Sicherheitsventile von Westfalia Wärmetechnik

Sicherheitsventile werden als Sicherheitsarmaturen nach DIN EN 806-1 / DIN 3211 klassifiziert. Sie werden dafür genutzt, Druckbehälter und druckbeaufschlagte Räume vor einem unzulässigen Druckanstieg im System zu schützen. Sollte es zu einer Drucküberschreitung kommen, wird das Medium (Gase, Flüssigkeiten, Dämpfe) in die unmittelbare Atmosphäre oder in Sammelrohrleitungen abgeleitet. Sicherheitsventile leisten so einen wichtigen Beitrag zum sicheren, funktionalen und präzisen Betrieb von Anlagen verschiedenster Branchen.

Wie funktioniert ein Sicherheitsventil?

Sicherheitsventile gelten als Druckentlastungseinrichtung die geöffnet werden, sobald der Druck den maximal zulässigen Bereich bei vorhersehbaren und unvorhersehbaren Störungen übersteigt. Je nach Öffnungscharakteristik muss das Sicherheitsventil bei Übersteigen von 5% oder 10% des maximal zulässigen Betriebsdrucks vollständig geöffnet sein, um den sicheren Betrieb zu gewährleisten. Nach dem Ablassen des Überdrucks in die Umgebung, atmosphärisch oder durch Sammelrohrleitungen, schließt das Ventil wieder und die Anlage kann normal weitergetrieben werden.

• Definition: Ansprechdruck

            Unter Betriebsbedingungen ist der Ansprechdruck der Eintrittsüberdruck, bei dem das Sicherheitsventil öffnet. Definiert unter p - für pressure. Dieser Druck wird fest beim Sicherheitsventil eingestellt.

• Definition: Schließdruck

            Schließdruck, wird der Druckwert genannt, bei dem das Sicherheitsventil wieder komplett geschlossen ist, nachdem der Überdruck abgelassen wurde.

Sind Sicherheitsventile notwendig?

Absolut. Jeder in sich geschlossene, erwärmte Kreislauf benötigt ein Sicherheitsventil, um einen unzulässigen Überdruck und damit das Bersten einer Anlage zu verhindern. Sicherheitsventile werden für verschiedene Medien eingesetzt und können, dank neuerer technischer Fortschritte, auch in Anlagen mit anspruchsvollen Umgebungsbedingungen betrieben werden. Diese anspruchsvollen Umgebungen können beispielsweise sehr kalte oder sehr warme Umgebungstemperaturen oder generell nasse und staubige Umgebungen sein. Auch im Bereich korrosiver Umgebungen, wie beispielsweise in Offshore-Anlagen (aufgrund des Seewassers mit hohem Salzgehalt), verrichten präzisionsgefertigte Sicherheitsventile ihren Dienst. Wir beraten Sie gerne um für ihre individuellen Bedürfnisse, die passenden Sicherheits- und Sonderventile zu ermitteln.

In welchen Branchen werden Sicherheitsventile genutzt?

Die Anwendung von Sicherheitsventilen ist vielfältig und wird in einer Vielzahl industrieller Anlagen genutzt. Zu unserem Kundenkreis gehören Unternehmen aus folgenden Bereichen:

• Heizungs- und Klimatechnik

• Lebensmittel & Getränkeindustrie

• Pharmaindustrie

• Energieerzeugende Industriebetriebe

• Chemische Industrie

• Öl- und Gasförderung

Einflussfaktoren für die Funktion von Sicherheitsventilen

Alle verfügbaren Sicherheitsventile müssen so konstruiert und eingestellt sein, dass ein Überstieg des maximal erlaubten Arbeitsdrucks des Behälters oder der Anlage von mehr als fünf oder zehn Prozent verhindert wird. Dies wird durch eine präzisions- und maßgefertigte Genauigkeit erreicht. Unter Verwendung hochwertigster und langlebigster Materialien ist eine hohe Funktionsgenauigkeit und sicherheitsbedingte Langlebigkeit angestrebt.

Einteilung der Klassen von Sicherheitsventilen

In Bezug auf das Ansprechverhalten von Sicherheitsventilen, werden diese in folgende Klassifikationen unterteilt:

• Proportionalventile

Dieses Öffnungsverhalten wird proportional zum Druck geregelt. Im Bereich des Ansprechdrucks (pset) bis zum vollständigen öffnen (1,2 pest) verläuft es proportional zum Druck und wird nicht schlagartig geöffnet.

• Vollhub-Sicherheitsventile

Im Bereich des Ansprechdruck öffnen diese Ventile schlagartig und mit vollem Hub.

• Normalsicherheitsventile

keine Besonderheiten beim Öffnungsverhalten

Nach Art von Gegenkraft zum abzusichernden Druck werden Sicherheitsventile folgendermaßen unterschieden:

• federbelastete Sicherheitsventile

Bei einem federbelasteten Sicherheitsventil wird die Schließkraft (auch Federkraft) mit einer spiralförmigen Feder aufgebracht, welche durch eine Einstellschraube zusammengedrückt wird. Über eine Spindel wird die Schließkraft (Federkraft) auf den Teller übertragen. Solange nun die Schließkraft (Federkraft) größer ist als der Eintrittsdruck, der am Ventil entsteht, schließt der Teller gegen die Sitzbuchse.

