Ausfall des Druckbegrenzungsventils und Fehlersuche

Druckbegrenzungs- und Sicherheitsventile in der Fertigungsindustrie können manchmal versagen. Bei einem Defekt lässt das Ventil Druck ab, bevor das System den maximalen Druck erreicht, oder es kommt zu Leckagen und Rattergeräuschen. Die Fehlersuche im Ventil und im System, um die Ursache der Probleme zu finden, ist eine sichere Methode. Dieser Artikel befasst sich mit den Ursachen für den Ausfall eines Druckbegrenzungsventils in einem System und mit der Frage, wie man das Ventil prüft, um es zu reparieren oder zu ersetzen.

Inhaltsübersicht

• Versagen von Druckbegrenzungsventilen
• Prüfung eines Druckbegrenzungs- oder Sicherheitsventils
• Wie oft ist ein Überdruckventil zu prüfen?
• FAQs

Versagen von Druckbegrenzungsventilen

Druckbegrenzungs- und Sicherheitsventile sind unerlässlich, um hydraulische und pneumatische Systeme unter dem eingestellten Druck zu halten. Je nach Installation können sie entweder:

• Reduzieren Sie den Druck in der Anlage auf ein konstantes Niveau, wenn er einen Schwellenwert überschreitet
• Aufrechterhaltung des Drucks vor oder hinter dem Ventil
• Reduzieren Sie die Druckspitzen oder Druckimpulse, um nachgeschaltete Geräte zu schützen

Ein ordnungsgemäß gewartetes Druckbegrenzungsventil kann bis zu dreißig Jahre halten. Das Druckbegrenzungsventil kann jedoch mit der Zeit versagen. Es ist wichtig, die Anzeichen zu erkennen, um das Problem schnell zu lösen und die Sicherheit der Einrichtung zu gewährleisten. Es gibt mehrere Anzeichen für den Ausfall eines Überdruckventils, auf die Sie bei der Fehlersuche im System achten sollten.

Das System kann einen bestimmten Druck nicht erreichen

Ein System, das seinen Auslegungsdruck nicht erreichen kann, kann ein Anzeichen für ein Versagen des Druckbegrenzungsventils sein, das eine Produktionsverlangsamung verursachen kann. Die Überprüfung des Überdruckventils kann helfen, das Problem zu ermitteln, und in einigen Fällen ist es möglich, das Problem zu beheben.

• Falsche Kalibrierung: Wenn das Druckbegrenzungsventil auf den falschen Einstelldruck kalibriert wurde, kann es das Medium vorzeitig ablassen. Dies kann vorkommen, wenn sich die Auslegung der Anlage ändert und das Überdruckventil nicht auf den neuen normalen Betriebsdruck des Systems eingestellt wird. Passen Sie den Einstelldruck des Ventils an, um dieses Problem zu beheben.
• Abnutzungserscheinungen: Wenn das Überdruckventil korrekt kalibriert ist und alle anderen Aspekte des Systems optimal funktionieren, ist es an der Zeit, das Überdruckventil auszutauschen. Das Ventil kann nach jahrelangem Betrieb beschädigt werden, und Schmutz und Staub aus der Umgebung können verhindern, dass das Ventil vollständig schließt. Dies führt häufig zu einem Rattern in Druckbegrenzungsventilen, bei dem sich das Ventil schnell öffnet und schließt, so dass es nicht mehr richtig funktioniert.

Das System ist über dem maximalen Druck

Wenn der Systemdruck über den Maximaldruck ansteigt, sollte sich ein Überdruck- oder Sicherheitsventil öffnen, um den zusätzlichen Druck abzulassen und die Sicherheit der Anlage und der Geräte zu gewährleisten. Wenn sich das Druckbegrenzungsventil jedoch nicht öffnet, wenn der Systemdruck über den maximal eingestellten Druck ansteigt, liegt wahrscheinlich ein Problem mit dem Ventil vor. Vergewissern Sie sich, dass das Ventil auf den richtigen Einstelldruck kalibriert ist, und untersuchen Sie die Anlage gründlich, um die Ursache des Überdrucks zu ermitteln. Verunreinigungen wie Schmutz, Staub und Korrosion können dazu führen, dass das Ventil stecken bleibt. Tauschen Sie das Überdruckventil aus, wenn die übermäßigen Ablagerungen nicht gereinigt werden können. Lesen Sie unseren Artikel über die Installation von Druckbegrenzungsventilen, um weitere Informationen über den Austausch und die Installation eines neuen Druckbegrenzungsventils zu erhalten.

