Leitfaden zur Fehlerbehebung und Einhaltung der Vorschriften bei Leckagen/übermäßigem Gegendruck in in Reihe geschalteten Sicherheitsventil- und Berstscheibenbaugruppen
In der chemischen, pharmazeutischen und neuen Energieindustrie installieren Ingenieure typischerweise eine Berstscheibe in Reihe auf der Einlassseite des Sicherheitsventils, um absolute Dichtheit zu gewährleisten oder um zu verhindern, dass stark korrosive oder hochviskose Medien das Sicherheitsventil beschädigen.
Bei der Durchführung von Betriebsprüfungen oder Inspektionen durch Sicherheitsaufsichtsbehörden und Prüfinstitute für Spezialausrüstung tritt jedoch am häufigsten und problematischsten das Auftreten von Druck (ein Indiz für zu hohen Gegendruck) oder kontinuierlichem Leckage in dem abgedichteten Hohlraum zwischen den beiden Bauteilen auf. Dies stellt nicht nur einen schwerwiegenden Verstoß gegen die Vorschriften dar, sondern birgt auch ein extrem hohes Explosionsrisiko. Dieser Artikel bietet eine detaillierte, ingenieurtechnisch fundierte Anleitung zur Fehlersuche und zur Sicherstellung der Einhaltung der Vorschriften in solchen Situationen.
Warum stellt der Gegendruck in der mittleren Kavität eine extrem gefährliche und tödliche Gefahr dar?
Viele Anlagenbediener neigen dazu, die Bedeutung geringfügiger Druckmessungen zwischen den beiden Ventilen zu unterschätzen; dies stellt einen fatalen blinden Fleck in ihrem Verständnis dar. Wir müssen ein grundlegendes physikalisches Prinzip begreifen:
Tatsächlicher Berstdruck der Scheibe = Nenndruck laut Typenschild + Gegendruck im Hohlraum.
Das Versagen einer Berstscheibe hängt vom Druckunterschied zwischen ihren beiden Seiten ab. Wenn sich im Zwischenraum aufgrund von Leckagen auch nur ein Gegendruck von 0,5 MPa aufbaut, benötigt eine ursprünglich auf 1,0 MPa kalibrierte Berstscheibe in Wirklichkeit einen Innendruck von 1,5 MPa, bevor sie versagt!
An diesem Punkt besteht für den Druckbehälter aufgrund des starken Überdrucks ein extrem hohes Explosionsrisiko.
Der "3-Root-Cause Troubleshooting Tree" für Lecks und übermäßigen Gegendruck:
Wenn Sie beobachten, dass der Zeiger des Manometers am Zwischenkammerdruck steigt, führen Sie keine blinde Demontage durch; gehen Sie stattdessen systematisch nach folgender Logik vor, um das Problem zu diagnostizieren:
Fehlerstelle 1: Mikroleckage in der Berstscheibe selbst (Membrandurchdringung).
• Phänomen: Prozessmedium tritt kontinuierlich aus dem Entlüftungsventil aus, und der Druck im Inneren des Hohlraums steigt stetig an.
• Hauptursache: Durch Korrosion durch das Prozessmedium sind mikroskopisch kleine Löcher in der Membran entstanden; alternativ hat eine längere Einwirkung hoher Temperaturen oder Druckpulsationen dazu geführt, dass die Membran unter Kriechermüdung leidet und Mikrorisse entwickelt.
Gegenmaßnahme: System abschalten, drucklos machen und Berstscheibe austauschen. Es wird empfohlen, ein Material mit höherer Korrosionsbeständigkeit (z. B. Hastelloy, Tantal oder reines PTFE) zu verwenden oder eine Berstscheibe mit umgekehrter Knickfestigkeit und höherer Dauerfestigkeit zu wählen.
Fehlerpunkt 2: Undichtigkeit der Flanschdichtfläche (Installationsfehler).
• Phänomen: Nicht nur der Druck wird am Ablaufmanometer angezeigt, sondern auch der Geruch des Prozessmediums kann an der Außenseite des Flansches wahrgenommen oder eine Blasenbildung beobachtet werden (mittels eines Seifenlösungstests).
• Hauptursache: Dies ist die häufigste Art von menschlichem Fehler. Die Haltebolzen wurden nicht gemäß dem vorgeschriebenen Kreuzbolzenmuster und den vorgeschriebenen Drehmomentwerten angezogen; alternativ wurde das Dichtungsmaterial falsch ausgewählt oder ist gealtert und verformt.
• Gegenmaßnahme: Ziehen Sie die Schrauben mit einem Drehmomentschlüssel nach, wobei Sie sich strikt an die vom Hersteller bereitgestellte Standard-Anzugsmomenttabelle halten müssen.
Fehlerpunkt 3: Rückleckage des Sicherheitsventils (Eine versteckte Gefahr, die extrem leicht übersehen wird!).
• Phänomen: Die Bruchscheibe bleibt intakt und unbeschädigt, dennoch besteht weiterhin Druck in der Zwischenkammer.
• Ursache: Dies ist ein häufiges Problem bei der Fehlersuche, das Wartungspersonal oft vor ein Rätsel stellt! Wenn mehrere Sicherheitsventile an einen gemeinsamen Überdruckverteiler angeschlossen sind, kann der Abfluss anderer Geräte einen Gegendruck im Verteiler erzeugen; dieser Druck fließt dann durch den – derzeit nicht perfekt abgedichteten – Sitz des betreffenden Sicherheitsventils zurück und gelangt in die Zwischenkammer.
• Fehlersuchverfahren: Schließen Sie das vorgelagerte Prozessventil und beobachten Sie, ob der Druck in der Kammer weiter ansteigt. Steigt der Druck an, ist dies mit Sicherheit auf eine Rückleckage des Sicherheitsventils zurückzuführen.
• Gegenmaßnahme: Die Dichtfläche des Sicherheitsventils nachbearbeiten (überlappen) oder einen Rückflussverhinderungsmechanismus in das gemeinsame Entlastungsverteilersystem einbauen.
In den folgenden Artikeln werden Empfehlungen für Korrekturmaßnahmen und Integrationsstrategien enthalten sein; bitte besuchen Sie weiterhin unsere Website, um auf dem Laufenden zu bleiben.
