastung ist es doch, was die Popularität des Sicherheitsventils begründet.

Die Funktionsfähigkeit von Sicherheitsventilen muss regelmäßig überprüft werden. Das kann, sofern eine passende Berstscheibe verbaut wurde, im eingebauten Zustand geschehen. Diese In-Situ-Tests können durchgeführt werden, sofern die Berstscheibe eine entsprechende Rückdruckbeständigkeit aufweist. Je nach Hersteller kann auch die Berstscheibe unterhalb des Sicherheitsventils inspiziert und danach wieder eingebaut werden. Bedingung hierfür ist, dass keine Beißringdichtungen oder ähnliches verwendet werden, da diese konstruktionsbedingt einen erneuten Einbau unmöglich machen. Es gibt allerdings Berstscheiben und zugehörige Halter, die durch eine Metall-auf-Metall-Dichtung einen Aus- und Wiedereinbau ermöglichen. Natürlich immer vorausgesetzt, die Berstscheibe hat nicht angesprochen.

Im Batch-Betrieb oder dem Transport bzw. der Lagerung verschiedener Medien in einem Behälter erleichtert eine Berstscheibe, sofern die dem Medium zugewendete Berstscheibenlage eine absolut glatte Oberfläche hat, eine einfache Reinigung.

Auf den Punkt gebracht

Geht eine Druckentlastungseinrichtung zu früh auf, verliert man unnötig Produktionszeit und Material. Entlastet sie zu spät, hat man ein noch größeres Problem: Schäden an der Anlage oder am Personal sind die Folge und unvermeidbar. Wenn man Sicherheitsarmaturen sinnvoll kombiniert, kann das Kosten reduzieren und die Anlagenverfügbarkeit erhöhen. Welche Kombination(en) sinnvoll sind, sollte vor Ort besprochen und auf den jeweiligen Prozess abgestimmt werden. Nur dann stellen Sie sicher, dass keine ungewollten Austritte Ihres Mediums stattfinden.

Wenn eine passende Lösung für den Betrieb gefunden wurde, muss der Installation ausreichend Aufmerksamkeit geschenkt werden. Diese muss zwingend von den richtigen, entsprechend geschulten und qualifizierten Personen durchgeführt werden. Führende Hersteller haben dafür Servicepartner oder bieten Schulungen für Betriebswerkstätten vor Ort an.

Mehr Informationen dazu erhalten interessierte Leser auf der Achema in Halle 9.1, Stand C4 oder über die Homepage

Quelle: Rembe

Veröffentlicht von

Eva Linder

Das Schöne an der VERFAHRENSTECHNIK ist für mich die Branchenvielfalt und die Nähe zum Anwender.

ANZEIGE


Bevorstehende Veranstaltungen

ANZEIGE

ANZEIGE

Aktuelle Ausgabe

Translate »
 

Cookies helfen uns bei der Bereitstellung unserer Dienste. Durch die Nutzung unserer Dienste erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies setzen. Mehr erfahren Mehr erfahren

Die Cookie-Einstellungen auf dieser Website sind auf "Cookies zulassen" eingestellt, um das beste Surferlebnis zu ermöglichen. Wenn du diese Website ohne Änderung der Cookie-Einstellungen verwendest oder auf "Akzeptieren" klickst, erklärst du sich damit einverstanden.

Schließen