Het korte antwoord: hoe u een veiligheidsklep op maat kunt maken
Op maat a veiligheidsklep moet u de vereiste ontlastingscapaciteit in massa of volumetrische stroom berekenen en vervolgens een klepopening selecteren die groot genoeg is om die stroom door te laten bij de ingestelde druk van de klep plus de toegestane overdruk. De heersende formule is afhankelijk van de vloeibare fase – gas, stoom of vloeistof – en normen zoals API 520 Deel I , API-526 en ASME Sectie VIII Div. 1 definieer de exacte berekeningsmethode.
In de praktijk omvat het dimensioneren van een overdrukklep of veiligheidsklep vier belangrijke inputs:
- Vereist ontlastingsdebiet (kg/u of lb/u)
- Ingestelde druk en toegestane overdruk (doorgaans 10% voor installaties met één klep volgens ASME)
- Tegendruk bij de klepuitlaat
- Vloeistoffysische eigenschappen onder verlichtende omstandigheden
Nadat u het vereiste openingsoppervlak heeft berekend, selecteert u de eerstvolgende standaardopeningsgrootte groter uit API 526-tabellen – nooit kleiner. Een ondermaatse veiligheidsklep kan het schip niet beschermen; een te grote klappert, erodeert en lekt.
Waarom de juiste maat van de veiligheidsklep belangrijker is dan de meeste ingenieurs beseffen
Een veiligheidsklep is de laatste verdedigingslinie tussen normale werking en een catastrofale overdruk. Ondermaat betekent dat de klep niet snel genoeg kan stromen om te voorkomen dat het vat de maximaal toegestane werkdruk (MAWP) overschrijdt. Te grote afmetingen creëren een ander, maar even ernstig probleem: de klep gaat open, laat een kleine hoeveelheid vloeistof ontsnappen, sluit en gaat vervolgens snel achter elkaar weer open – een destructieve toestand die babbelen .
Chatter veroorzaakt binnen enkele minuten stoelschade. Een klapperende veiligheidsklep die tien jaar mee zou moeten gaan, kan in één keer, dat minder dan een uur duurt, vernietigd worden. De onderhoudskosten voor klepzittingen, schijven en mondstukken kunnen oplopen van $2.000 tot $20.000 per klep, de verloren productie niet meegerekend.
Naast de economie is naleving van de regelgeving verplicht. In de meeste rechtsgebieden moeten drukvaten worden beschermd door ontlastinrichtingen die zijn gedimensioneerd en gestempeld in overeenstemming met erkende codes. In de Verenigde Staten ASME Ketel- en drukvatcode Sectie VIII is de primaire standaard. In Europa zijn de Drukapparatuurrichtlijn (PED) en EN ISO 4126 bepalend voor het ontwerp. Het niet naleven hiervan leidt tot wettelijke aansprakelijkheid en kan de apparatuurverzekering ongeldig maken.
Belangrijke termen die u moet begrijpen voordat u een maatvoering maakt
De maatvoering van veiligheidskleppen heeft zijn eigen woordenschat. Het verkeerd begrijpen van zelfs maar één term kan leiden tot een rekenfout die zich door de hele dimensioneringsoefening voortplant.
Druk instellen
De inlaatdruk waarbij de veiligheidsklep wordt geopend. Voor een vat met een MAWP van 100 barg mag de insteldruk niet hoger zijn dan 100 barg. De insteldruk staat op het typeplaatje van de klep gestempeld en wordt getest tijdens de bankinstelling.
Overdruk
De drukstijging boven de ingestelde druk die optreedt terwijl de klep open is en stroomt. ASME staat dit toe 10% overdruk voor een enkel veiligheidsventiel en 16% voor brandgevallen. De ontlastingsdruk is gelijk aan de ingestelde druk plus overdruk.
Tegendruk
Druk bij de klepuitlaat, veroorzaakt door het afvoerleidingsysteem. Tegendruk vermindert het drukverschil over de klep en vermindert daardoor de capaciteit. Er zijn twee soorten:
- Gesuperponeerde tegendruk — bestaat voordat de klep opent, als gevolg van een drukverdeelstuk of een gesloten uitlaat.
