Warum gründliche Prüfungen für den sicheren Betrieb von Druckreglern so wichtig sind

Warum gründliche Prüfungen für den sicheren Betrieb von Druckreglern so wichtig sind

Vordruckregler und Druckminderer kommen weltweit in einer Vielzahl von industriellen Umgebungen zum Einsatz. Sie müssen unter schwierigen Bedingungen einwandfrei funktionieren – ob bei hohen Temperaturen am Äquator oder bei extremer Kälte am Nord- oder Südpol.

Sowohl unter solchen extremen als auch gemäßigten Bedingungen kann der Ausfall eines Druckreglers schwerwiegende Konsequenzen nach sich ziehen. Fluidfreisetzungen in die Umwelt können kostspielig sein; ein ausfallbedingter Druckverlust kann sich auf den Betrieb des gesamten Systems auswirken und birgt zudem erhebliche Sicherheitsrisiken.

Wie kann die einwandfreie Funktion eines Druckreglers sichergestellt werden? Bei der Auswahl und Spezifikation der Druckregler für industrielle Fluidsysteme kann es hilfreich sein, sich bei Ihrem Anbieter zu erkundigen, wie dieser eine einwandfreie Funktionsweise sicherstellt. Bei Druckreglern, die einer Reihe von Härtetests unterzogen wurden, kann zum Beispiel mit hoher Sicherheit davon ausgegangen werden, dass diese auch langfristig unter schwierigeren Bedingungen funktionieren.

Die exakte Auslegung von Druckreglern sowie gut durchdachte, laborbasierte Analysen machen häufig den schmalen Grat zwischen Erfolg und Versagen aus. Im Folgenden werden wir uns etwas genauer anschauen, warum das so ist.

Prüfung von Druckreglern

Der Prüfumfang bei Druckreglern unterscheidet sich von Hersteller zu Hersteller. Da es keinen anerkannten Branchenstandard zur Prüfung der Leistungsmerkmale gibt, fällt der Detailgrad der Prüfungen bei den verschiedenen Herstellern recht unterschiedlich aus.

Erkundigen Sie sich bei der Auswahl und Spezifizierung von Druckreglern für Ihre industriellen Fluidsysteme bei Ihrem Anbieter, wie genau die Leistungsfähigkeit geprüft wird.

Andernfalls ist ein individueller Prüfansatz für eine ganze Reihe an Leistungsmerkmalen notwendig, um sicherzustellen, dass ein Druckregler auch unter extremen Bedingungen einwandfrei funktioniert. Eine gute Methode ist die prädiktive Modellierung, bei der Leistungsmerkmale theoretisch vorhergesagt und anschließend mithilfe von Prüfmethoden verifiziert werden. Zu den wichtigsten Prüfungen gehören unter anderem:

Bersttests. Eines der wichtigsten Leistungsmerkmale von Druckreglern ist die Fähigkeit, die Integrität auch unter hohem Druck aufrechtzuerhalten. Mithilfe von Bersttests können die Druckregler bei Drücken geprüft werden, die weit über den erwarteten Betriebsdruck hinausgehen. So wird sichergestellt, dass die Produkte der angegebenen Druckstufe entsprechen. Leistungsfähige Druckregler sind häufig so ausgelegt, dass sie auch bei solchen Betriebsdrücken zuverlässig funktionieren, die einem Vielfachen der eigentlichen Druckstufe entsprechen.

Leistungsfähige Druckregler sind häufig so ausgelegt, dass sie auch bei solchen Betriebsdrücken zuverlässig funktionieren, die einem Vielfachen der eigentlichen Druckstufe entsprechen.

Fluiddynamische Prüfungen. Als Beispiel dient hier ein Druckminderer, der einen Druck von 6.000 psi am Eingang auf 100 psi am Ausgang reduzieren soll. Um einen stabilen und zuverlässigen Ausgangsdruck zu gewährleisten, müssen innerhalb des Druckreglers potenzielle Stellen ermittelt werden, die zu einer Einschränkung der Durchflussgeschwindigkeit oder zu einem potenziellen Druckaufbau führen können. Da der Druckregler selbst den vorgesehenen Ausgangsdruck an der Membran misst, können bereits kleine Ungenauigkeiten bei der internen Auslegung zu Druckverlusten im Ausgangsstrom sowie zu einer unzureichenden Leistung führen.

