Primaire doel: beveiliging van de installatie tegen overdruk



Installaties onder drukbelasting van gassen of vloeistoffen, dienen te worden beveiligd tegen het optreden van systeemdrukken welke de maximale toelaatbare werkdruk binnen het desbetreffende (leiding)systeem/drukvat overstijgen.

• Veiligheidstoestellen zijn voorzieningen, die moeten voorkomen dat in druk belaste installaties drukken optreden, hoger dan die waarvoor de installaties zijn ontworpen.

Wetgeving

Drukbeveiliging van installaties is zo belangrijk dat daaromtrent ook wettelijke bepalingen zijn gesteld. Naast wettelijke bepalingen voor drukapparatuur in het algemeen, krijgen gebruikers ook te maken met (internationale) bepalingen voor wat betreft de ingebruikname. Als er in installaties geen veiligheid gemonteerd wordt, kunnen er levensgevaarlijke situaties ontstaan, zoals explosiegevaar of het vrijkomen van gevaarlijke chemicaliën.

Wettelijke normen

Keuze veiligheid of overstort?

De keuze veiligheidstoestel of overstort toestel wordt bepaald door de beoogde toepassing.

Veiligheidstoestel

• is bedoeld voor het (eenmalig) beheersen van een calamiteit.
• zal onder normale bedrijfscondities nooit worden aangesproken.

Overstorttoestel

• is bedoeld om continu te functioneren als drukbegrenzing van de installatie onder normale bedrijfscondities.

Indeling veiligheidstoestellen naar toepassing en capaciteit

De beoogde toepassing van een veiligheidstoestel vraagt specifieke open- en sluitreacties, ten gevolge van de optredende systeemdruk. Volgende types veiligheidstoestellen werden ontworpen, elk met specifieke eigenschappen in functie van de toepassing.

Normaal- of laaglichtende veiligheidstoestellen

Deze toestellen zijn ideaal voor middelgrote hoeveelheden. Het grote proportionele bereik zorgt vooral bij vloeistoffen voor een rustige werking en voor het afvoeren van piekdrukken. Ze worden toegepast op plaatsen waar de capaciteit van een proportioneel toestel niet langer toereikend is en in situaties waar zelfs het kleinste hooglichtende toestel nog te groot is.

Hooglichtende veiligheidstoestellen

Deze toestellen openen binnen 5% systeemdruk stijging tot aan de constructief begrensde lichthoogte. Ze worden vooral gebruikt voor het beveiligen van gassen en dampen en met name op die plaatsen waar de maximale hoeveelheid medium zo snel mogelijk moet worden afgevoerd.

Proportioneel-lichtende veiligheidstoestellen

Deze toestellen openen evenredig met de drukstijging. Ze worden ingezet op plekken waar slechts zeer kleine afblaas capaciteiten benodigd zijn en het verlies aan medium zo klein mogelijk moet worden gehouden (bijv. thermische expansie).
In tegenstelling tot de overige typen openen proportionele veiligheidstoestellen zeer frequent. Ook het overstorttoestel werkt proportioneel.

Afblaas karakteristieken veiligheidstoestellen

De grafiek geeft aan in welke mate de systeemdruk invloed heeft op het openen en sluiten van het veiligheidstoestel.

De keuze van druk/capaciteit karakteristiek is daarom van groot belang bij de selectie van een juist product voor de toepassing.
Overleg altijd met een ERIKS specialist.

De typische afblaas karakteristieken van de verschillende types veiligheidstoestellen worden hieronder weergegeven.

Opmerking: bovenstaande gegevens zijn op basis van de norm AD 2000-A2 (uitgave 11/93), TRD (uitgave 9/90) en DIN 3320 uitgave 9/84).
 