- Opgebouwde tegendruk — ontstaat alleen als de klep stroomt, als gevolg van wrijvingsverliezen in de persleiding.
Conventionele veiligheidskleppen zijn gevoelig voor tegendruk. Als de opgebouwde tegendruk groter is dan 10% van de insteldruk, a gebalanceerde balg of een voorgestuurd overdrukventiel moet worden overwogen.
Ontladingscoëfficiënt (Kd)
Een dimensieloze factor die rekening houdt met stromingsverliezen door het kleplichaam. API 520 gebruikt een nominale ontladingscoëfficiënt, Kd, die doorgaans rond de maat ligt 0,975 voor gas-/dampservice en 0,65 voor vloeibare diensten. Fabrikanten publiceren gecertificeerde Kd-waarden van ASME-stroomtests.
Vereist openingsgebied (A)
Het minimale stroomoppervlak berekend op basis van uw aflossingsdienst. U koppelt dit vervolgens aan de volgende grotere standaardopeningsaanduiding uit API 526 (D, E, F, G, H, J, K, L, M, N, P, Q, R, T).
Stap voor stap: hoe u een veiligheidsklep voor gas- of dampgebruik kunt dimensioneren
Gas- en dampgroottebepaling maakt gebruik van samendrukbare stromingsvergelijkingen. De API 520 Deel I-methodologie is hiervoor de industriestandaard. Volg deze stappen in volgorde.
Stap 1: Identificeer het ontwerpbasisscenario
U moet eerst vaststellen waardoor de overdruk wordt veroorzaakt. Veelvoorkomende scenario's zijn onder meer een geblokkeerde uitlaat, falen van het koelwater, blootstelling aan brand, breuk van de buis van de warmtewisselaar en overtoerenreactie. Elk scenario levert een andere benodigde ontlaststroom op. Grootte voor het slechtst geloofwaardige afzonderlijke geval, tenzij de installatiefilosofie gelijktijdige gevallen vereist.
Stap 2: Bereken de vereiste ontlastingsstroom
Dit komt uit een processimulatie of warmte- en materiaalbalans. Voor een geblokkeerde uitlaat op een compressor is het vereiste debiet gelijk aan het volledige compressordebiet. Voor brandgevallen biedt API-521 de warmte-inbrengformule:
Q = 43.200 × F × EEN 0.82 (voor bevochtigd oppervlak, in BTU/h, Engelse eenheden)
waarbij F een omgevingsfactor is (1,0 voor kale schepen, 0,3 voor voldoende geïsoleerde schepen) en A het bevochtigde oppervlak in vierkante voet is.
Stap 3: Controleer op kritieke of subkritische stroom
De stroom door het mondstuk van een veiligheidsklep wordt kritisch (verstikt) wanneer de verhouding tussen tegendruk en ontlastingsdruk onder de kritische drukverhouding Cf daalt. Voor een ideaal gas hangt Cf af van de verhouding van soortelijke warmtes (k of γ):
Cf = (2/(k1)) k/(k-1)
Voor de meeste koolwaterstoffen en lucht is k ≈ 1,3–1,4, wat Cf ≈ 0,545–0,528 oplevert. Als de tegendruk/ontlastdruk lager is dan Cf, hebt u een kritische stroming en gebruikt u de eenvoudigere kritische stromingsvergelijking. Gebruik anders de subkritische correctie.
