Druckentlastung Hochleistungsberstscheibe für mehr Sicherheit: Maximal sicher, maximal langlebig

Ein Gastbeitrag von Dr.-Ing. Stefan Rüsenberg, Chief Technical Officer, Nils Lange Process, Engineer Dept. Team Leader Product Design Solutions, beide Rembe

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Mit der zweilagigen KUB-Berstscheibe schafft Rembe eine Hochleistungsberstscheibe, die ausfallsicher und weitestgehend immun gegen Korrosion ist. Im Beitrag verraten die Entwickler, welche Technik sie dabei genutzt haben.

Die KUB clean kann anstelle der ohnehin vorhandenen Dichtungen innerhalb der bestehenden Tri-Clamp-Rohrverbindungen installiert werden.
Die KUB clean kann anstelle der ohnehin vorhandenen Dichtungen innerhalb der bestehenden Tri-Clamp-Rohrverbindungen installiert werden.
(Source: Rembe )

Berstscheiben sollen langlebig sein und im Zweifelsfall zuverlässig auslösen. Schließlich hängt für den Betreiber vom ordnungsgemäßen Funktionieren der Druckentlastung die Sicherheit von Anlage und Umgebung ab.

Bei vielen Berstscheiben wird der Berstdruck der Druckentlastungseinrichtung durch eine Sollbruchstelle oder eine Kerbe (Schwächung des Materials) eingestellt. In den letzten Jahren ist die Technologie immer ausgereifter geworden: Qualität und Zuverlässigkeit von Berstscheiben werden immer besser.

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Ein Beispiel für die Weiterentwicklung ist die zweilagige Knickstab-Umkehr-Berstscheibe KUB von Rembe. Die Entwickler aus dem Sauerland wenden konsequent das Eulersche Knickstab-Prinzip an und lasern auf Basis dieser Berechnungen ein individuelles Schnittmuster in die Scheibe. Diese außergewöhnliche Bauweise ermöglicht ein Arbeitsdruckverhältnis von bis zu 98 Prozent und damit eine hoch effiziente Nutzung des zu schützenden Systems oder der Anlage. Gleichzeitig gewährleistet der zweilagige Aufbau mit einer glatten, geschlossenen, dem Prozess zugewandten Dichtmembran eine absolute Dichtigkeit. Verluste des Prozessmediums und eine Kontamination werden somit verhindert.

Allrounder für viele Anwendungsfälle

Der große Nennweiten- und Druckbereich macht die KUB zu einem Allrounder für eine Vielzahl an verschiedensten Prozessbedingungen und ist sowohl für Gas- als auch Flüssigkeitsanwendungen geeignet. Durch die Langlebigkeit und Robustheit der Berstscheibe werden Stillstandzeiten und somit Kosten vermieden.

Für aseptische und sanitäre Prozesse bestehen zwei Herausforderungen: Zum einen ist mit Vorschweißflansch keine Sterilität gewährleistet, zum anderen müssen bestehende Anlagenteile modifiziert werden, um diese Flansche zu integrieren, wodurch unerwünschte Toträume entstehen. Rohrleitungen schneiden, neue Flanschverbindungen anbringen, Rohrstücke mit integrierter Berstscheibe anflanschen und montieren sowie bei Bedarf korrigieren – die To-do-Liste der Werksschlosser ist umfangreich.

Allrounder für viele Anwendungsfälle

Die KUB clean mit integrierter Dichtung sorgt für Abhilfe. Soll ein Prozess (nachträglich) abgesichert werden, kann eine bestehende Tri-Clamp-Dichtung ohne Modifikation der bestehenden Rohrleitung durch eine KUB clean Berstscheibe ersetzt werden. Die oben beschriebenen Aufgaben der Werksschlosser entfallen ersatzlos. Das ermöglicht eine schnelle, einfache und zuverlässige Prozessabsicherung.

Das Geheimnis liegt in der speziell an die Anforderungen im Hygienic Design angepasste High Performance-Berstscheibe. Diese vereint die Knickstab-Umkehr-Berstscheibe mit einer auswechselbaren und integrierten Clamp-Dichtung, die sich durch Beständigkeit und Langlebigkeit auszeichnet. Die glatte, geschlossene Dichtmembran weist prozessseitig keine Schneidrillen, Einkerbungen sowie Vertiefungen auf, wodurch Rückstände auf der Berstscheibe während der Produktions- und Reinigungszyklen ausgeschlossen werden. Durch die Kombination der völlig glatten, makellosen Oberfläche zusammen mit der integrierten Dichtung und der einfachen, direkten Installation in Tri-Clamp-Verbindungen entsteht eine Berstscheibe, die eine erweiterte Kompatibilität und Schutz vor Kontamination bietet. Bei einer Wartung oder Inspektion kann die Tri-Clamp-Verbindung geöffnet und die Dichtung einfach ausgewechselt werden. Ein kompletter Austausch der Berstscheibe ist somit nicht notwendig, was die Stillstandzeit verkürzt und zusätzliche Kosten vermeidet. Die KUB clean ist somit die ideale Berstscheibe für Prozesse mit strengen Hygienevorschriften, wie sie zum Beispiel in der Pharmaindustrie vorkommen.

Signalgeber „NIMU“ – extreme Bedingungen, sichere Funktion

Prozesse mit hohen Temperaturen und hochkorrosiven Medien sind in der Chemie und Verfahrenstechnik weit verbreitet. Herkömmliche Signalisierungen stoßen da oftmals an ihre Grenzen. Für Anlagen mit rauen und extremen Betriebsbedingungen eignet sich der Signalgeber „NIMU“ (Non-invasive Monitoring Unit). Das wiederverwendbare Überwachungssystem wurde explizit für die sofortige Benachrichtigung einer Druckentlastung entwickelt. Bei potenziell schädlichen Medien kann so das Risiko von Leckagen durch ein schnelles und sicheres Abschalten der Anlage reduziert werden.

Der Nimu-Sensor kommt zudem nicht in Kontakt mit dem Prozess, sodass er weder durch harsche Prozessbedingungen noch korrosive Medien beeinträchtigt wird und selbst unter den rauesten Betriebsbedingungen maximale Prozessdichtigkeit sicherstellt. Die Montage erfolgt in einer Sacklochbohrung im Auslassteil des Berstscheibenhalters. Somit ist die Signalisierung vollständig vom Prozess isoliert, und eine potenzielle Leckage nach dem Ansprechen der Berstscheibe wird verhindert – notwendig für Kunden in der Chemie-, Pharma- und Verfahrensindustrie bei denen Leckagen nicht toleriert werden können.

Mehr Produktivität für verfahrenstechnische Anlagen

Gegenüber herkömmlichen Membrandetektionssystemen, die zum einmaligen Gebrauch bestimmt sind, ist der Signalgeber nach Ansprechen der Berstscheibe oder auch nach planmäßigen Wartungsarbeiten vollständig wiederverwendbar. Zusätzliche Ersatzkosten entfallen somit. Bei Wartungsarbeiten ermöglicht der geschlossene Kreislauf der Berstsignalisierung eine einfache Prüfung auf ihre Funktion, und die Berstscheibe kann im Anschluss wieder in ihre Halterung eingesetzt werden. Der Betreiber ist in der Lage dies selbst durchzuführen, wodurch der Wartungsprozess vereinfacht und beschleunigt wird. Ein eindeutiger Mehrwert für die Chemie-, Pharma- und Verfahrensindustrie, um die hohen Produktivitätsanforderungen zu erfüllen. n

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