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."

02.10.2015

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

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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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