Warum ist das antistatische Design für Kugelhähne wichtig?

Statische Elektrizität ist ein weit verbreitetes physikalisches Phänomen. Wenn zwei verschiedene Materialien aneinander reiben, entsteht durch die Übertragung von Elektronen elektrostatische Ladung. Dieser Vorgang wird als Reibungselektrifizierung bezeichnet. Theoretisch können zwei Objekte aus unterschiedlichen Materialien statische Elektrizität erzeugen, wenn sie aneinander reiben, zwei Objekte aus demselben Material jedoch nicht. Wenn dieses Phänomen im Ventilkörper auftritt, d. h. die Reibung zwischen der Kugel und der nichtmetallischen Kugel, dem Schaft und dem Körper, erzeugt beim Öffnen und Schließen des Ventils statische Ladungen, was eine potenzielle Brandgefahr für das gesamte Rohrleitungssystem darstellt. Um statisches Funkeln zu vermeiden, ist am Ventil eine antistatische Vorrichtung angebracht, um die statische Ladung der Kugel zu reduzieren oder abzuleiten.

API 6D-2014 „5.23 Antistatikgerät“ legt Folgendes fest: „Kugelhahn mit weichem Sitze) Kükenventil und Schieber müssen mit einer Antistatikvorrichtung ausgestattet sein. Die Prüfung der Vorrichtung muss gemäß Abschnitt H.5 durchgeführt werden, wenn der Käufer dies verlangt. API 6D „H.5 Antistatikprüfung“ besagt: „Der Widerstand zwischen Absperrventil und Ventilkörper, Schaft/Welle und Ventilkörper muss mit einer Gleichstromversorgung von höchstens 12 V geprüft werden. Widerstandsmessungen sollten vor der Druckprüfung des Ventils im trockenen Zustand durchgeführt werden, sein Widerstandswert darf nicht mehr als 10 Ω betragen. Ventile mit weichen Sitzen sollten mit einer Antistatikvorrichtung ausgestattet sein, Ventile mit metallischen Sitzen sind jedoch nicht erforderlich, da weiche Kunststoffsitze wie (PTFE, PPL, NYLON, DEVLON, PEEK usw.) dazu neigen, beim Reiben mit der Kugel (normalerweise Metall) statische Elektrizität zu erzeugen, während dies bei Metall-Metall-Dichtungen nicht der Fall ist. Wenn das Medium entflammbar und explosiv ist, kann der elektrostatische Funke eine Verbrennung oder sogar eine Explosion verursachen, daher müssen die Metallteile, die mit nichtmetallischen in Kontakt kommen, über die Antistatikvorrichtung mit Schaft und Körper verbunden werden und die statische Elektrizität schließlich über die Antistatikverbindung am Körper abgeführt werden. Das antistatische Prinzip des schwimmenden Kugelhahns ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Das antistatische Gerät besteht aus einer Feder und einer Stahlkugel („elektrostatische Federsätze“). Im Allgemeinen bestehen schwimmende Kugelventile aus zwei „elektrostatischen Federsätzen“, einer befindet sich auf der Kontaktfläche von Schaft und Kugel und der andere auf Schaft und Körper. Wenn das Ventil geöffnet oder geschlossen ist, entsteht durch die Reibung zwischen Kugel und Ventilsitz statische Elektrizität. Aufgrund des Abstands zwischen Schaft und Kugel prallt die kleine Kugel des „elektrostatischen Federsatzes“ zurück, wenn der Ventilschaft durch die Kugel angetrieben wird, wodurch die elektrostatische Elektrizität auf den Ventilschaft übertragen wird. Gleichzeitig wird die Kontaktfläche des Ventilschafts und des Ventilkörpers des elektrostatischen Federsatzes aufgrund des gleichen Prinzips statisch auf den Körper übertragen und schließlich vollständig elektrostatisch entladen.

Kurz gesagt, ein Antistatikgerät in einem Kugelhahn dient dazu, die durch Reibung erzeugte statische Aufladung der Kugel zu reduzieren. Sie dient zum Schutz des Ventils vor Funken, die den durch das Ventil fließenden Kraftstoff entzünden könnten. Das Kugelventil mit antistatischem Design ist besonders für Bereiche wie Öl und Gas, Chemie, Kraftwerke und andere Industrien geeignet, in denen Feuerfreiheit eine wichtige Garantie für eine sichere Produktion ist.

