|

Haal het meeste uit uw breekplaten

door Dean Miller

Oorspronkelijk gepubliceerd in 2009

Download de inhoud van deze whitepaper in pdf-formaat.

Let voor een optimale werking van de breekplaat op de installatie, bediening en onderhoud. breekplaat installatie

Breekplaatinrichtingen bieden overdrukbeveiliging voor een verscheidenheid aan opslag- en procesvaten en apparatuur. Het doel van de breekplaat is om een lekdichte afdichting te behouden en een passieve omstander te zijn totdat er een beroep wordt gedaan op het ontlasten van overdruk. Hoewel dit in het algemeen het geval is, zijn er momenten waarop de prestaties van de breekplaat nadelig kunnen worden beïnvloed door verschillende installatie-, bedienings- en onderhoudspraktijken.

Dit artikel bespreekt enkele van deze praktijken, in de praktijk waargenomen gevolgen en corrigerende of preventieve maatregelen die de prestaties van de breekplaat kunnen verbeteren. Deel 1 van dit rapport (Chemical Engineering, maart 2009, pp. 42-44) bespreekt situaties waarin combinaties van breekplaten met ontlastkleppen moeten worden overwogen.

Vloeibare service

Vloeistof-volle systemen zorgen voor een aantal verwerkingsuitdagingen, waarvan er vele van toepassing zijn op breekplaten. Drukpieken en waterslag die worden gegenereerd door het snel openen of sluiten van kleppen ergens in het proces, hebben vaak invloed op de breekplaat. De typische breekplaat begint in minder dan 1 milliseconde te reageren op een hogere druk dan de barstdruk. Dit betekent dat een kortstondige drukpiek die niet detecteerbaar is door normale procesinstrumenten, de breekplaat kan en zal beïnvloeden. Manieren om problemen met drukpieken te voorkomen, zijn onder meer: het gebruik van breekplaten op lange, met vloeistof gevulde leidingen vermijden, snel sluitende en openende proceskleppen elimineren en drukaccumulatoren gebruiken om de onvermijdelijke drukpieken op te vangen.

Veel voorkomende indicaties dat u een waterslag of een ander probleem met de drukpiek heeft, zijn onder meer:

  • De breekplaat lijkt te barsten bij een druk die lager is dan de gemarkeerde barstdruk
  • De breekplaat is slechts gedeeltelijk open
  • Breuken worden waargenomen tijdens of onmiddellijk na een niet-stabiele toestand in het proces.Schade aan deze voorwaarts werkende breekplaat is het gevolg van bevriezend condensaat

Stollende materialen

Dit is een combinatie van een breekplaatkeuze en een leidingsprobleem. Veel procesmaterialen zijn vatbaar voor opbouw en stollen op interne oppervlakken. Dit kan een probleem vormen voor de typische afvoerpoort van het vat die gedeeltelijk of volledig geblokkeerd kan raken, wat resulteert in mogelijk hoger dan verwachte breekdruk van de breekplaat en een beperkte afvoerstroom. Veelvoorkomende oplossingen voor dit probleem zijn onder meer:

  • Gebruik van heat-tracing of stoommantel rond het vatmondstuk en de breekplaathouder
  • Gebruik van een houder in "viskeuze T-stuk" -stijl (afbeelding 1), die voortdurend het schijfoppervlak afveegt, waardoor productophoping wordt voorkomen
  • Gebruik van een verzonken montage-stijl breekplaatconstructie, die elke dode ruimte in het vatmondstuk elimineert die gestolde materialen zou kunnen verzamelen
AFBEELDING 1. Dit ontwerp van de viskeuze T-houder veegt voortdurend het schijfoppervlak af, waardoor productophoping wordt voorkomen

AFBEELDING 1. Dit ontwerp van de viskeuze T-houder veegt voortdurend het schijfoppervlak af, waardoor productophoping wordt voorkomen

Leidingen

De invloed van het ontwerp van leidingen en leidingondersteuning op de breekplaat wordt vaak over het hoofd gezien, maar is de bron van veel problemen geweest. Het meest voorkomende probleem is de overdracht van overmatige leidingbelasting naar de breekplaat. Dit kan worden veroorzaakt door zeer hoge afvoerleidingen; lange, horizontale leidingen; of ernstig verkeerd uitgelijnde buisflenzen.

Het meest voorkomende symptoom van een leidingprobleem is lekkage van de breekplaat als gevolg van ongelijkmatige belasting van de metaal-op-metaal afdichtingsoppervlakken. Dit probleem kan meestal worden opgelost met strategische plaatsing van leidingsteunen.

Een andere bron van problemen met de leidingen is het niet kunnen ontluchten of geen rekening houden met de afvoer van afvoerleidingen. Dit kan zware corrosie van de breekplaathouder tot gevolg hebben (Figuur 2). Ook kan condensaat in de afvoerleidingen bevriezen, en door de uitzetting tijdens het vriesproces kan een voorwaarts werkende breekplaat bezwijken (Figuur 3).

