Warum sind Überströmventile so wichtig für die Sicherheit chemischer Anlagen?

Wie Überströmventile die Sicherheit chemischer Anlagen steigern

Shaji Arumpanayil, Product Manager, Swagelok

Moderne Fluidsysteme in chemischen Anlagen und Raffinerien können mitunter sehr weitläufig sein und unzählige Meter an Rohrleitungen und Abzweigungen in kleinen Nennweiten umfassen, die viele wichtige Funktionen erfüllen.

Angesichts dieser Komplexität können Sicherheitsrisiken dort auftreten, wo man es am wenigsten erwartet. Da Betriebsleiter und Bediener nicht alle Teile dieser komplexen Systeme kontinuierlich überwachen können, muss die Anlagensicherheit schon im Vorfeld bei der Auslegung entsprechend berücksichtigt werden.

Eine wichtige Überlegung ist die Installation von Überströmventilen an zentralen Stellen in Ihrem Fluidsystem. Überströmventile lassen Überdruck ab, der sonst zu einem Blowout, Schäden an der Ausrüstung oder einem Systemausfall führen könnte. Damit sind sie eine äußerst wichtige Komponente in Fluidsystemen und für die allgemeine Anlagensicherheit.

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Warum sind Überströmventile so wichtig für einen sicheren Betrieb?

Für die betriebliche Effizienz und Sicherheit ist es essenziell, in den verschiedenen wichtigen Fluidsystemen den korrekten Einstelldruck aufrechtzuerhalten. In den meisten Fällen werden Druckregler eingesetzt, um den Druck im gesamten System präzise zu regeln. Aufgrund der oftmals hohen Drücke, unerwarteter Druckänderungen und der eingesetzten Gefahrstoffe ist es in chemischen Anlagen und Raffinerien jedoch entscheidend, entsprechende Maßnahmen für eine höhere Systemsicherheit zu ergreifen.

Überströmventile sind eine Lösung in diesem Zusammenhang und sollten in der Auslegung Ihres Fluidsystems berücksichtigt werden. In der Praxis werden Überströmventile auf den maximal zulässigen Druck eingestellt. Bei einem höheren Systemdruck öffnet sich das Ventil und der überschüssige Druck entweicht. Bei toxischen Prozessmedien erfolgt die Druckentlastung in eine Auffangvorrichtung. Wenn keine Gefährdung vorliegt, wird der Druck in die Atmosphäre abgeführt.

Warum werden Überströmventile aktiviert?

Aufgrund des komplexen Aufbaus großer Fluidsysteme gibt es viele unterschiedliche Ursachen für die Bildung von Überdruck. Diese lassen sich jedoch grob in einige Kategorien einteilen.

Verfahrensfehler: Da chemische Fluidsysteme von Menschen betrieben werden, besteht immer die Gefahr menschliche Fehler. Wenn versehentlich das falsche Ventil geöffnet wird, kann es stromabwärts im System zu einem Druckaufbau kommen. Eventuell wurden die Systembedingungen falsch kalibriert oder bei der routinemäßigen Wartung des Fluidsystems wurde ein falscher Druckreglertyp eingebaut. Durch umfassende Fluidsystemschulungen lassen sich solche Probleme vermeiden. Dennoch sollten Überströmventile für potenzielle Bedienfehler vorgesehen werden.

Komponentenverschleiß: Fluidsystemkomponenten unterliegen einem natürlichen Verschleiß. Vor allem in Fluidsystemen mit aggressiven Chemikalien kann es durch Korrosion zu einem vorzeitigen Materialverschleiß kommen, sofern nicht die richtigen Werkstofflegierungen ausgewählt wurden. In jedem Fall kann Verschleiß zu einer Beeinträchtigung der Druckregelung führen. Damit sind Überströmventile eine unentbehrliche Komponente für die Anlagensicherheit.

Verunreinigungen: Druckregler regulieren den Druck zwar zuverlässig auf die gewünschten Werte, können aber durch verschmutzte oder anderweitig kontaminierte Fluide beeinträchtigt werden. Partikel können die Dichtung des Reglers beeinträchtigen, wodurch es stromabwärts der Dichtung zu einem Druckanstieg kommen kann. In diesem Fall könnte der überschüssige Druck zum Beispiel über ein Überströmventil abgeleitet werden.

Stromausfall: In manchen Fluidsystemen werden betriebliche Komponenten oder die Druckregelung elektronisch gesteuert. Bei einem unerwarteten Stromausfall wird die Funktionsfähigkeit dieser Komponenten beeinträchtigt. Ein überschüssiger Druckaufbau kann hier durch Überströmventile verhindert werden.

Wo sollten Überströmventile installiert werden?

Zur Verbesserung der Anlagensicherheit sollten Überströmventile typischerweise in den folgenden Anwendungen vorgesehen werden:

Hochdrucksysteme: In Fluidsystemanwendungen ab einem bestimmten Betriebsdruck sind Überströmventile ein wesentliches Element zur Vermeidung potenzieller Sicherheitsereignisse. Die Auswahl qualitativ hochwertiger Rohrverschraubungen bei kleinen Nennweiten bieten in solchen Anwendungen zwar einen guten Schutz gegen potenzielle Überdruckszenarien, allerdings stellen Überströmventile eine effektive zusätzliche Sicherheitsmaßnahme für Anwendungen mit hohen Drücken dar.

Anwendungen mit toxischen Fluiden oder Chemikalien: In Anwendungen, in denen potenzielle Systemleckagen eine unmittelbare Gefährdung darstellen (z. B. bei toxischen oder Gefahrstoffen), sind Überströmventile eine wesentliche Sicherheitsmaßnahme. Bei einem Überdruck in diesen Anwendungen können Überströmventile so installiert werden, dass sowohl Druck als auch Medien in Auffangeinrichtungen gesammelt und nicht in die Atmosphäre abgeleitet werden. Das ausgetretene Medium kann dann sicher entsorgt werden.

Anwendungen mit empfindlicher Ausrüstung: Eine der wichtigsten Funktionen von Überströmventilen besteht darin, empfindliche Ausrüstungsteile vor Überdruck zu schützen. Kostenintensive Systeme wie Online-Analysegeräte können leicht beschädigt werden, wenn der Druck ihren Auslegungsdruck übersteigt. Das ist gerade insofern wichtig, als Analysegeräte zur Probenahme direkt aus dem Hauptprozess genutzt werden. Ein optimaler Regler sollte mit einem korrekt ausgelegten und eingestellten Überströmventil kombiniert werden. So wird der Druck aus dem Hauptprozess ausreichend reduziert, bevor das Fluid in das Analysegerät gelangt.

Wie Sie mit einer optimierten Systemauslegung für eine höhere Anlagensicherheit sorgen

Überströmventile an geeigneten Stellen in Ihrem industriellen Fluidsystem sind eine effektive Lösung, um die Anlagensicherheit zu erhöhen. Die Installation von Überströmventilen sollte bereits bei der Erstauslegung des Systems berücksichtigt werden. Zusätzlich gibt es noch viele weitere Ansätze, um die Betriebssicherheit bereits bei der Auslegung und Konstruktion Ihres Systems zu berücksichtigen. Schon mit einfachen Tipps können Sie Ihre Systeme sicherer und zuverlässiger machen. Hierzu zählt beispielsweise die Verwendung einheitlicher Rohrverschraubungen, die Vermeidung unnötig komplexer Systeme sowie die Berücksichtigung betrieblicher Faktoren wie Vibrationen.

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