Was ist der Unterschied zwischen einem Überdruckventil und einem Sicherheitsventil?

Sicherheitsventile und Überdruckventile haben eine ähnliche Struktur und Leistung. Beide entladen das interne Medium automatisch, wenn der Druck den eingestellten Wert überschreitet, um die Sicherheit des Produktionsgeräts zu gewährleisten. Aufgrund dieser wesentlichen Ähnlichkeit werden die beiden häufig verwechselt und ihre Unterschiede werden häufig übersehen, da sie in einigen Produktionsanlagen austauschbar sind. Eine klarere Definition finden Sie in den ASME-Kessel- und Druckbehälterspezifikationen.

Sicherheitsventil: Ein automatisches Druckregelgerät, das durch den statischen Druck des Mediums vor dem Ventil angetrieben wird und für Gas- oder Dampfanwendungen mit vollständig geöffneter Funktion verwendet wird.

Entlastungsventil: Auch als Überlaufventil bekannt, ein automatisches Druckentlastungsgerät, das durch den statischen Druck vor dem Ventil angetrieben wird. Es öffnet sich proportional, wenn der Druck die Öffnungskraft übersteigt. Wird hauptsächlich für Flüssigkeitsanwendungen verwendet.

 

Der grundlegende Unterschied liegt in ihrem Funktionsprinzip: Das Sicherheitsventil entlastet den Druck in die Atmosphäre, also aus dem System heraus. Es kann ein Druckentlastungsgerät für Flüssigkeitsbehälter sein. Wenn der eingestellte Druckwert erreicht ist, öffnet sich das Ventil fast vollständig. Im Gegensatz dazu entlastet ein Entlastungsventil den Druck, indem es die Flüssigkeit zurück in das System entlässt, also auf die Niederdruckseite. Das Entlastungsventil öffnet sich allmählich, wenn der Druck allmählich ansteigt.

Der Unterschied wird auch in der Regel in Kapazität und Sollwert angezeigt. Überdruckventil wird zum Druckentlasten verwendet, um einen Überdruckzustand zu verhindern. Der Bediener muss möglicherweise beim Öffnen des Ventils als Reaktion auf ein Steuersignal behilflich sein und es wieder schließen, sobald der übermäßige Druck abgelassen ist und der normale Betrieb wieder aufgenommen wird.

Ein Sicherheitsventil kann verwendet werden, um den Druck abzulassen, der nicht manuell zurückgesetzt werden muss. Beispielsweise wird ein thermisches Entlastungsventil verwendet, um den Druck in einem Wärmetauscher abzulassen, wenn dieser isoliert ist, aber die Möglichkeit einer thermischen Ausdehnung der Flüssigkeit zu Überdruckzuständen führen könnte. Das Sicherheitsventil an einem Kessel oder anderen Arten von befeuerten Druckbehältern muss in der Lage sein, mehr Energie abzuführen, als in den Behälter eingebracht werden kann.

Kurz gesagt sind Sicherheitsventile und Überdruckventile die beiden am häufigsten verwendeten Arten von Steuerventilen. Das Sicherheitsventil gehört zu den Druckentlastungsvorrichtungen, die nur dann arbeiten können, wenn der Arbeitsdruck den zulässigen Bereich überschreitet, um das System zu schützen. Das Überdruckventil kann das Hochdruckmedium schnell auf den Druckbedarf des Systems bringen und sein Arbeitsprozess ist kontinuierlich.

Stickstoffbedeckungssystem für Lagertanks

Das Stickstoffüberlagerungssystem ist mit Geräten ausgestattet, die einen konstanten Druckzustand aufrechterhalten, indem N2-Gas, also Inertgas, in den oberen Raum des Tanklagers eingespritzt wird. Es besteht aus einer Reihe von Stickstoff-Hochdruckreduzierventilen (Zufuhrventile/Entlüftungsventile), Entlüftungsventilen, Druckmessern und anderen Rohrleitungssystemen und Sicherheitsvorrichtungen. Es kann ohne externe Energie wie Strom oder Gas reibungslos funktionieren und bietet die Vorteile, dass es einfach, praktisch und wirtschaftlich ist und leicht zu warten ist. Das Stickstoffüberlagerungssystem verhindert die Entstehung von Vakuum und reduziert die Verdunstung, wodurch der Lagertank auf einem vorgesehenen Druckwert gehalten wird. Es wird häufig in Lagertanks, Reaktoren und Zentrifugen von Raffinerien und Chemiewerken eingesetzt.