Wird der festgelegte Bereich des Ansprechdrucks nun erreicht, öffnet das Ventil. Beim Ansprechdruck sind die Kräfte, die auf den Teller wirken, ausgeglichen. Es gibt keine resultierende Kraft mehr, um den Teller auf der Sitzbuchse zu halten. Damit öffnet das Sicherheitsventil und der Überdruck wird abgelassen, meist mit vollem Hub. Ist die Druckreduktion erreicht, bis die Schließkraft (Federkraft) wieder größer ist als der Eintrittsruck, berührt der Teller wieder die Sitzbuchse und das Ventil schließt.

• gewichtsbelastete Sicherheitsventile

Bei einem gewichtsbelasteten Sicherheitsventil wird die Schließkrafteinstellung über einen Hebel und ein Gewicht erreicht. Unterschiedliche Schließdrücke werden über verschiedene Hebellängen und Gewichte erreicht.

• mediumbelastete Sicherheitsventile

Der Dichtteller bei mediumbelasteten Sicherheitsventilen besitzt auf beiden Seiten unterschiedliche Flächen. Es herrscht gleichbleibender Druck auf beiden Seiten. Durch die unterschiedliche Fläche wirkt jedoch eine größere Kraft auf die Schließrichtung. Über eine zusätzliche Ventileinheit wird das Sicherheitsventil gesteuert. Wird der Ansprechdruck nun überschritten, wird der über dem Dichtteller liegende Bereich über die zusätzliche Ventileinheit entlüftet. Die Schließkraft fällt weg und das Ventil öffnet schlagartig.

Direkt wirkende oder gesteuerte Sicherheitsventile?

Bei direkt wirkenden Sicherheitsventilen, wird durch den Ansprechdruck eine direkte Reaktion ausgelöst und das Sicherheitsventil lässt durch seine Funktionsweise den Druck ab.

Gesteuerte Sicherheitsventile haben zu den direkt wirkenden Sicherheitsventilen eine zusätzlich aufgebrachte Schließ- und Öffnungskraft. Dies kann beispielsweise ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinderantrieb sein, der ab gewissen Grenzen eine zusätzliche Schließkraft (Belastungskraft) und beim Überschreiten des Drucks eine zusätzliche Öffnungskraft (Hubkraft) bewirkt. Durch diese Funktionsweise wird ein wesentlich genaueres Ansprechverhalten erreicht.

Ein wichtiges Einsatzgebiet für gesteuerte Sicherheitsventile sind Kraftwerke als energieerzeugende Betriebe. Bei großen Kraftwerksdampfkesseln regeln gesteuerte Sicherheitsventile die Druckreduktion. Aufgrund der Nachverdampfung größerer Wassermengen benötigen direkt wirkende Sicherheitsventile längere Zeit bis zur Schließung des Sicherheitsventils nach Drucküberschreitung.

Sonderventile - die Flammenrückschlagsicherung

Eine besondere Klasse der Sicherheitsventile bilden die Flammenrückschlagsicherungen. Beim Schweißen wird sie zwischen Druckregelarmatur und Schweißschlauchpaar eingebaut. Kriechen Flammen oder eine explosive Front im Schlauch gegen den regulären Gasstrom, schließen diese Sonderventile und riegeln ein Weiterkommen zur Medienleute (Gasflasche) ab. Sie werden thermisch vom kommenden Druckschlag gesteuert, beinhalten einen federbelasteten Kolben und eine Barriere aus Sinter-Metall (durch Produktionsverfahren, verdichtetes Metall). Dadurch verhindern sie Flaschenbrände bei Gasflaschen.

Sonder- und Sicherheitsventile - geltende Normen

Nach den Druckgeräterichtlinien (97/23/EG - 2014/68/EU) gelten Sicherheitsventile als Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion. Nach dieser Klassifikation sind sie der höchsten Kategorie IV zugeordnet und müssen nach vorgegebenen Herstellungs- und Prüfanforderungen hergestellt werden.

Sicherheits- und Sonderventile von Westfalia Wärmetechnik entsprechen allen gültigen Normen und Vorschriften und werden unter höchsten, präzisen Ansprüchen hergestellt.

•     EN ISO 4126 Teil 1: Sicherheitsventile
•     EN ISO 4126 Teil 2: Berstscheibeneinrichtungen
•     EN ISO 4126 Teil 3: Sicherheitsventile und Berstscheibeneinrichtungen in Kombination
•     EN ISO 4126 Teil 4: Pilotgesteuerte Sicherheitsventile
•     EN ISO 4126 Teil 5: Gesteuerte Sicherheitsventile (CSPRS)
•     EN ISO 4126 Teil 6: Berstscheibeneinrichtungen – Auswahl, Anwendung und Einbau
•     EN ISO 4126 Teil 7: Allgemeine Daten
•     EN ISO 4126 Teil 9: Anwendung und Einbau
•     EN ISO 4126 Teil 10: Zweiphasenströmung
•     EN ISO 4126 Teil 11: Funktions- und Durchflussprüfung

Einbauvorschriften für Sicherheitsventilen

Bei dem Einbau von Sicherheitsventilen in drucktechnischen Anlagen müssen unbedingt Betriebsanleitung und geltende Normen beachtet werden, da manche Typen von Sicherheitsventilen nur für den spezialisierten Einsatz geeignet sind.