FIGUUR 2. Deze breekplaathouder is blootgesteld aan zware corrosie. FIGUUR 3. De schade aan deze voorwaarts werkende breekplaat is het gevolg van bevriezend condensaat

Flensverbindingen

De meeste breekplaten werken in combinatie met een houder die belangrijke interface-eigenschappen bevat die helpen bij het beheersen van barstkenmerken en een lekdichte afdichting bewerkstelligen. Het doel van de flensverbinding is om de juiste hoeveelheid klemkracht uit te oefenen om de breekplaat en houder correct te laten functioneren. Deze klembelasting wordt beïnvloed door het koppel dat op de tapeinden wordt uitgeoefend, het soort smering op de tapeinden, het type flenspakkingen dat wordt gebruikt en de algemene uitlijning van de buisflenzen. Indicaties dat u een onderbelaste of ongelijkmatig belaste breekplaat heeft, zijn onder meer:

  • Lekkage tussen de breekplaat en houder
  • Breekplaat slippen
  • Verhoogde variatie in barstdruk
  • Indicaties dat u mogelijk een overbelaste breekplaat heeft, zijn onder meer:
  • Lekkage tussen de breekplaat en houder
  • Verhoogde variatie in barstdruk
  • Blijvende schade aan de houder

Koppel: Alle breekplaten hebben een door de fabrikant aanbevolen koppel. Deze informatie kan worden gevonden op het breekplaatlabel of in de meegeleverde installatie-instructies. Deze aanhaalmoment wordt meestal geassocieerd met een algemeen smeermiddel voor schroefdraad. Het aandraaien moet altijd gebeuren in een kriskras patroon in stappen van niet meer dan 25% van de uiteindelijke koppelwaarde om een gelijkmatig ontwikkelde belasting te garanderen (Figuur 4). Het is over het algemeen een goede gewoonte om de tapeinden opnieuw aan te draaien na een bepaalde tijd en nadat het systeem op bedrijfstemperatuur is gekomen om de normale ontspanning van de boutbelastingen te compenseren.

AFBEELDING 4. Rimpels aan de buitenrand van een breekplaat duiden op slippen door een ongelijkmatig koppel

AFBEELDING 4. Rimpels aan de buitenrand van een breekplaat duiden op slippen door een ongelijkmatig koppel

Smering: Schroefdraadsmering kan de resulterende belasting die wordt bereikt door een aangebracht koppel drastisch beïnvloeden. Droog, niet-gesmeerd schroefdraad is vatbaarder voor corrosie en vreten, wat resulteert in een onderbelaste breekplaat die kan lekken, wegglijden of een niet-consistente barstdruk. Schroefdraad die is gesmeerd met hoogwaardige smeermiddelen, zoals PTFE, molyldisulfide of grafiet, kan leiden tot overbelasting.

Pakkingen: Flenspakkingen hebben ook invloed op de toegepaste belasting. Zachte pakkingen, zoals PTFE, zijn weliswaar uitstekend geschikt voor onvolmaakte oppervlakken, maar zijn onderhevig aan koude vloei. Het resultaat is dat een korte tijd na het aanbrengen van de juiste belasting, de pakking verder is samengedrukt en het grootste deel van de belasting heeft vrijgegeven. Sommige pakkingen hebben mogelijk een hogere vereiste belasting dan die van de breekplaat. Raadpleeg de fabrikant van de schijf om te controleren of de hogere belasting aanvaardbaar is.

Onderhoudsactiviteiten

Breekplaatapparaten hebben periodiek onderhoud nodig, net als elk ander apparaat.

Apparaat verwijderen: Het gehele apparaat (breekplaat en houder) kan van de flensverbinding worden verwijderd en geïnspecteerd. Het apparaat kan desgewenst opnieuw worden geïnstalleerd, zolang de schijf niet uit de houder is verwijderd. Houders met voorkoppel worden vaak gebruikt in toepassingen waar fysieke inspectie en hergebruik van de breekplaat gewenst is, aangezien de houder de schijf blijft belasten, zelfs na verwijdering van de pijpflenzen. Nadat de schijf uit de houder is verwijderd, wordt aanbevolen de schijf te vervangen. Door de metaal-op-metaal afdichtingsvlakken zal elke herinstallatie van een breekplaat waarschijnlijk minder goed afdichten. Ook kunnen sommige typen breekplaten een grotere variabiliteit in de barstdruk vertonen wanneer ze opnieuw worden geïnstalleerd.

Schijfinspectie: De waarde van breekplaatinspectie is beperkt tot tekenen van schade, corrosie of productophoping. Er kan geen informatie over de integriteit van de schijf of de resterende levensduur worden vastgesteld door middel van visuele of dimensionale inspectie.

