Was ist ein Sicherheitsventil?
Sicherheitsventile (safety valves) gehören zu den Sicherheitsarmaturen und schützen Druckbehälter (z. B. Heiz- und Dampfkessel, Reaktoren, Rohrleitungen, Ausgleichbehälter) vor einem für ein Druckgerät oder Drucksystem unzulässigen Druckanstieg.
Das Sicherheitsventil ist eine Druckentlastungseinrichtung, die anspricht, wenn der Druck den maximal zulässigen Betriebsdruck (in der Regel 10%) übersteigt. Die Aufgabe des Sicherheitsventils in einem System ist es, dieses System vor Zerstörung durch Überdruck zu schützen.
Wann braucht man ein Sicherheitsventil?
Überall dort wo Leitungen oder Behälter gegen Überdruck abgesichert werden müssen, wird ein Sicherheitsventil eingesetzt. Wird eine solche Sicherung nicht vorgesehen, können Beschädigungen an Anlage und auch Personal die Folge sein.
Wie funktioniert das Sicherheitsventil? Und wo wird es eingebaut?
Ein Sicherheitsventil ist im Normalzustand geschlossen und öffnet nur bei einem bestimmten Auslösedruck. Erreicht der an der Eintrittsseite anliegende Betriebsdruck den voreingestellten Auslösedruck, öffnet das Sicherheitsventil. Und führt so eine auf der Eintrittsseite herbei. Auf der Austrittsseite entweicht das Medium dann in eine Ablaufleitung oder in die Atmosphäre.
Wann löst ein Sicherheitsventil aus?
Bei Überschreiten des Ansprechdrucks werden durch das Sicherheitsventil das jeweilige Betriebsmedium in die Atmosphäre oder in Sammelrohrleitungen abgeleitet, damit fällt der Druck im abgesicherten System.
Der Ansprechdruck des Sicherheitsventils wird durch den Hersteller oder autorisiertem Personal eigestellt, in bestimmten Fällen kann auch gefordert sein, dass der TÜV oder eine andere zertifizierte Abnahmegesellschaft der Endkontrolle und der Überprüfung des Einstelldrucks beiwohnt.
Was für Sicherheitsventile gibt es?
Wir unterscheiden verschieden Arten von Sicherheitsventilen, zu denen gehören:
Vollhubsicherheitsventile
pilotgesteuerte Sicherheitsventile
Membransicherheitsventile
Proportionalsicherheitsventile
Faltenbalg-Sicherheitsventile
und weitere.
Pilotgesteuerte Sicherheitsventile eignen sich für hohe Temperatur und hohen Betriebsdruck. Ein "sauberes" Medium ist für den reibungslosen Betrieb nicht erforderlich. Die Ventile gewähren die Dichtheit im Sitz des Hauptventils bis zum Ansprechdruck und ermöglichen geringe Druckdifferenzen zwischen Öffnungs- und Schließvorgang des Hauptventils.
Überströmventile entlasten Druckräume beim Auftreten unzulässig hoher Drücke in geschlossene Systeme mit niedrigeren Drücken. Somit wird erreicht, dass kein Medium in die Atmosphäre entweicht, also keine Gefährdung durch heiße oder giftige Medien auftreten kann.
Sicherheitsventile können als Überströmventile eingesetzt werden, wenn das Oberteil des Sicherheitsventils (Federgehäuse und die Haube) ausreichend dicht zur Atmosphäre ausgeführt sind. Üblich ist Spindeldurchführung zum Federgehäuse nicht dicht, so dass im Oberteil der Druck der Abströmseite herrscht und der als Gegenkraft auf den Ventilteller wirkt. Damit wird der Ansprechdruck vom Gegendruck abhängig.
Nutzung eines Faltenbalgs bei Überstromventilen
Durch den Einbau eines Faltenbalgs kann der Gegendruck kompensiert werden. Auf den Ventilteller wird ein Faltenbalg verschweißt, dessen innere Wellen dem Durchmesser der Ventilöffnung entspricht. Der Faltenbalg umschließt die Spindeldurchführung und ist gasdicht mit dem Gehäuse verbunden. Auf diese Weise lastet auf dem Ventilteller von oben auf dem Querschnitt wirkend der Umgebungsdruck.
Das Überströmventil ist somit unabhängig vom Gegendruck. Zu beachte ist, dass die Armatur auf die Betriebsparameter ausgelegt wird. Mit steigendem Gegendruck (p2) reduziert sich der Differenzdruck. Dies hat zur Folge, dass der Ventilteller nicht mehr um den vollen Hup vom Sitz abhebt, also einen kleineren Querschnitt freigibt. Somit reduziert sich der abführbare Massenstrom.
TÜV-Bauteilprüfung von Sicherheitsventilen
Eine Bauteilprüfung, die für viele Sicherheitsventile vorgeschrieben ist, wird vom TÜV oder einer anderen, so genannten, vom Kunden oder Hersteller benannten Stelle durchgeführt. Die Bauteilprüfung wird geregelt im VdTÜV-Merkblatt mit dem Namen „Sicherheitsventil 100“. Nach Inkrafttreten der Druckgeräterichtlinie 97/23/EG kann das AD-2000-Merkblatt A2 weiter als Prüfgrundlage verwendet werden. Alternativ kommen aber auch andere Vorschriften, z. B. die EN 4126 zur Anwendung. Die Druckgeräterichtlinie beschreibt Sicherheitsventile als Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion und ordnet die Ventile der höchsten Kategorie (max Kat IV) zu.
