Ein dunkles, rundes Symbol mit einem großen Fragezeichen in der Mitte.

FAQs - Häufig gestellte Fragen

Flammendurchschlagsicherungen

Grundlagen

Eine Flammendurchschlagsicherung ist Pressure/vacuum relief valve Pressure/vacuum relief valve is an umbrella term that includes pressure or vacuum relief valve as well as pressure and vacuum relief valve. eine Sicherheitseinrichtung. Der Zweck einer Flammendurchschlagsicherung besteht darin, den Durchfluss von Gasen, Flüssigkeiten usw. zu ermöglichen, die Übertragung von Flammen und Explosionen jedoch zu verhindern.

Eine Flammendurchschlagsicherung ermöglicht den sicheren Durchfluss von Gasen und Flüssigkeiten und verhindert gleichzeitig einen Flammendurchschlag.

Flammensperren bestehen aus spiralförmig gewickelten Metallbändern mit sehr gut reproduzierbaren flammenlöschenden Spalten. Diese Spalten sind auf das Zünddurchschlagvermögen der explosionsfähigen Produktdämpfe abgestimmt.

Der FLAMMENFILTER® ist aus Metallbändern gewickelt und bildet die Bandsicherung. Dieses Flammenlösch-Prinzip wird in PROTEGO® Endsicherungen und Rohrsicherungen eingesetzt.

Beim Zünden eines Gemisches in einem Spalt breitet sich die Flamme in Richtung des unverbrannten Gemisches aus. Durch die Volumenausdehnung des verbrannten Gemisches wird das unverbrannte Gemisch komprimiert und die Flamme beschleunigt. Die Wärmeabgabe an die Spaltoberfläche senkt die Temperatur unter die Zündtemperatur, wodurch die Flamme gelöscht wird.

Die Spaltweite und Spaltlänge bestimmen das Löschvermögen der Flammensperre. Ein enger und langer Spalt löscht die Flamme effektiver, während ein weiter und kürzerer Spalt den Druckverlust reduziert. Zwischen beiden Zuständen ist experimentell zu optimieren.

Der Betreiber ist für die regelmäßige Wartung der Armatur verantwortlich. Eine einwandfreie Funktion der Armaturen erfordert regelmäßige Prüfungs- und Wartungsarbeiten. Die dafür erforderlichen Intervalle sind von den Eigenschaften (z. B. Kondensation, Sublimation, Polymerisation, Konsistenz) der in der Anlage vorhandenen Produkte bzw. von den die Armaturen durchströmenden Gemischen und der mechanischen Beanspruchung abhängig.

 

Wenn keine Erfahrung mit dem Betrieb der Armatur vorliegt, muss der Betreiber die folgenden Maßnahmen sicherstellen:

 

  • Regelmäßige Prüfung nach der Inbetriebnahme
  • Festlegung zukünftiger Wartungsintervalle
  • Dokumentation der festgelegten Wartungsintervalle in den Betriebsvorschriften

     

Bei der Festlegung von Wartungsintervallen Folgendes beachten:

 

  • Bei „sauberen“ Produkten und normaler mechanischer Beanspruchung ist eine jährliche Wartung ausreichend.
  • Produktverunreinigungen, die Möglichkeit von Polymerisatbildungen oder anderen Ablagerungen, Kondensatansammlungen oder hohe mechanische Belastungen können wesentlich kürzere Wartungsintervalle erforderlich machen. Eine Erstwartung wird nach spätestens drei Monaten empfohlen.
  • Die Lebensdauer von Verschleißteilen wie Dichtungen und Membranen ist von Umwelteinflüssen, den vorhandenen Prozessstoffen und der mechanischen Beanspruchung abhängig. Die erforderlichen Wartungsintervalle kann nur der Betreiber festlegen.
  • Ablagerungen in den Armaturen und Verschmutzungen der FLAMMENFILTER® führen zu einer Erhöhung des Druckverlusts bzw. zu einer Reduzierung des Volumenstroms.
  • Nach registriertem Brand oder Flammenrückschlag die PROTEGO® Flammensicherung austauschen. Alle weiteren Teile der Armatur auf Schäden prüfen.

     

Bei einer Ausführung mit Temperatursensor (-T, -TB) zusätzlich Folgendes beachten:

 

  • Nach registriertem Brand Temperatursensor auf Schäden prüfen und wenn erforderlich, austauschen.
  • Wenn die Temperatur die Betriebstemperatur des Temperatursensors überschritten hat, Messeinsatz austauschen.