Houderinspectie: Bij de inspectie van de houder moeten de zittingsoppervlakken worden onderzocht op beschadiging, corrosie of productophoping. Een snelle manier om te controleren op schade aan de houder als gevolg van een te hoge aandraaimoment, is door een rechte rand langs het pakkingvlak te plaatsen en te zoeken naar tekenen van aanzienlijke verbuiging (Figuur 5).

 FIGUUR 5. Deze houder vertoont vervorming als gevolg van een te hoog koppel. Idealiter mogen er geen openingen zijn tussen de houder en een richtliniaal


FIGUUR 5. Deze houder vertoont vervorming als gevolg van een te hoog koppel. Idealiter mogen er geen openingen zijn tussen de houder en een richtliniaal

Onderhoudsfrequentie

Hoewel breekplaatfabrikanten zouden willen adviseren om elk jaar elke breekplaat te vervangen, is dat geen realistische verwachting. Omdat stilstanden voor onderhoudsactiviteiten steeds verder uit elkaar worden uitgerekt, is het niet ongebruikelijk om van de breekplaat 3 tot 5 jaar dienst te verwachten. De levensduur van een breekplaat is over het algemeen gebonden aan de spanningsgeschiedenis (druk en temperatuur) die op de schijf is uitgeoefend. Relatief lage drukken en statische omstandigheden zullen in het algemeen resulteren in een zeer lange levensduur van de schijf, terwijl cyclische omstandigheden die de barstdruk benaderen, resulteren in een kortere levensduur van de schijf. Er is geen goed antwoord met betrekking tot de vervangingsfrequentie, maar veel voorkomende overwegingen zijn onder meer:

  • Ernst: wat is de ernst van de service waaraan de breekplaat wordt blootgesteld? Denk aan corrosie, bedrijfsdruk, cyclische werking enzovoort.
  • Geschiedenis: Wat is de geschiedenis van de locatie van de breekplaat? Is het vatbaar geweest voor vroegtijdige storingen van het type vermoeidheid?
  • Kosten: wat zijn de kosten van een onverwachte uitval als gevolg van voortijdige barst versus de kosten van een vervangende breekplaat tijdens geplande stilstand?
  • Upgrade: zijn er andere schijfmaterialen of nieuwere schijftechnologieën waardoor het onderhoudsinterval langer is dan de huidige beperkingen? Wat is de terugverdientijd van een dergelijke upgrade?

Wanneer een breekplaat onverwachts barst, moet de gebruiker letten op de voor de hand liggende druk- of temperatuurschommelingen in het proces die mogelijk het barsten van de schijf hebben veroorzaakt. Als de oorzaak niet duidelijk is, is het tijd om de fabrikant in te schakelen om te helpen bij het oplossen van het probleem. Bij het optreden van breekplaatproblemen is het belangrijk om zoveel mogelijk informatie te verzamelen om snel tot een oplossing te komen. De volgende items vormen een goed startpunt voor het verzamelen van gegevens:

  • Partijnummer breekplaat
  • Datum geïnstalleerd
  • Datum van burst
  • Werkelijke normale en maximale werkdruk
  • Werkelijke normale en maximale bedrijfstemperatuur
  • Vacuümcondities: ja of nee
  • Cyclische omstandigheden: zo ja, beschrijf
  • Vloeistof of damp
  • Afvoer naar de atmosfeer, overdrukventiel of verdeler
  • Prestatiegeschiedenis van breekplaten op deze locatie
  • Foto's van breekplaat, houder, installatie
  • Tekenen van abnormale werking: bijvoorbeeld opening met kleine gaatjes, gedeeltelijke opening, slippen en corrosieproducten

Breekplaten bieden over het algemeen een zeer betrouwbare drukontlasting, dus in het geval van probleeminstallaties zijn er waarschijnlijk maatregelen die kunnen worden genomen om de prestaties van de breekplaat te verbeteren. Door samen te werken met uw leverancier van breekplaten om deze situaties te onderzoeken en te evalueren, worden kansen gecreëerd om de prestaties van de breekplaat te verbeteren, de onderhoudscycli te verlengen en de kosten op lange termijn te verlagen.

Download de inhoud van deze whitepaper in pdf-formaat.

Auteur

Dean Miller, directeur werktuigbouwkunde, Fike CorporationDean Miller is de manager werktuigbouwkunde bij Fike Corp. Hij is technisch verantwoordelijk voor een verscheidenheid aan producten, waaronder breekplaten, ontploffingsopeningen en mechanische explosie- en brandbeveiligingsproducten. Hij behaalde een BS-graad in werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Missouri-Kansas City en een MBA aan de Keller Graduate School of Management. Hij heeft 23 jaar ervaring in de drukontlastingsindustrie en is lid van de ASME-subcommissie voor vereisten voor veiligheidskleppen, ASME-commissie voor conformiteitsbeoordeling voor ketels en drukvaten, API Task Force voor RP520, STD521 en STD2000, en de Amerikaanse technische Adviesgroep voor ISO TC-185.

Hulp nodig
0032 14 21 00 31

Dutch
English Dutch