Wenn das Entlüftungsventil des Lagertanks geöffnet wird, sinkt der Flüssigkeitsstand, das Gasphasenvolumen steigt und der Stickstoffdruck sinkt. Dann öffnet sich das Stickstoffzufuhrventil und pumpt Stickstoff in den Tank. Wenn der Stickstoffdruck im Tank auf den eingestellten Wert des Stickstoffzufuhrventils steigt, schließt es automatisch. Wenn stattdessen das Tankzufuhrventil geöffnet wird, um den Tank mit Stickstoff zu versorgen, steigt der Flüssigkeitsstand, das Gasphasenvolumen sinkt und der Druck steigt. Wenn der Druck höher ist als der eingestellte Wert des Stickstoffüberdruckventils, öffnet sich das Stickstoffüberdruckventil und gibt Stickstoff frei, wodurch der Stickstoffdruck im Tank sinkt. Wenn der Druck des Stickstoffüberdruckventils auf den eingestellten Wert fällt, schließt es automatisch.

Im Allgemeinen kann der Stickstoffversorgungsregler eine Art vorgesteuertes und selbsttätiges Druckregelventil sein, die Stickstoffablassvorrichtung verwendet ein selbsttätiges Mikrodruckregelventil, dessen Durchmesser im Allgemeinen dem Durchmesser des Einlassventils entspricht. Das Entlüftungsventil ist oben auf dem Tank installiert und dient dem Explosions- und Brandschutz. Der Stickstoffversorgungsdruck beträgt etwa 300 bis 800 kPa, der eingestellte Stickstoffüberlagerungsdruck beträgt 1 kPa, der Stickstoffentlüftungsdruck beträgt 1,5 kPa, der Ausatemdruck des Atemventils beträgt 2 kPa und der Einatemdruck -0,8 kPa. Das Entlüftungsventil funktioniert nur dann nicht normal, wenn das Hauptventil ausfällt und der Druck im Tank zu hoch oder zu niedrig ist.

Wir bieten ein komplettes Tankbelüftungssystem mit Sicherheitsvorrichtungen sowie Stickstoff-Hochdruckreduzierventilen und Komponenten für Lagertanks, Reaktoren und Zentrifugen.

Was sind Entlüftungsventile?

Das Entlüftungsventil, manchmal auch als Druck- und Vakuumentlastungsventil bezeichnet, ist ein wichtiger Bestandteil von atmosphärischen Tanks und Behältern, in die Lösungsmittel mit hoher Durchflussrate eingefüllt und abgesaugt werden. Diese Art von Ventil wird in die Ein- und Ausatemleitungen von Tanks, Behältern und Prozessgeräten eingebaut, um giftige Dämpfe zurückzuhalten und eine Kontamination der Atmosphäre zu vermeiden. Auf diese Weise werden unvorhergesehene Druck- und Vakuumschwankungen ausgeglichen und ein erhöhter Brandschutz und eine höhere Sicherheit gewährleistet.

Wie funktioniert das Entlüftungsventil?

Die innere Struktur des Atemventils besteht im Wesentlichen aus einem Einatemventil und einem Ausatemventil, die nebeneinander oder überlappend angeordnet sein können. Wenn der Tankdruck dem Atmosphärendruck entspricht, arbeiten die Scheibe des Druckventils und des Vakuumventils sowie der Sitz aufgrund des „Adsorptionseffekts“ eng zusammen, wodurch der Sitz dicht und leckagefrei bleibt. Wenn der Druck oder das Vakuum ansteigt, öffnet sich die Scheibe und bleibt aufgrund des „Adsorptionseffekts“ an der Seite des Sitzes gut abgedichtet.

Wenn der Druck im Tank auf den zulässigen Konstruktionswert ansteigt, wird das Druckventil geöffnet und das Gas im Tank wird durch die Seite des Entlüftungsventils (also des Druckventils) in die Außenatmosphäre abgelassen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Vakuumventil aufgrund des Überdrucks im Tank geschlossen. Umgekehrt findet der Ausatemvorgang statt, wenn der Tank beladen ist und Flüssigkeit aufgrund der höheren Atmosphärentemperatur verdunstet. Das Vakuumventil öffnet sich aufgrund des Überdrucks des atmosphärischen Drucks und das externe Gas gelangt durch das Saugventil (also das Vakuumventil) in den Tank. An diesem Punkt schließt das Druckventil. Das Druckventil und das Vakuumventil können zu keinem Zeitpunkt geöffnet werden. Wenn der Druck oder das Vakuum im Tank auf den Normalwert abfällt, schließen sich die Druck- und Vakuumventile und stoppen den Aus- oder Einatemvorgang.