Druckbegrenzungsventil undicht

Ein Ventil kann aus mehreren Gründen undicht sein:

• Nicht vollständig geschlossen: In staubigen Industrieumgebungen können Verunreinigungen im Überdruckventil zurückbleiben, so dass es nicht mehr vollständig schließen kann, was zu Leckagen führt.
• Beschädigung: Extreme Temperaturen und Abnutzung können das Druckbegrenzungsventil beeinträchtigen und im Laufe der Zeit Schäden (wie eine gebrochene Feder) verursachen. Dies beeinträchtigt ihre Fähigkeit, richtig zu schließen, was zu Leckagen führt.
• Falsche Größe: Ein schlecht dimensioniertes Ventil funktioniert nicht richtig und ist oft undicht. Lesen Sie unseren Artikel zur Dimensionierung von Druckbegrenzungsventilen, um weitere Informationen zur Auswahl und Dimensionierung dieser Ventile zu erhalten.

Um ein undichtes Überdruckventil zu reparieren:

1. Schalten Sie das System ab, wenn das Überdruckventil undicht ist.
2. Ermitteln Sie die Ursache der Leckage durch sorgfältige Untersuchung der Rohrleitungen und des Ventils. Die Fehlersuche bei einem undichten Überdruckventil ist schwierig, da es mehrere mögliche Ursachen gibt. Führen Sie hochwertige Inline-Lecktests durch (siehe unten), um die Ursache der Leckage zu ermitteln.
3. Bei der ersten Reparatur des Sicherheitsventils müssen die Schrauben des Ventiloberteils angezogen oder ausgetauscht und die Muttern der Stopfbuchse angezogen werden. Beachten Sie unbedingt die Richtlinien des Ventilherstellers.
4. Wenn das Ventil nach der ersten Reparatur nicht ordnungsgemäß funktioniert, führen Sie bei Bedarf weitere Reparaturen durch. Wenn nichts funktioniert, ersetzen Sie das Ventil.

Prüfung eines Druckbegrenzungs- oder Sicherheitsventils

Prüfmethoden

Für die Prüfung eines Überdruckventils gibt es drei Arten von Prüfverfahren.

Prüfstandsversuche

Bei der Prüfung auf dem Prüfstand muss der Benutzer das System der Anlage vollständig abschalten und alle Druckbegrenzungsventile entfernen. Diese Ventile werden in einem Labor geprüft und bei Bedarf repariert. Nach der Reparatur werden die Ventile wieder in das System eingebaut. Die Prüfung auf dem Prüfstand ist das gründlichste Prüfverfahren; Druckbegrenzungsventile werden bei der Herstellung diesem Prüfverfahren unterzogen.

Inline-Prüfung

Das Inline-Prüfverfahren erfordert weder den Ausbau von Ventilen noch Stillstandzeiten der Anlage. Ein geschulter Techniker kann die Ventile im System testen, um ihre Sollwerte zu berechnen. Die Inline-Prüfung wird gerne für regelmäßige vorgeschriebene Inspektionen eingesetzt und liefert genaue Ergebnisse, da keine Ausfallzeiten erforderlich sind. Die Methode bietet Echtzeit-Berichterstattung im System und eliminiert außerdem transportbedingte Schäden.