Eine Reihe von Faktoren beeinflusst die Wahl der richtigen Sicherheitsventile:

• Die Dimensionierung

Die Dimension der druckbetriebenen Anlage und das mögliche Druckerzeugnis

• Umgebung / Korrosion

Welche Einflussfaktoren bestimmten die Umgebung? Handelt es sich um eine anspruchsvolle

Umgebung mit erhöhter Korrosionsgefahr?

• Umgebungsbeeinträchtigung

Handelt es sich um eine nasse, staubige Umgebung mit Beeinträchtigungsgefahr?

• Sitzdichtung und die Beständigkeit

Welches Material wird verwendet? Bei Fragen in Verbindung von Weichstoffdichtungen relevant.

• Ableitung von Kondensaten

Werden Kondensate aus dem Ventilkörper an der Abströmseite abgeleitet?

• Medium

Welches Medium wird verwendet?

Werden beispielsweise ungiftige Stoffe, wie etwa Luft und Wasser abgeleitet, können die Austrittsmündungen von Sicherheitsventilen in einem Raum geführt sein. Dabei muss eine Gefährdung von Personen durch austretende Medien ausgeschlossen werden (z.B. heißer Wasserdampf). Bei gefährlichen Stoffen, die beispielsweise giftig, luftverdrängend oder hochentzündlich sind, muss die Ableitung in einen gefährdungsarmen Bereich erfolgen. Die Sicherheitsventile werden dabei an Leitungen angeschlossen, die ggf. auf dem Dach münden oder zur Weiterverarbeitung führen, um gegebenenfalls giftige Stoffe zu absorbieren oder zu filtern.

Die Dichtheit der Sitzfläche eines Sicherheitsventils ist nur für bestimmte Dichtheitsklassen geeignet. Daher werden bei gefährlichen Stoffen Sonderventile, wie etwa Berstscheiben vorgeschaltet, die als technisch dicht gelten. Eine Überwachung des Zwischenraums zwischen der Berstscheibe und dem Sicherheitsventil muss dabei stets überwacht werden, um eine defekte oder geborstene Berstscheibe lokalisieren zu können.

Sonderventile - die Berstscheibe

Berstscheiben werden für verschiedene Indikationen eingesetzt. Werden beispielweise große Massenströme abgeführt oder mit gefährlichen Stoffen gearbeitet, können Berstscheiben geschaltet werden, um die Dichtheit der Anlage im Normalbetrieb zu gewährleisten und das Schließen der abgesicherten Anlage nach Ansprechen der Sicherheitseinrichtungen zu gewährleisten. Bei Explosionen oder Verpuffungen werden sie als Druckentlastungseinrichtung eingesetzt

Sie sind leichter zu reinigen als Sicherheitsventile und werden somit in hygienisch kritischen Bereichen eingesetzt, wie etwa der Pharma- und Lebensmittelindustrie.

Sonderventile - Vakuumbrecher

Diese Sonderventile sind Belüftungsventile, um ein unzulässiges Vakuum im Behälter zu verhindern. Ein Vakuum könnte bei der Unterbrechung einer Dampfzufuhr bei gleichzeitiger Kaltwasserzufuhr aus der Kondensation des Restdampfs entstehen.

Sie werden oft bei Druckbehältern, wie etwa Pufferspeichern als Sicherheitskomponente eingesetzt, um durch einen zu geringen Unterdruck irreparable Schäden am Behälter zu vermeiden und somit die Betriebsamkeit und funktionstechnische Sicherheit der Anlage zu gewährleisten

Sonderventile - Schmelzpfropfen

In gewissen Anlagenteilen können Schmelzpfropfen unzulässigen Druck durch Wärmewirkung absichern. Schmelzpfropfen kommen Klassischerweise in Dampflokomotiven- und anderen Dampfkesseln zum Einsatz.

Sicherheitsventile und Sonderventile für Ihre Anlagensysteme

Sicherheitsventile leisten einen wichtigen Beitrag zur Verhinderung von irreparablen Schäden an Anlagen und Anlagenteilen. Sie schützen somit den Produktionsprozess. Aber auch als sicherheitstechnische Einrichtung zum Schutz des bedienenden Personals vor Gefahren und Schäden erfüllen Sicherheits- und Sonderventile eine wichtige Funktion. Durch die individuelle Beratung können wir, von Westfalia Wärmetechnik gemeinsam mit Ihnen die richtigen Sicherheits- und Sonderventile für ihre Produktionstechnische Anlage auswählen und Sie beratend und unterstützend beim weiteren Prozess begleiten. Ihre Ansprüche und die Ansprüche ihrer Anlage, ob in der Produktion oder Wärmetechnik, sind unser Ansporn für Perfektion – traditionell seit über 60 Jahren.