Stap 4: Pas de API 520 gasgrootteformule toe
Voor kritische gasstroom (API 520 deel I, vergelijking 3):
A = W / (C × Kd × P1 × Kb × √(M / (T × Z)))
- A = vereist openingsoppervlak (in²)
- W = vereiste ontlastingscapaciteit (lb/u)
- C = gasconstante afgeleid van k (dimensieloos, weergegeven in API 520 bijlage B)
- Kd = effectieve ontladingscoëfficiënt (gebruik 0,975 voor voorlopige dimensionering)
- P1 = drukontlasting in psia (ingestelde druk × 1,1 14,7 voor atmosferische ontlading)
- Kb = tegendrukcorrectiefactor (uit API 520-cijfers; 1,0 als de tegendruk verwaarloosbaar is)
- M = molecuulgewicht van het gas
- T = temperatuurverlaging in Rankine (°F 460)
- Z = samendrukbaarheidsfactor bij ontlastende omstandigheden (1,0 voor ideaal gas)
Stap 5: Selecteer de standaard openingsgrootte
Neem het berekende gebied A en zoek de volgende standaardopeningsaanduiding groter in API 526. Als A = 0,85 in², is een D-opening (0,110 in²) bijvoorbeeld te klein, een E (0,196 in²) te klein, enzovoort totdat u de juiste pasvorm vindt. Nooit naar beneden afronden. De geselecteerde opening moet gelijk zijn aan of groter zijn dan het vereiste oppervlak.
Het dimensioneren van een veiligheidsklep voor stoomservice
Bij het bepalen van de stoomgrootte wordt een vereenvoudigde versie van de gasvergelijking gebruikt, omdat de stoomeigenschappen bij verzadiging goed gekarakteriseerd zijn. API 520 Deel I biedt een stoomspecifieke formule:
A = W / (51,45 × Kd × Ksh × Kn × Kb × P1)
- Ksh = correctiefactor voor oververhitting (1,0 voor verzadigde stoom; minder dan 1,0 voor oververhitte stoom, uit API 520 Tabel 6)
- Kn = Napiercorrectie voor hogedrukstoom (van toepassing wanneer de ingestelde druk hoger is dan 1.500 psia)
- Andere variabelen zijn gedefinieerd als voor gasdiensten
Bijvoorbeeld een ketelveiligheidsklep met een benodigd ontlastingsvermogen van 50.000 lb/u verzadigde stoom bij een insteldruk van 250 psig (ontlastende druk = 275 psia) en er is geen significante tegendruk vereist:
EEN = 50.000 / (51,45 × 0,975 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 275) ≈ 3,62 inch²
Vanaf API 526 zou de volgende grotere standaardopening boven 3,62 inch² een P-opening van 6,38 inch² zijn, wat te groot is. In de praktijk zou u twee kleinere kleppen parallel kunnen gebruiken om ervoor te zorgen dat elke klep de juiste maat heeft in verhouding tot het doorlaatgebied. Dit zorgt ook voor redundantie.
Het dimensioneren van een veiligheidsklep voor vloeibare service
Vloeibare lijming verschilt fundamenteel van samendrukbare vloeistoflijming. Vloeistoffen zijn onsamendrukbaar, dus de capaciteit wordt bepaald door de vierkantswortel van het drukverschil in plaats van door de absolute druk.
De vloeibare lijmformule van API 520 is:
A = Q / (38 × Kd × Kw × Kc × Kv × √(AP / G))
- Q = vereiste ontlastingsstroom in US gallons per minuut (gpm)
- Kd = 0,65 voor vloeistoffen (niet 0,975)
- Kw = tegendrukcorrectie voor gebalanceerde kleppen (1,0 voor conventionele kleppen)
- Kc = combinatiecorrectie (1,0 als er stroomopwaarts geen breekplaat is geïnstalleerd, 0,9 als er een breekplaat in serie is geïnstalleerd)
- Kv = viscositeitscorrectiefactor (1,0 voor initiële dimensionering; herhalen als vloeistof viskeus is)
- ΔP = drukverschil over de klep in psi (ontlastdruk minus tegendruk)
- G = soortelijk gewicht van de vloeistof ten opzichte van water bij 60°F
Vloeistofveiligheidskleppen vereisen vaak een ASME Sectie VIII UV-stempel, en er moeten speciale vloeistofafwerkingsversies van standaard kleplichamen worden gebruikt. Het gebruik van een gas-/stoomklephuis voor vloeistofbediening zonder vloeistofafregeling resulteert doorgaans in aanzienlijke capaciteitsvermindering en mogelijke instabiliteit.
