02.10.2015
Sicherheitsventilprüfung nach ASME
- was ist zu beachten
Hinweis: Der Inhalt dieses Vortrages bezieht sich auf die Prüfung
von Sicherheitsventilen mit Gas oder Druckluft als Prüfmedium
02.10.2015
Warum ASME ?
ASME American Society of Mechanical Engineers
API Regelwerke
American Petroleum Institute
Anlagen der Öl- und Gas Industrie
werden weltweit nach API gebaut
Zwei wesentliche Unterschiede zur EN ISO
02.10.2015
ASME PTC - Performance Test Code 25 EN ISO 4126 – Teil 1
Set Pressure (Auswahl aus):
• Start-to-leak pressure
• Opening (start to lift) pressure
• Popping pressure
Ansprechdruck
Simmer US engl. = "sieden"
Overpressure Öffnungsdruckdifferenz
Reliefing pressure Abblasedruck
Cold differential set pressure Kalt-Einstelldruck
1
2
3:1
3 ??
Wir benötigen einen "popping pressure" Prüfstand !
"popping pressure" – was er NICHT ist
"popp" engl. = Knall
beschreibt sehr trefflich den Vorgang, sofern ein Sicherheitsventil schlagartig
auf dem Prüfstand öffnet.
Die Fehlinterpretation "to popp a safety valve" wird fälschlicherweise als
allgemeingültiges Synonym für "das Sicherheitsventil prüfen" verwendet. Dabei
spielt das Ansprechverhalten keine Rolle.
Fakt ist:
■ Jedes Sicherheitsventil hat einen popping pressure
■ Auch das, welches mit einem Zischen anspricht.
■ Spricht ein Sicherheitsventil mit einem "Plopp" an, so ist das auch
gleichzeitig der popping pressure Punkt.
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Was ist der "popping pressure" ?
Definition ASME PTC 25:
"Druck, bei dem sich der Ventilteller schneller bewegt, verglichen mit
korrespondierenden Geschwindigkeiten bei höherem oder niedrigerem Druck."
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Vereinfacht ausgedrückt:
"Der Augenblick, in dem sich der Ventilteller mit
der höchsten Geschwindigkeit bewegt."
Das Video einer popping pressure Prüfung finden Sie hier:
https://youtu.be/zZ0gP-cUKRA
Die GRENZEN des Standard Ventilprüfstandes
02.10.2015
NICHT auf große Volumenströme ausgelegt
Der Ventilteller hebt sich nur minimal
Zischt das Ventil, schafft es der Prüfstand NICHT mehr bis zum
popping pressure
Neue physikalische Anforderungen
Ausgleichen der Leckageverluste
■ Die Leckage am Ansprechpunkt erzeugt einen Medienverlust
■ Der daraus resultierende Druckverlust muss ausgeglichen werden, damit der Druck weiter bis
zum popping pressure gesteiegert werden kann.
Vergrößern des Systemvolumens
■ Der Druck sinkt am Ansprechpunkt nicht so schnell ab Strömung kann sich ausbilden und
den popping pressure "auslösen".
■ Nach dem weiten Öffnen durch den popping pressure ist noch Druck im System, dass den
Ventilteller in der Schließbewegung abbremst.
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Das geringe Systemvolumens und der Hochdruckverrohrung
begrenzen den Standard Sicherheitsventilprüfstand
Zusatzkomponenten eines "popping pressure" Prüfstandes
Ausreichend großer Druckspeicher
■ Ausreichend "Vorrat" um die Abblasmenge durch
Vollhub und den Ausgleich der Leckageverluste
am Ansprechpunkt zu kompensieren
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Rohrleitungssystem und Nadelventile mit
vergrößertem Querschnitt
■ Ermöglicht ausreichend Strömung, um Leckagen
am Ansprechdruck auszugleichen.
Akkumulator mit 2" Leitung zur Spannstelle
■ Vergrößert das Systemvolumen des Prüfstandes
Verlauf einer "popping pressure" Prüfung
PL – Leckage – Ventil beginnt am Ansprechpunkt zu zischen. Druck sinkt
aufgrund Akkumulator und Leitungssystem nicht zusammen.
PP – popping pressure Punkt – Druck sinkt aufgrund Akkumulator nicht
komplett ab
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Grenzen der Auslegung
Ein thermodynamisches System mit Zu- und Abfluss lässt sich mathematisch
einwandfrei modellieren.
Der "Spalt" zwischen Ventilteller und Sitz, der sich am Ansprechdruck ergibt,
ist nicht definiert die mathematische Modellierung scheitert.
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Eine gezielte Auslegung des popping pressure Prüfstandes für eine
Ventilgröße und Druckstufe ist nicht möglich
Kosten der "popping pressure" Prüfung
Zusätzliche Investitionskosten
■ Zusätzlicher Akkumulator
■ 2" Kugelhahn
■ 2" HD Leitunge PN300
■ ggf. Kompressor
Erhöhte Prüfkosten
■ Erhöhter Verlust an Druckmedium bei jeder Prüfung (Ventil öffnet komplett)
■ Verlust aus dem Akkumulator bei "nächster Prüfung" eines Sicherheitsventils mit niedrigerem
Ansprechdruck.
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popping pressure Prüfungen sind immer mit
erhöhten Prüfkosten verbunden.
Erwägungen für die Praxis
Popping pressure Prüfungen sind immer mit erhöhten Kosten verbunden
Ein Akkumulator sollte immer vom Spanntisch abzusperren sein.
Jenseits PN300 steigen die Investitionskosten überproportional an
Sind Prüfanforderungen komplex (Wasser und Luft), ist es sinnvoll, eine
ausgewiesenen popping pressure Prüfstand vorzusehen.
Das Nachrüsten eines Akkumulators an eine Standardprüfstand ist aufgrund
der Physik nicht nachteilhaft, löst die Aufgabe "popping pressure Prüfung" aber
nicht hinreichend.
02.10.2015
Weitere Informationen
METRUS GmbH
J. Junior
Richard-Lucas-Str. 6
DE-41812 Erkelenz
+49 (2431) 945020
www.metrus.de
Infos zum Prüfstand:
http://www.metrus.de/de/pruefstaende/ventilpruefstand/sv-20-200-pa
Datenblatt: http://www.metrus.de/phocadownload/flyers/sv20-200-pa-flyer.pdf
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