Operiert an Ort und Stelle

Bei bestimmten Druckbegrenzungsventilen ist eine manuelle Prüfung vor Ort möglich. Um eine Prüfung im eingebauten Zustand durchzuführen, betätigen Sie manuell den Prüfhebel am Überdruckventil. Mit dieser Prüfung wird sichergestellt, dass das Ventil dicht öffnen und schließen kann, aber es wird nicht überprüft, bei welchem Druck das Ventil öffnet und schließt. Hierbei handelt es sich um eine grundlegende Prüfung, die vierteljährlich oder halbjährlich an Druckbegrenzungsventilen durchgeführt wird und die grundlegendste Funktionalität von Druckbegrenzungsventilen sicherstellt.

Testaufbau

Abbildung 2 zeigt den Ablauf der Funktionsprüfung eines Druckbegrenzungsventils. Überprüfen Sie vor Beginn des Versuchs die Datenblätter des Druckbegrenzungsventils und stellen Sie sicher, dass der Versuch den Richtlinien des Herstellers entspricht. Prüfen Sie auch, ob das Ventil korrekt auf seinen Sollwert kalibriert ist.

1. Das Druckbegrenzungsventil und die zugehörigen Komponenten werden wie in Abbildung 2 dargestellt aufgebaut.
2. Schließen Sie die N2-Leitung an den Eingang des Prüfverteilers an (das System, das mit dem Überdruckventil verbunden ist).
3. Stellen Sie den Druck über einen Regler ein (Abbildung 2, Kennzeichnung A). Das Nadelventil (Abbildung 2, Kennzeichnung B) lässt den Durchfluss des Mediums allmählich zu, wenn sich der Druck im Regler ändert.
4. Erhöhen Sie den Druck allmählich, bis das Druckbegrenzungsventil (Abbildung 2, Kennzeichnung D) aufspringt. Ein "Pop-Test" prüft den Ansprechdruck des Überdruckventils, indem der Druck in den Ventileingang gepresst wird, bis es sich öffnet. Der Benutzer vergleicht den Druck, der das Öffnen des Ventils bewirkt, mit dem Einstelldruck des Ventils, um zu prüfen, ob das Ventil bei dem eingestellten Druck öffnet oder nicht.
5. Notieren Sie den Messwert auf dem Prüfgerät (Abbildung 2, Bezeichnung C) und vergleichen Sie ihn mit dem Einstelldruck des Ventils. Führen Sie diesen Schritt zur Bestätigung 2-3 Mal durch.
6. Die Abnahmekriterien für das Druckbegrenzungsventil hängen davon ab, ob der aufgezeichnete Druck innerhalb der in Tabelle 1 angegebenen Toleranzwerte gemäß ASME-Codes liegt.
7. Führen Sie nach der Prüfung des Ansprechdrucks die Dichtheitsprüfung des Überdruckventils durch. Bei dieser Prüfung wird der Prüfdruck bei 90 % des eingestellten Drucks gehalten und die Anzahl der pro Minute erzeugten Blasen gezählt. Wenn Luft oder Stickstoff durch den Sitz und den Teller des Überdruckventils entweicht, entstehen Blasen. API 527 enthält Abnahmekriterien für die Dichtheitsprüfung:
   1. Zähle die Anzahl der Blasen, die in einer Minute entstehen.
   2. Der Wert sollte bei weichdichtenden Überdruckventilen Null sein und bei metallisch dichtenden Ventilen den in Tabelle 2 angegebenen Wert nicht überschreiten.
8. Wenn der Test bestätigt, dass die Leckage des Druckbegrenzungsventils nicht innerhalb der Toleranzgrenze liegt, gibt es einige Möglichkeiten zur Fehlersuche und Behebung des Lecks.

1. Bestimmen Sie zunächst die Ursache des Lecks. Prüfen Sie, ob das Ventil mechanisch beschädigt ist, eine falsche Größe hat oder durch Schmutz und Ablagerungen verstopft ist.
2. Als Nächstes wird geprüft, ob das Ventil repariert oder ausgetauscht werden soll. Tauschen Sie zum Beispiel das Ventil aus, wenn es beschädigt ist oder die falsche Größe hat. Reparieren Sie das Ventil, wenn es gereinigt und so eingestellt werden kann, dass es reibungslos funktioniert.