Viscositeitscorrectie voor dikke vloeistoffen
Als de vloeistofviscositeit onder ontlastende omstandigheden ongeveer 100 SSU (Saybolt Seconds Universal) overschrijdt, wordt de viscositeitscorrectiefactor Kv significant. De correctie maakt gebruik van het Reynoldsgetal via de opening. Begin met Kv = 1,0, bereken een proefopeningsoppervlak, bepaal het Reynoldsgetal, zoek Kv op in de API 520-grafiek en bereken opnieuw. Herhaal totdat het openinggebied convergeert, meestal binnen twee of drie iteraties voor typische procesvloeistoffen.
Standaard openingsmaten: API 526 referentietabel
Nadat u het vereiste openingsoppervlak heeft berekend, selecteert u de volgende standaard openingsaanduiding uit API 526. De onderstaande tabel toont de standaard openingsaanduidingen en hun nominale oppervlakken. Controleer dit altijd aan de hand van het specifieke gegevensblad van de fabrikant, aangezien de werkelijke effectieve openingsoppervlakken enigszins kunnen afwijken van de nominale API 526-waarden.
API 526 Standaard openingsaanduidingen en nominale gebieden | Openingsaanduiding | Nominale oppervlakte (in²) | Nominale oppervlakte (cm²) | Typische toepassing |
| D | 0.110 | 0.71 | Instrumentlucht, kleine vaten |
| E | 0.196 | 1.26 | Kleine procesvaten |
| F | 0.307 | 1.98 | Procesvaten, pompen |
| G | 0.503 | 3.25 | Algemeen proces |
| H | 0.785 | 5.06 | Algemeen proces |
| J | 1.287 | 8.30 | Grotere procesvaten |
| K | 1.838 | 11.86 | Compressoren, reactoren |
| L | 2.853 | 18.41 | High-flow-proces |
| M | 3.600 | 23.23 | High-flow-proces |
| N | 4.340 | 28.00 | Grote schepen, ketels |
| P | 6.380 | 41.16 | Grote ketels, opslagtanks |
| Q | 11.05 | 71.30 | Zeer grote capaciteit |
| R | 16.00 | 103.23 | Zeer grote capaciteit |
| T | 26.00 | 167.74 | Maximale standaardgrootte |
Hoe tegendruk de selectie en maatvoering van veiligheidskleppen beïnvloedt
Tegendruk is een van de meest verkeerd behandelde aspecten van de maatvoering van overdrukkleppen. Ingenieurs die dit negeren, eindigen met kleppen die anders presteren dan ontworpen, en soms zelfs gevaarlijk.
Conventionele veiligheidskleppen
Bij een conventionele veiligheidsklep met directe veer wordt de veerholte naar de uitlaat geventileerd. Dit betekent dat de tegendruk direct tegen de veerkracht inwerkt, waardoor de ingestelde druk effectief wordt verhoogd. Als er sprake is van gesuperponeerde tegendruk constant en bekend kan de klep ter compensatie op de bank worden afgesteld. Maar als de tegendruk variabel is, verandert de ingestelde druk mee: een gevaarlijke situatie. API 520 beveelt dat aan de opgebouwde tegendruk op een conventionele klep mag niet hoger zijn dan 10% van de insteldruk in maat.
Gebalanceerde balgveiligheidskleppen
Een gebalanceerde balgoverdrukklep maakt gebruik van een flexibel element om de veer te isoleren van de tegendruk, waardoor de ingestelde druk stabiel blijft, ongeacht de uitlaatomstandigheden. Deze kleppen kunnen een tegendruk aan tot ongeveer 50% van de ingestelde druk zonder significante prestatieverslechtering, hoewel de capaciteit nog steeds afneemt bij toenemende tegendruk en de Kb-correctie nog steeds van toepassing is.