 

Der Zweck des Entlüftungsventils?

Das Atemventil darf unter normalen Bedingungen nur dann dicht sein, wenn:

(1) Beim Entlüften der Flasche beginnt das Atemventil, Luft oder Stickstoff in die Flasche einzusaugen.

(2) Beim Füllen der Flasche beginnt das Atemventil, das ausgeatmete Gas aus der Flasche zu drücken.

(3) Aufgrund des Klimawandels und aus anderen Gründen steigt oder sinkt der Materialdampfdruck im Tank, und das Atemventil atmet den Dampf aus oder atmet Luft oder Stickstoff ein (normalerweise als thermischer Effekt bezeichnet).

(4) Im Brandfall verdampft die Flüssigkeit im Tank aufgrund des erhitzten Ausatemgases stark und das Atmungsventil beginnt, die Luft aus dem Tank abzulassen, um eine Beschädigung des Tanks durch Überdruck zu vermeiden.

(5) Bei Arbeitsbedingungen wie Drucktransport flüchtiger Flüssigkeiten, chemischen Reaktionen interner und externer Wärmeübertragungsgeräte und Betriebsfehlern wird das Atmungsventil betätigt, um eine Beschädigung des Lagertanks durch Überdruck oder Supervakuum zu vermeiden.

 

Gemeinsame Normen für Entlüftungsventile

DIN EN 14595-2016 – Tank für den Transport gefährlicher Güter – Serviceausrüstung für Tanks – Über- und Unterdruckentlüftung.

 

Wie wird das Entlüftungsventil eingebaut?

(1) Das Entlüftungsventil muss am höchsten Punkt oben am Tank angebracht werden. Theoretisch sollte das Entlüftungsventil im Hinblick auf die Reduzierung von Verdunstungsverlusten und anderen Abgasen am höchsten Punkt des Tankraums angebracht werden, um den direktesten und maximalen Zugang zum Entlüftungsventil zu gewährleisten.

(2) Bei großen Tankvolumen kann ein einzelnes Atemventil nicht verwendet werden, da sonst die Gefahr eines Überdrucks oder Unterdrucks besteht. Es können zwei Atemventile installiert werden. Um zu vermeiden, dass der Betrieb mit zwei Atemventilen gleichzeitig das Risiko eines Ausfalls erhöht, werden normalerweise zwei Atemventile mit Saug- und Druckgradienten konstruiert, von denen eines normal funktioniert und das andere als Reserve dient.

(3) Wenn ein großes Atemvolumen dazu führt, dass das Atemvolumen eines einzelnen Atemventils die Anforderungen nicht erfüllen kann, können zwei oder mehr Atemventile eingebaut werden, und der Abstand zwischen ihnen und der Mitte der Tankoberseite sollte gleich sein, d. h. eine symmetrische Anordnung auf der Tankoberseite.

(4) Wenn das Atemventil am Stickstoffüberlagerungstank installiert ist, muss die Anschlussposition der Stickstoffversorgungsleitung weit von der Atemventilschnittstelle entfernt sein und etwa 200 mm von der Oberseite des Tanks in den Lagertank eingeführt werden, damit der Stickstoff nicht direkt nach dem Eintritt in den Tank austritt und die Rolle der Stickstoffüberlagerung übernimmt.

(5) Wenn im Lungenautomaten eine Drucksperre vorhanden ist, muss der Einfluss des Druckabfalls in der Drucksperre auf den Auslassdruck des Lungenautomaten berücksichtigt werden, um einen Überdruck in der Flasche zu vermeiden.

(6) Wenn die Durchschnittstemperatur des Tanks niedriger oder gleich 0 ist, muss das Entlüftungsventil über Frostschutzmaßnahmen verfügen, um ein Einfrieren des Tanks oder ein Blockieren der Ventilscheibe aufgrund schlechter Entlüftung oder unzureichender Luftzufuhr zu verhindern, was zu einem Überdruck im Fasstank oder einem zu niedrigen Druck im entleerten Tank führen kann.

 

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