Methoden der numerischen Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics – CFD) und praktische Durchflussprüfungen ermöglichen es Herstellern, Druckzonen innerhalb des Druckreglers zu identifizieren. So kann sichergestellt werden, dass das Gerät den Ausgangsdruck gemäß den Systemspezifikationen exakt ermittelt und somit auch kontrolliert. Bei der numerischen Strömungsmechanik kommen numerische Analysen und Datenstrukturen zum Einsatz, um Probleme im Hinblick auf Durchfluss und Druck auszuwerten und zu lösen. Durch die Ermittlung dieser potenziellen Einflüsse wird bei der Auslegung eines Druckreglers sichergestellt, dass der tatsächliche Ausgangsdruck der Druckstufe des Reglers entspricht, was wiederum ein Indikator für dessen Qualität ist.

Prüfung des Versorgungsdruckeffekts. Der Versorgungsdruckeffekt beschreibt eine Änderung des Ausgangsdrucks in Abhängigkeit des Eingangs- bzw. Versorgungsdrucks, d. h. wenn der Eingangsdruck abnimmt, nimmt der Ausgangsdruck zu und umgekehrt.

Der Versorgungsdruckeffekt hat auf die meisten Druckregler gewisse Auswirkungen und es liegt in der Verantwortung des Herstellers, diese in angemessener Form vorherzusagen und zu reduzieren. Viele Hersteller geben die Änderung des Ausgangsdrucks im Verhältnis zum bzw. als prozentualen Anteil des Eingangsdrucks an. Um den kleinsten, möglichst präzisen Wert angeben zu können, ist die Prüfung des Versorgungsdruckeffekts ein essentieller Bestandteil der Auslegung von Druckreglern.

Prüfung der Lebensdauer der Komponenten. Nach der Installation sollten sich Anlagenbetreiber auf eine lange Lebensdauer des Druckreglers mit zahlreichen Lastzyklen verlassen können. Mit einer Reihe von Prüfungen kann sichergestellt werden, dass ein Druckregler auch die Lebensdauer erreicht, auf die er ausgelegt ist.

Die Lebensdauer kann auf dem Prüfstand anhand von Lastzyklen getestet werden, wobei die Ingenieure teilweise bis zu 120 Lastzyklen pro Sekunde durchführen. Dabei soll ermittelt werden, wann und an welcher Stelle ein Druckregler erste Verschleißerscheinungen aufweist, die sich auf die Leistung auswirken können. Mithilfe dieses Wissens können vorhersehbare Verschleißmuster bei der Auslegung der Druckregler besser berücksichtigt werden.

Anlagenbetreiber sollten sich auf eine lange Lebensdauer eines Druckreglers mit Millionen von Lastzyklen verlassen können.

Thermische Prüfungen. Da Druckregler unter verschiedenen Umgebungsbedingungen einwandfrei funktionieren müssen, bildet die Prüfung der Leistungsfähigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen einen essentiellen Teil der Produktentwicklung und -auslegung.

Druckregler aus Edelstahl kommen beispielsweise in einer Vielzahl von allgemeinen industriellen Anwendungen zum Einsatz und liefern unter den meisten Bedingungen eine vorhersehbare Leistung. Allerdings können sich extrem hohe und extrem niedrige Temperaturen auf die Dichtleistung auswirken. Sehr hohe Temperaturen können dazu führen, dass bestimmte Elastomerkomponenten aufquellen während andere Materialien bei sehr niedrigen Temperaturen verhärten und schrumpfen. Beides kann sich negativ auf die Dichtleistung und somit auf die Funktionsfähigkeit des Druckreglers auswirken.

Was Sie bei der umfassenden Prüfung von Druckreglern beachten müssen

Eine zuverlässige Leistung in der tatsächlichen Anwendung ist der ultimative Erfolg für jede Fluidsystemkomponente. Druckregler sollten also in der Lage sein, optimale Ergebnisse zu erzielen. Sie tragen dazu bei, den erforderlichen Systemdruck zuverlässig und sicher aufrechtzuerhalten.

Ausschlaggebende Faktoren sind hierbei die Produktauslegung durch den Hersteller sowie die Prüfprotokolle. Bei der Auswahl und Spezifizierung von Druckreglern für Ihr System sollten Sie beim Hersteller Informationen zur Auslegung und Prüfung der Produkte einholen. So stellen Sie sicher, dass die Druckregler auch unter anspruchsvollsten Herausforderungen die gewünschte Leistung erbringen. Unsere Druckreglerexperten freuen sich auf Ihre Fragen zu diesem Thema. Mit unserer Erfahrung aus vielen unterschiedlichen industriellen Druckregleranwendungen unterstützen wir Sie bei der Evaluierung Ihrer Anforderungen und finden eine Lösung, die langfristig zu Ihrem Erfolg beiträgt.

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