Voorgestuurde overdrukventielen
Een voorgestuurde ontlastklep gebruikt procesdruk om de zitting van de hoofdklep gesloten te houden. De hoofdklep gaat alleen open als de piloot overdruk waarneemt. Deze kleppen zijn in wezen immuun voor tegendrukeffecten op de insteldruk en kunnen werken met tegendrukken tot 80% van de insteldruk bij sommige ontwerpen . Ze worden vaak gekozen voor hogedruktoepassingen, flare-headers met aanzienlijke opgebouwde tegendruk en situaties waarin een nauwkeurige insteldruk van cruciaal belang is.
Tweefasige en gemengde ontluchting: speciale overwegingen
Wanneer de ontlastingsvloeistof een tweefasig vloeistof-dampmengsel is, zijn noch de gas- noch de vloeistofgroottemethode rechtstreeks van toepassing. Flitsende vloeistoffen, reactieve systemen en koelcircuits produceren vaak tweefasige noodscenario's. Ondermaat is in deze gevallen gebruikelijk en gevaarlijk.
De erkende methoden voor tweefasige dimensionering zijn onder meer:
- DIERS-methodologie (Design Institute for Emergency Relief Systems) - de meest rigoureuze aanpak, speciaal ontwikkeld voor reactieve en niet-evenwichts-tweefasige systemen
- Omega-methode — een vereenvoudigd evenwichtsmodel van Leung (1986), overgenomen in API 520 bijlage C; gebruikt een enkele parameter ω afgeleid van flitsberekeningen bij 90% en 100% ontlastende druk
- HEM (homogeen evenwichtsmodel) — gaat uit van volledig thermodynamisch evenwicht en homogene menging; conservatief voor de meeste toepassingen
Tweefasige dimensionering vereist doorgaans een processimulator (zoals Aspen HYSYS, SimSci PRO/II of VMGSim) om flashgegevens te genereren onder verlichtende omstandigheden. Het resulterende vereiste openingsoppervlak is vaak 2 tot 5 keer groter dan wat een zuivere dampberekening zou suggereren voor hetzelfde debiet. Dit is de reden waarom veel fabrieken die ontlastkleppen op maat hebben gemaakt, ervan uitgaande dat ze alleen voor damp werken, hebben ontdekt dat ze ernstig ondermaats zijn als de feitelijke vloeistof tweefasig was.
Inlaatdrukdaling: de 3%-regel die wordt genegeerd
De druk bij de klepinlaat mag tijdens het stromen niet meer dan 3% onder de ingestelde druk dalen (volgens API 520 Deel II en API 526). Deze limiet van 3% voor de inlaatdrukval is een van de meest overtreden beperkingen in de installatiepraktijk en veroorzaakt geratel.
Dit is de reden: een veerbelaste veiligheidsklep begint te sluiten wanneer de inlaatdruk daalt. Als de inlaatleiding een hoge weerstand heeft, daalt de druk bij de klepinlaat scherp wanneer de klep opent. Als die daling groter is dan het spuien (de drukverlaging die nodig is om de klep opnieuw te plaatsen – doorgaans 7–10% van de ingestelde druk voor proceskleppen), sluit de klep voordat de systeemdruk is hersteld en gaat vervolgens weer open. De cyclus herhaalt zich: dit is geratel en het vernietigt de klepzitting.
In de praktijk betekent de 3%-regel dat de inlaatleiding kort en met een grote diameter moet zijn. Een ruwe richtlijn: het inlaatmondstuk zou dat moeten zijn minstens zo groot als de maat van de klepinlaataansluiting uit de API 526-tabel, en de equivalente lengte van de inlaatleidingen moet tot een minimum worden beperkt. Bereken de werkelijke drukval bij volledige ontlastingsstroom met behulp van de Darcy-Weisbach-vergelijking voordat u het installatieontwerp voltooit.