Eine Flammendurchschlagsicherung ist kein Ventil. Der Zweck einer Flammendurchschlagsicherung besteht darin, den Durchfluss von Gasen und Flüssigkeiten zu ermöglichen, aber die Übertragung einer Flamme zu verhindern. 

Der Zweck eines Ventils besteht darin, zu verhindern, dass der Behälter bei Über- oder Unterdruck beschädigt wird. Geschlossene Behälter oder Tanks, die mit flüssigen Produkten gefüllt sind, müssen über eine Öffnung verfügen, durch die der aufgebaute Druck abgelassen werden kann, damit der Behälter nicht explodiert. Ebenso muss ein Unterdruck ausgeglichen werden, wenn der Tank oder Behälter entleert wird, damit er nicht implodiert. Diese Funktionen übernimmt ein Über- und Unterdruckventil.

Flammendurchschlagsicherungen werden je nach Verbrennungsvorgang ausgewählt (Dauerbrand, 
atmosphärische Deflagration Deflagration Explosion propagating at subsonic velocity (EN 1127-1:1997). , Rohrdeflagration, stabile und instabile Detonation Detonation Explosion propagating at supersonic velocity and characterized by a shock wave (EN 1127-1: 1997). ). 

Deflagrationssicherungen sind Sicherheitseinrichtungen, die in Anlagen mit explosiven Gemischen eingesetzt werden, um Prozessanlagen vor Deflagrationen zu schützen. Sie unterdrücken zuverlässig die Auswirkungen einer Deflagration in den Rohrleitungen in der Nähe potenzieller Zündquellen, löschen die Flamme und schützen Anlagen, die dem Explosionsdruck nicht standhalten können. 

Detonationssicherungen sind Sicherheitseinrichtungen, die in Rohrleitungssystemen eingesetzt werden, in denen Detonationen auftreten können. Sie unterdrücken zuverlässig die Auswirkungen einer Detonation, löschen die Flamme und schützen nicht explosionsgeschützte Komponenten und Behälter.

 

Deflagration und Detonation unterscheiden sich in Geschwindigkeit und Explosionsdruck.

Deflagration ist eine Explosion Explosion Abrupt oxidation or decomposition reaction producing an increase in temperature, pressure, or in both simultaneously. , die sich mit Unterschallgeschwindigkeit fortpflanzt. In Abhängigkeit von der geometrischen Ausdehnung des Verbrennungsraumes unterscheidet man die atmosphärische Deflagration, die Volumendeflagration und die Rohrdeflagration.
Die atmosphärische Deflagration ist eine Explosion im freien Raum ohne nennenswerten Druckaufbau (im Volksmund Verpuffung).
Die Rohrdeflagration ist eine beschleunigte Explosion innerhalb einer Rohrleitung, die sich in Rohrachsrichtung mit einer Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit unterhalb der Schallgeschwindigkeit bewegt.

 

Eine Detonation ist eine Explosion, die sich mit Überschallgeschwindigkeit ausbreitet und durch eine Stoßwelle gekennzeichnet ist.

Deflagration vs. Detonation

Stabilisiertes Brennen ist ein gleichmäßiges Brennen einer Flamme unter Stabilisierung der Flamme auf oder nahe der Flammensperre. Dabei unterscheidet man zwischen dem kurzzeitigen Brennen (ein stabilisiertes Brennen für eine bestimmte Zeit) und dem Dauerbrand (ein stabilisiertes Brennen für eine unbestimmte Zeit).

 

In enger Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen Instituten hat PROTEGO® Sicherheitsarmaturen entwickelt, die in allen explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden können und Sicherheit gegenüber Deflagrationen, kurzzeitigem Brand und Dauerbrand bieten. Aufgrund von Baumusterprüfungen nach ATEX sowie weiteren internationalen Standards werden entsprechende Konformitätserklärungen (CE, Gost-R, GL, etc.) ausgestellt. 

Flammendurchschlagsicherungen kommen in einer Vielzahl von Anwendungen im verfahrenstechnischen Anlagenbau, in der Mineralöl-, Chemie- und pharmazeutische Industrie sowie in der Bioenergiegewinnung zum Einsatz. Sie sind bei der Verarbeitung und Lagerung brennbarer Flüssigkeiten unverzichtbar. Der Zweck einer Flammendurchschlagsicherung besteht darin, den Durchfluss von Gasen und Flüssigkeiten zu ermöglichen, jedoch die Übertragung von Flammen zu verhindern.

Bei der Einlagerung von brennbaren Produkten oder bei der Verarbeitung von chemischen Produkten, die explosionsfähige Gemische bilden können, ist die Öffnung des Tanks oder Behälters zusätzlich mit Flammendurchschlagsicherungen zu schützen. 