Sobald das Druckbegrenzungsventil nach der Reparatur oder dem Austausch des beschädigten Ventils wieder einwandfrei funktioniert, sollten Sie eine Routine zur regelmäßigen Wartung und Prüfung einführen. Ein beschädigtes Überdruckventil kann die Funktionsfähigkeit einer Anlage ernsthaft gefährden.

Anmerkung: Entfernen Sie während der Tests nicht die Herstellerplombe und passen Sie die Einstellung nicht an.

Tabelle 1: ASME-Code mit Angabe der Toleranzwerte in Bezug auf den Ansprechdruck

ASME-Code Abschnitt I
Druck einstellen	Toleranz
1,0 - 5,0 kg/Cm2 G	± 0,14 kg/Cm2 G
5,1 - 21,0 kg/Cm2 G	± 3%
21,1 - 70,0 kg/Cm2 G	± 0,70 kg/Cm2 G
> 70,0 kg/Cm2 G	± 1%

Tabelle 2: Leckagerate für die Ventilprüfung nach API 527

Stellen Sie den Druck auf 15,6 Grad Celsius (60 Grad Fahrenheit) ein. MPA (psig)	Öffnungsdurchmesser < 18 mm (0,7 Zoll) Leckagerate (Blasen/min)	Öffnungsdurchmesser > 18 mm (0,7 Zoll) Leckagerate (Blasen/min)
0.013 – 6.896 (15-1000)	40	20
10.3.-1500	60	30
13.8.-2000	80	40
17.2.-2500	100	50
20.7.-3000	100	60
27.6.-4000	100	80
34.4.-5000	100	100
41.4.-6000	100	100

Wie oft ist ein Überdruckventil zu prüfen?

API 576 schreibt vor, das Druckbegrenzungsventil so oft zu prüfen, wie es erforderlich ist, um das Gerät in einem zufriedenstellenden Betriebszustand zu halten. Dies bedeutet, dass die Armatur nach einem festgelegten Zeitplan für kontinuierlich arbeitende Armaturen inspiziert und geprüft wird. Die erforderliche Prüfhäufigkeit hängt von der Anwendung ab. So sollte beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil, das in einer korrosiven und verschmutzten Umgebung installiert ist, häufiger geprüft werden als eines, das in einer nicht korrosiven Umgebung installiert ist. Einige Bedingungen, die kürzere Testintervalle erforderlich machen, sind:

• Vibration
• Pulsierende Lasten
• Geringe Differenz zwischen Einstell- und Betriebsdruck

Schauen Sie sich auch die Testhistorie des Ventils im Laufe der Zeit an. Testen Sie das Ventil seltener, wenn es den Test stets besteht. Bei neuen Prozessen, bei denen die Prüfbedingungen nicht genau vorhergesagt werden können, sollte die Erstinspektion so bald wie möglich nach Beginn des Betriebs durchgeführt werden, um ein geeignetes und sicheres Prüfintervall festzulegen. Prüfen Sie das Überdruckventil nach jedem Brandfall. Warten und ersetzen Sie die Dichtung des Ventils, wenn das Ventil aufspringt.

FAQs

Ist ein undichtes Überdruckventil gefährlich?

Ja, undichte Überdruckventile können Überdruckzustände verursachen, die zu Systemausfällen und Explosionen führen. Stellen Sie das Problem fest und reparieren oder ersetzen Sie das Ventil je nach Bedarf.

Wie repariere ich ein undichtes Überdruckventil?

Schalten Sie das System ab, ziehen Sie die Schrauben der Haube an oder ersetzen Sie sie, und ziehen Sie die Muttern der Stopfbuchse an. Wenn das Ventil immer noch nicht richtig funktioniert, tauschen Sie das Ventil aus.

Warum quietscht mein Überdruckventil?

Dampf und andere komprimierbare Flüssigkeiten, die durch den druckreduzierenden Teil des Ventils strömen, können dazu führen, dass die mechanische Energie der Flüssigkeit in Schallenergie umgewandelt wird und ein Quietschen verursacht.