Schleichende Leckagen vermeiden

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Das Sicherheitsventil wurde auf den genannten Ansprechdruck eingestellt (Definition: Initial Audible). Anschließend wurde der konstante Fremdgegendruck jeweils prozentual erhöht und die Messwerte erfasst. Zur Reduzierung des Rüstaufwands wurde auf eine Nachstellung des Ventils (Spannschraube) und damit die CDTP-Korrektur verzichtet. Zusätzlich wurde durch den Einsatz eines automatischen Regelventils in der Abblaseleitung der Fremdgegendruck auf den eingestellten Wert nahezu konstant gehalten. Der Einfluss des sich aufbauenden Eigengegendruckes war vernachlässigbar gering.

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Die Ergebnisse (Auszug: 5 bar-ü, siehe Grafiken Seite 75 und 76) sind nach Gleichung (3) ermittelt.

Gesamt-Ansprechdruck = F_Federkraft + F_{Fremdgegendruck}

Es wurden pro Einstellung jeweils drei Messungen gemacht, der jeweilige Mittelwert wurde als Grundlage für die Abbildungen verwendet.

Zusammenfassung

Das Sicherheitsventil spricht innerhalb der erlaubten Grenzen und damit trotz des vorhandenen konstanten Fremdgegendruckes und einer Einstellung nach (3) korrekt an. Die generelle Funktionscharakteristik beim Ansprechen wird nicht negativ beeinflusst. Das Ventil erreicht trotz des konstanten Fremdgegendruckes seinen vollen Hub.

Bei der Ausführung ohne Metall-Faltenbalg erhöht sich die Öffnungsdruckdifferenz linear zum Gegendruckverhältnis, liegt jedoch immer noch im vorgeschriebenen Bereich, mit Metall-Faltenbalg liegt sie nahezu konstant trotz einem steigendem Gegendruckverhältnis.

Ein konstanter Fremdgegendruck und eine daraus resultierende Einstellung nach (4) beeinflusst das Arbeitsverhalten des Sicherheitsventils insbesondere dahingehend, dass sich die Schließdruckdifferenz verändert (sie verringert sich linear zum Gegendruckverhältnis). Dies bedeutet, es besteht die Gefahr, dass das Sicherheitsventil bei zunehmendem Gegendruckverhältnis oder einem höherem Ansprechdruck nach dem Ansprechen nicht mehr zuverlässig schließt (setzt) und es somit zu einer bleibenden, schleichenden Leckage kommen kann.

Aus diesen Ergebnissen folgt: Bei der Auslegung und Dimensionierung von Sicherheitsventilen mit konstantem Fremdgegendruck sind immer der konkrete Einsatzfall und die Betriebsbedingungen zu berücksichtigen. Hierzu ist der jeweilige Hersteller zu kontaktieren, um insbesondere die Einsatzgrenzen und die sich verändernden Betriebsparameter bei der Auswahl und Auslegung berücksichtigen zu können.

Zum Artikel gibt es auch ein ausführliches Whitepaper Sicherheitsventile mit konstantem Fremdgegendruck

• 1. Literatur:

• 2. [1] E. Stork; Gegendruckbeaufschlagte Sicherheitsventile Technische Überwachung; Bd. 47 (2006) Nr. 7/8 Juli/August; Springer VDI Verlag

• 3. [2] DIN EN ISO 4126-1 : 12.2013

• 4. [3] DIN EN ISO 4126-7 : 12.2013

• 5. [4] AD 2000-A2 Merkblatt, korrigierte Fassung, 07.2013

• 6. [5] VdTÜV-Bauteilprüfblatt, Sicherheitsventil 663, 12.2014

• 7. [6] API 520 PT1-Sizing and Selection, 07.2014

• 8. [7] http://www.nationalboard.org

* * Der Autor ist Mitarbeiter bei Ari-Armaturen GmbH & Co. KG, Schloß Holte-Stukenbrock. Kontakt: Tel. +49-5207-9940

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