Über- und Unterdruckventile mit Flammensicherung haben die gleichen Aufgaben und Funktionen wie solche ohne Flammensicherung. Sie dienen zur Druckhaltung bzw. zur Druckentlastung und Tankatmung. Die Ventile haben zusätzlich eine integrierte Flammensicherung und vermeiden somit zusätzlich einen Flammendurchschlag.

Auswahl

Bei der Auswahl der richtigen Flammendurchschlagsicherung sollten folgende Kriterien berücksichtigt werden:

 

  • Verbrennungsprozess (Deflagration, Detonation, Dauerbrand)
  • End- oder Rohrleitungsarmatur
  • Gas-/Dämpfe oder Flüssigkeit führende Leitung
  • Standard- bzw. Sonderbetriebsbedingungen  (Druck und Temperatur)
  • Explosionsgruppe des durchströmenden Gemisches

Anschließend werden folgende Kriterien überprüft bzw. ausgewählt:

 

  • Zulassung nach ATEX, USCG, CSA, GOST-R,  GL, IMO etc.
  • Bauart konzentrisch, exzentrisch oder als Eckausführung
  • Nennweite und Anschlussart
  • Heizmantel oder bauseitige elektrische Begleitheizung
  • Kritische Medien
  • Uni- bzw. Bidirektional 
     

Sollte sich keine geeignete Armatur finden, kontaktieren Sie uns bitte: Ggf. sind auch Sonderausführungen bzw. Sonderzulassungen möglich.
Nach dieser Vorauswahl können dann im Typenblatt die weiteren Details wie Materialien, Beschichtungen etc. ausgesucht bzw. definiert werden.

Je nach Einbau- und Betriebsbedingungen sind entweder Deflagrationssicherungen oder Detonationssicherungen erforderlich. Je nach Betriebsart kann eine Beständigkeit gegen Dauerbrand erforderlich sein.
Flammendurchschlagsicherungen werden je nach Verbrennungsprozess (Dauerbrand, Deflagration, Detonation) sowie nach Art der Installation (End- oder Rohrleitungsarmaturen) in verschiedene Typen unterteilt.

Flammendurchschlagsicherungen werden aus Stahl, Edelstahl oder Hastelloy hergestellt. Sonderwerkstoffe auf anfrage.

Flammendurchschlagsicherung werden als End- oder Rohrleitungsarmatur ausgeführt.

 

PROTEGO® Endsicherungen schützen gegenüber atmosphärischen Deflagrationen und stabilisiertes Brennen - entweder Kurzzeit-Brennen oder Dauerbrand. Sie haben nur eine einseitige Anschlussmöglichkeit und können nicht in der Rohrleitung eingebaut werden. 

 

PROTEGO® Rohrsicherungen schützen gegenüber Deflagrationen, stabilen oder instabilen Detonationen in Rohrleitungen. 

Anhand des Volumenstromdiagramms der jeweiligen Armatur wird die Nennweite der Armatur anhängig von Volumenstrom und maximal zulässigem Druckverlust festgelegt oder überprüft. 

Ventile

Die Auswahl des richtigen Über- und Unterdruckventils (PVRV) ist entscheidend für den sicheren Betrieb Ihrer Anlage.

Befolgen Sie diese Richtlinien, um das passende Ventil auszuwählen:

Funktion: Ermitteln Sie den Bedarf an einem Überdruckventil, einem Unterdruckventil oder einem kombinierten Über- und Unterdruckventil mit Abflussanschluss, falls erforderlich.

Ausführung: Wählen Sie zwischen einem kombinierten Endventil oder separaten Über- und Unterdruckventilen mit vertikalem oder horizontalem Anschluss.

Einstelldruck: Dies ist der standardmäßige maximal zulässige Tankdruck abzüglich 10 % Überdruck. Der Ansprechdruck bestimmt die Wahl der Werkstoffe für den Ventilteller.

Dichtungstyp: Wählen Sie den geeigneten Dichtungstyp entsprechend dem Druckniveau. Zur Auswahl stehen eine Luftkissendichtung oder eine Metalldichtung für eine extrem dichte Abdichtung.

Besondere Betriebsbedingungen: Berücksichtigen Sie spezifische Anforderungen wie den Umgang mit viskosen und klebrigen Substanzen, frostgeschützten Betrieb oder den Einsatz mit polymerisierenden Produkten.