Maatvoering van brandgevallen: wanneer thermische verlichting domineert
Brandgevallen bepalen vaak de maatvoering van veiligheidskleppen voor opslagvaten en procesapparatuur die zich in gebieden met brandbare voorraden bevinden. In het scenario wordt uitgegaan van een plasbrand rondom het schip, waardoor de inhoud wordt verwarmd en er damp ontstaat die moet worden afgevoerd.
API 521 biedt twee vergelijkingen voor warmte-inbreng bij brand: één voor het bevochtigde oppervlak (vloeistof onder de vlam) en één voor het niet-bevochtigde oppervlak (dampruimte). De vergelijking van het bevochtigde oppervlak bepaalt en geeft doorgaans een warmte-inbreng in BTU/h of kW. Deze warmte-inbreng wordt vervolgens gedeeld door de latente verdampingswarmte van de vloeistof onder ontspannende omstandigheden om de vereiste dampstroomsnelheid te verkrijgen.
Eén cruciaal detail: de brandcasus maakt dit mogelijk 21% overdruk onder ASME Sectie VIII (versus 10% voor normale gevallen), waardoor het vereiste openingsoppervlak enigszins wordt verkleind. ASME vereist echter ook dat het brandgeval wordt afgehandeld door een speciale brandveiligheidsklep die is ingesteld op 110% van de MAWP (terwijl de primaire klep op 100% staat), of door aan te tonen dat de primaire klep voldoende capaciteit heeft voor beide scenario's.
Voorbeeld: een horizontaal vat met 10.000 gallons nafta met 2.000 ft² bevochtigd oppervlak, geen drainage, geen isolatie en geen toepassing van bluswater (F = 1,0):
Q = 43.200 × 1,0 × 2.000 0.82 ≈ 34.200.000 BTU/u
Als de latente warmte van nafta bij ontluchtingsomstandigheden 120 BTU/lb bedraagt, is de vereiste dampstroom 285.000 lb/uur – een zeer grote ontlasteis die waarschijnlijk aanleiding zou geven tot de keuze voor meerdere veiligheidskleppen met grote openingen of een voorgestuurde klep.
Veel voorkomende maatfouten en hoe u ze kunt vermijden
Gebruik van de verkeerde vloeistoffase
Ervan uitgaande dat de ontlasting volledig uit damp bestaat, terwijl de feitelijke vloeistof onder ontluchtingsomstandigheden tweefasig is, kan de klep een factor 3 of meer te klein zijn. Voer altijd een flashberekening uit bij het ontlasten van druk en temperatuur om de werkelijke fase en samenstelling van de stromende vloeistof te bepalen.
Negeren van tegendruk in flare-systemen
Naarmate een plant ouder wordt en er meer hulpladingen aan de fakkelkop worden toegevoegd, neemt de tegendruk toe. Een klep die geschikt is voor een tegendruk van 5 psi in het jaar dat men tien jaar later een tegendruk van 25 psi kan ervaren als productie-uitbreidingen het fakkelsysteem belasten. Controleer de tegendrukaannames opnieuw tijdens Management of Change-beoordelingen.
Extra grote kleppen selecteren "voor de veiligheid"
Het instinct om marge toe te voegen door een grotere klep te selecteren is contraproductief. Een te grote veiligheidsklep klappert en veroorzaakt mechanische schade en lekkage. API 520 Deel I waarschuwt expliciet: de geselecteerde opening moet zo dicht mogelijk bij het berekende vereiste oppervlak liggen, zonder eronder te gaan. Als de volgende standaardmaat resulteert in een klep die meer dan 10% groter is dan nodig, overweeg dan om een kleinere insteldruk of twee kleinere kleppen parallel te gebruiken.
Het vergeten van de combinatiecorrectiefactor Kc
Wanneer vóór een veiligheidsklep een breekplaat wordt geïnstalleerd, werkt de combinatie als één apparaat en wordt de capaciteit verminderd. API 520 specificeert Kc = 0,9 tenzij de specifieke combinatie is getest en gecertificeerd. Veel ingenieurs passen deze factor alleen toe op de vloeibare lijmformule en vergeten dat deze ook van toepassing is op de gasgrootte.