Belangrijke gegevens voor type/doorlaat bepaling

Medium en medium gerelateerde eigenschappen

• Fase (gas, damp of vloeistof)
• Temperatuur (°C)
• Dichtheid (kg/m3)
• Viscositeit (cSt)
• Capaciteit (kg/uur of m3/uur)
• Afsteldruk (bar)
• Eventuele tegendruk (bar)

Testprocedures

De norm die ERIKS hiervoor hanteert is de API 527. Hierin wordt o.a. beschreven hoe de functionele dichtheid wordt getest.

Toelichting TUV type goedkeuring

Vrijwel alle veiligheden hebben een TUV type goedkeur; zie hiervoor de desbetreffende databladen. De letters D/G/F binnen het type goedkeur nummer staan respectievelijk voor damp (D), gas (G) en vloeistof (F).

Definitie van mediumdruk typeringen - De invloed van druk op de werking en keuze van veiligheden

Onderstaand volgen een aantal definities van de grootheid [druk] waarmee een veiligheidstoestel te maken krijgt. We dienen verschillende drukken typeringen in acht te nemen omdat deze bepalend zijn voor de juiste keuze/toepassing van veiligheidstoestellen. We definiëren hierna druk in de waarde barg (overdruk) en bara (absolute druk).

Afblaasdruk

De afblaasdruk is de druk waarbij het veiligheidstoestel zijn maximale afblaascapaciteit bereikt. De bereikte waarde van de afblaasdruk is afhankelijk van de openingskarakteristiek van het veiligheidstoestel en het medium. 

Voor toestellen conform de norm ISO4126-1 geldt: 
de afblaasdruk wordt bereikt bij een systeemdruk 10% hoger dan de insteldruk. Dit is van toepassing zowel op hooglichtende als normaallichtende en proportionele veiligheden.

Insteldruk

De insteldruk is de druk waarbij het veiligheidstoestel begint te openen.

• Voor gassen en dampen is dit de druk waarbij er hoorbaar gas of damp vrijkomt aan de uitlaatzijde.
• Voor vloeistoffen is dit de druk waarbij de eerste constante stroom druppels aan de uitlaatzijde waarneembaar is.

De afstelling op insteldruk vindt plaats onder atmosferische druk aan de uitlaatzijde.
Bij opstelling waarbij de veiligheid tegendruk heeft, zal het toestel pas bij hogere druk openen dan op de testbank!


Ontwerpdruk

Dit is de max. toegestane systeemdruk waarmee een toestel of installatie mag worden belast.

Sluitdruk

De sluitdruk is de druk waarbij, na het afblazen en teruglopen van de systeemdruk, het veiligheidstoestel weer volledig gesloten is. De bereikte waarde van de sluitdruk is afhankelijk van de karakteristiek van het veiligheidstoestel en het medium.

Voor toestellen conform de norm ISO4126-1 geldt:  
voor gassen en dampen wordt de sluitdruk bereikt bij een systeemdruk 15% lager dan de insteldruk
voor vloeistoffen wordt de sluitdruk bereikt bij een systeemdruk 20% lager dan de insteldruk.

Mediumdruk typeringen toegepast in grafiekvorm

Systeemdruk

Dit is de actueel aanwezige druk in de installatie.

Tegendruk

De tegendruk is de optredende druk aan de uitlaatzijde van het veiligheidstoestel. De tegendruk kan constant of variabel zijn. Tegendruk kan het gevolg zijn van:

• Drukopbouw tijdens het afblazen van een veiligheid (built up back pressure)
• De heersende systeem druk aan de uitlaatzijde van het veiligheidstoestel (superimposed back pressure)

Wanneer de tegendruk meer dan 10% van de insteldruk wordt, heeft dit een nadelige invloed op de werking van het veiligheidstoestel (als in API norm).

Een goede oplossing om een te hoge tegendruk te compenseren is het plaatsen van een roestvaststalen spindelbalg. Deze balg verhindert de tegendrukopbouw. Raadpleeg hiervoor onze productspecialisten.

Werkdruk

De werkdruk is de maximum systeemdruk bij normaal bedrijf.