Nennweite: Die Nennweite wird in der Regel durch die erforderliche Durchflussrate bestimmt, um unzulässigen Über- und Unterdruck zu vermeiden. Zur Unterstützung bei der Auswahl stehen zertifizierte Durchflussdiagramme zur Verfügung. Für die richtige Dimensionierung sind die Betriebsbedingungen, der Druckverlust in den Rohrleitungen – einschließlich anderer installierter Armaturen – sowie ein möglicher Gegendruck zu berücksichtigen.

Überlegungen zur Dimensionierung: Die Ventilgröße sollte sicherstellen, dass die zulässigen Drücke bei Freigabe der erforderlichen Durchflussmenge nicht überschritten werden.

Über- und Unterdruckventile

Über- und Unterdruckventile verfügen über gewichts- oder federbelastete Ventilklappen. Wenn sich im Tank Überdruck aufbaut, hebt sich die im Gehäuse geführte Druckventilklappe und lässt den Druck in die Atmosphäre ab, bis der Druck unter den eingestellten Wert fällt. Anschließend schließt das Ventil wieder.

Die Vakuumseite des Ventils bleibt durch die zusätzliche Überdruckbelastung dicht verschlossen. Wenn im Tank ein Unterdruck herrscht, hebt der atmosphärische Druck die Vakuumscheibe an, sodass der Tank entlüftet werden kann.

PROTEGO®-Endventile werden hauptsächlich für Lagertanks, Behälter oder Entlüftungsleitungen eingesetzt. In Rohrleitungen dienen PROTEGO®-Inline-Ventile als Rückflussverhinderer, Überströmventile und gelegentlich als Regelventile.

Über-/Unterdruckventile werden als Ein- und Auslassventile, Überdruckventile, Konservierungsventile sowie zur einfachen Steuerung und Entlüftung von Tanks und Anlagen eingesetzt, wenn unzulässige Unter- oder Überdruckwerte überschritten werden. Diese Ventile eignen sich für niedrige Druckbereiche, in denen klassische Sicherheitsventile aufgrund ihrer begrenzten Leistungsmerkmale nicht eingesetzt werden können. PROTEGO®-Ventile sind als Überdruckventile, Unterdruckventile oder als kombinierte Über-/Unterdruckventile erhältlich.

Geschlossene Behälter oder Tanks, die mit flüssigen Produkten gefüllt sind, müssen über Öffnungen verfügen, durch die sich aufbauender Druck abgelassen werden kann, um eine Explosion des Behälters zu verhindern. Ebenso muss ein Unterdruck ausgeglichen werden, wenn der Tank oder Behälter entleert wird, um eine Implosion zu verhindern. Unzulässiger Überdruck oder Unterdruck kann während des Be- und Entladens, bei Dampfreinigungsverfahren oder durch thermische Effekte beim Spülen auftreten.

Für den freien Austausch mit der Atmosphäre oder mit angeschlossenen Rohrleitungssystemen, die nicht geregelt und nicht überwacht werden, werden Überdruck-/Unterdruckventile verwendet. Diese Öffnungen ermöglichen einen sicheren Druck- und Unterdruckausgleich und gewährleisten so die Unversehrtheit des Behälters oder Tanks.

Über- und Unterdruckventile (PVRV) gibt es in verschiedenen Ausführungen, die jeweils für bestimmte Anwendungen ausgelegt sind:

Überdruckventile: Diese Ventile verhindern Dampfverluste bis zum Einstelldruck und bieten zuverlässigen Schutz vor Überdruck.

Über- oder Unterdruckventile: Diese Ventile verhindern das unzulässige Eindringen von Luft bis zum Einstelldruck und bieten zuverlässigen Schutz vor Vakuumbildung.

Überdruckventile: Wenn aufgrund eines Brandes an der Außenfläche des Behälters oder aufgrund von Fehlfunktionen spezieller Behälterausrüstung extrem hohe Entlüftungsraten erforderlich sind, müssen zusätzliche Überdruckventile eingesetzt werden, um die Sicherheit zu gewährleisten und katastrophale Ausfälle zu verhindern.

Membranventile: PROTEGO®-Membranventile werden für den Umgang mit problematischen Produkten und niedrigen Temperaturen eingesetzt und bieten eine spezielle Leistungsfähigkeit.

Pilotventile: Diese Ventile zeichnen sich durch präzise Regelreaktionen aus und bieten eine dichte Dichtung bis zu dem Punkt, an dem das Ventil zu öffnen beginnt, wodurch sie ideal für Anwendungen sind, die eine strenge Regelung erfordern.

Hochgeschwindigkeits-Entlüftungsventile: Hochgeschwindigkeits-Entlüftungsventile werden speziell auf Tankschiffen und für spezielle Anwendungen an Land eingesetzt, um schnelle Druckänderungen effektiv zu bewältigen.

