Basiswissen Sicherheitsventile
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Zweck und Funktion von Sicherheitsventilen

Der Hauptzweck eines Sicherheitsventils ist der Schutz von Leben, Eigentum und der Umwelt. Sicherheitsventile sind dazu bestimmt zu öffnen und Überdruck von Behältern oder Ausrüstung abzulassen und dann wieder zu schließen. Nachdem die normalen Betriebsbedingungen wieder hergestellt sind, wird eine weitere Abgabe des Mediums verhindert. 
 
Ein Sicherheitsventil ist eine Schutzvorrichtung und in vielen Fällen die letzte Absicherung. Es muss sichergestellt sein, dass das Sicherheitsventil jederzeit und unter allen Bedingungen betriebsfähig ist. Ein Sicherheitsventil ist kein Regelventil oder Druckminderer und darf als solches nicht falsch angewendet werden. Es sollte nur zu einem Zweck dienen: Schutz vor Überdruck.
 
Gründe für Überdruck in einem Behälter
Es gibt viele Gründe, warum Druck in einem Behälter oder System eine festgelegte Obergrenze übersteigen kann. Der API Standard 521/ISO 23251 Abschn. 4 liefert einen detaillierten Leitfaden über Gründe für Überdruck. Die häufigsten sind:
  • Blockierte Ableitung
  • Externes Feuer, auch „Brandfall” genannt
  • Thermische Expansion
  • Chemische Reaktion
  • Rohrbruch bei Wärmetauschern
  • Störung des Kühlungssystems
Jedes der oben genannten Ereignisse kann einzeln und getrennt von den anderen vorkommen. Sie können aber auch gleichzeitig stattfinden. Jeder Überdruckfall verursacht unterschiedliche zu entlassende Massen- oder Volumenströme, zum Beispiel kleinere Massenströme bei thermischer Expansion und größere Massenströme im Falle von chemischen Reaktionen. Es liegt in der Verantwortung des Anlagenbetreibers ein Worst-Case-Szenario zur Auslegung und Auswahl einer geeigneten Druckentlastungseinrichtung zu bestimmen.
 
Haupttypen von Sicherheitsventilen und ihre Funktionsweisen
 
Es gibt zwei Haupttypen von Sicherheitsventilen.
Federbelastete Sicherheitsventile und Pilot-gesteuerte Sicherheitsventile.
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Federbelastete Sicherheitsventile 

Die Federkraft Fs wird über die Spindel auf den Teller übertragen und dieser schließt gegen die Sitzbuchse, welche gemeinsam mit dem Teller den Prozess abschließt und das Abdichten sicherstellt. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, solange die Federkraft größer ist als die Kraft Fp, die durch den Druck am Eintritt des Ventils entsteht.
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Pilotgesteuerte Sicherheitsventile

Pilotgesteuerte Sicherheitsventile begrenzen den Druck im System, indem sie den auftretenden Überdruck durch Öffnen des Hauptventils ausgleichen. Sie sind eigenmediumgesteuert und wie bei allen mediumbelasteten Sicherheitsventilen wirken hier auf beiden Seiten des Dichttellers die gleichen Drücke. Durch unterschiedlich große Flächen wirkt jedoch eine größere Kraft in Schließrichtung.

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