Beachten Sie bei der Auswahl des geeigneten Ventiltyps Folgendes:

Funktion: Ermitteln Sie den Bedarf an einem Überdruckventil, einem Unterdruckventil oder einem kombinierten Über- und Unterdruckventil, gegebenenfalls mit einem Abflussanschluss.

Auslegung: Wählen Sie zwischen einem kombinierten Endventil oder separaten Über- und Unterdruckventilen, entweder mit senkrechtem oder waagerechtem Anschluss.

Die richtige Einstellung des Drucks in einem Überdruckventil ist entscheidend für den sicheren Betrieb Ihrer Anlage. Hier finden Sie die Schritte und Hinweise zur Druckeinstellung:

Ventilgröße: Stellen Sie sicher, dass die Ventilgröße ausreichend ist, damit die zulässigen Drücke nicht überschritten werden, während der erforderliche Durchfluss bereitgestellt wird. Berücksichtigen Sie bei der Bestimmung des Öffnungsdrucks des Ventils auch Druckverluste in den angeschlossenen Rohrleitungen und anderen installierten Armaturen.

Festlegung des Ansprechdrucks: Der Ansprechdruck des Ventils sollte so berechnet werden, dass der erwartete Volumenstrom sicher freigegeben wird. Bei Ventilen, die einen Überdruck von 10 % benötigen, um den vollen Hub zu erreichen, sollte der Ansprechdruck 10 % unter dem Druck bei voller Öffnung liegen (z. B. dem maximal zulässigen Tankdruck). Es ist wichtig, den Druckabfall innerhalb des Rohrleitungssystems und aller anderen installierten Armaturen zu berücksichtigen, um genaue Druckeinstellungen zu gewährleisten.

Überlegungen zu herkömmlichen Ventilen: Viele herkömmliche Ventile benötigen einen Überdruck von 100 %, um den vollen Hub zu erreichen. In diesen Fällen kann der Ansprechdruck nur die Hälfte des maximal zulässigen Tankdrucks betragen. Dies führt dazu, dass sich die Ventile früher öffnen, was möglicherweise unnötige Produktverluste verursacht. Für optimale Sicherheit und Umweltschutz ist es entscheidend, solche Faktoren bei der Druckeinstellung zu berücksichtigen.

Durch sorgfältige Bewertung dieser Faktoren können Sie den Druck in einem Überdruckventil so einstellen, dass ein sicherer und effizienter Betrieb gewährleistet ist.

Wenn extrem hohe Entlüftungsraten aufgrund von Feuer an der äußeren Oberfläche des Tanks oder Fehlfunktion spezieller Tankausrüstungen (z.B. Tank-Deckgassystem) notwendig sind, müssen zusätzliche Not-Entlüftungsventile eingesetzt werden, insbesondere wenn das Tankdach nicht mit einer Reißnaht ausgeführt ist 

Tanks zur Lagerung von brennbaren und nicht brennbaren Flüssigkeiten werden nach unterschiedlichen Normen konstruiert und hergestellt:

EN 14015, API 620 oder API 650 sind die weltweit wichtigsten Normen. Je nach Norm sind unterschiedliche maximale Tankdrücke zulässig, bei denen der anzuführende Mengenstrom erreicht werden muss.

Berechnung der Ent- und Belüftungsleistung nach ISO 28300/API 2000:

Der maximal mögliche Volumenstrom ist die Summe aus Pumpleistung und thermischer Leistung aus witterungsbedingten Einflüssen. 
Die Berechnung der maximal möglichen Volumenströme aus witterungsbedingter Atmung erfolgt für oberirdische Flachbodentanks mit oder ohne Dämmung. 

Berechnung der Ent- und Belüftungsleistung nach TRGS 509:

Für die Berechnung der Ent- und Belüftungsleistung von Tanks können auch die Berechnungsformel nach TRGS 509 (seit 01.01.2013 VdTÜV-Merkblatt Tankanlagen 967) zugrundegelegt werden (z.B. Tanks nach DIN 4119 – oberirdisch stehende Flachbodentanks oder DIN 6608 für unterirdische oder erdgedeckte liegende Tanks).

Berechnung der Ent- und Belüftungsleistung nach API 2000 5. Edition / ISO 28300 Anhang A:

Anhang A:

Die Ent- und Belüftungsleistungen von Öl-Lagertanks können nach ISO 28300, Annex A (ehemals API 2000, 5. Edition) berechnet werden, wenn bestimmte Randbedingungen erfüllt werden (siehe ISO 28300, Annex A).