Er wordt geen rekening gehouden met de bedrijfsdruk versus de ingestelde druk
ASME Sectie VIII vereist dat een veiligheidsklep gesloten blijft en niet lekt onder normale bedrijfsomstandigheden. API beveelt een minimum aan 10% bedrijfsmarge tussen normale werkdruk en insteldruk (d.w.z. de insteldruk moet minimaal 1,1× de maximale normale bedrijfsdruk zijn). Kleppen die te dichtbij worden bediend om de druk in te stellen, ervaren sudderen, lekkage van de zitting en voortijdige slijtage.
Software en hulpmiddelen voor het dimensioneren van veiligheidskleppen
Handmatige berekeningen met behulp van API 520-vergelijkingen zijn eenvoudig voor eenfasige vloeistoffen, maar worden tijdrovend voor grote ontluchtingssystemen met veel kleppen. Verschillende softwaretools automatiseren het proces:
- Aspen FLARENET / Aspen Flare-systeemanalysator — industriestandaard voor flare-netwerkmodellering; berekent de ontlastkleppen en analyseert tegelijkertijd de tegendruk in de header
- EPCON-API — speciaal API 520/521/526-dimensioneringshulpmiddel; veel gebruikt voor individuele klepafmetingen
- Crosby Engineering Handbook online maathulpmiddel — geleverd door Emerson/Crosby voor het snel dimensioneren van hun klepproducten
- Leser VALVESTAR — Europase fabrikanttool; past zowel API- als EN ISO 4126-methoden toe
- COMPRESS / PV Elite — voornamelijk scheepsontwerpsoftware, maar omvat ook geïntegreerde dimensioneringsmodules voor ontlastkleppen
Deze tools verminderen rekenfouten en genereren documentatie voor indieningen bij de toezichthouders. Ze vereisen echter correcte invoer. Garbage in, garbage out: het begrijpen van de onderliggende vergelijkingen en aannames is essentieel om fouten in de software-uitvoer op te sporen.
Samenvatting van regelgeving en codevereisten
Verschillende regio's en industrieën passen verschillende codes toe op de afmetingen en installatie van veiligheidskleppen. De onderstaande tabel vat de belangrijkste normen samen:
Primaire normen voor maatvoering en ontwerp van veiligheidskleppen per regio en branche | Standaard | Geldt voor | Regio | Sleutelbereik |
| API 520 Deel I | Drukvaten voor de procesindustrie | VS / mondiaal | Methodologie voor dimensionering |
| API 520 Deel II | Drukvaten voor de procesindustrie | VS / mondiaal | Installatie begeleiding |
| API 521 | Procesindustrie | VS / mondiaal | Drukontlastingsscenario's, fakkelontwerp |
| API 526 | Procesindustrie | VS / mondiaal | Afmetingen van geflensde kleppen, aanduidingen van de openingen |
| ASME Sec. VIII Afd. 1 | Ongevuurde drukvaten | VS / Wereldwijd aangenomen | Overdruk limits, valve certification |
| ASME Sec. ik | Elektrische ketels | VS | Eisen aan de veiligheidsklep van de ketel |
| EN ISO 4126-1 | Alle druksystemen | Europa | Ontwerp en maatvoering van de veiligheidsklep |
| PED 2014/68/EU | Drukapparatuur | Europa | Naleving van regelgeving, CE-markering |
Praktische checklist voor het dimensioneren van veiligheidskleppen
Gebruik deze checklist voordat u de berekening van de afmetingen van de veiligheidsklep en de aanschafspecificatie voltooit.
- Identificeer alle geloofwaardige overdrukscenario’s en bepaal de toepasselijke situatie (maximaal vereiste ontlastingsstroom)
- Bevestig MAWP en stel de druk in, waarbij u ervoor zorgt dat de bedrijfsmarge minimaal 10% boven de maximale normale bedrijfsdruk ligt
- Bepaal de ontlastende vloeistoffase (gas, vloeistof, stoom, tweefasig) bij ingestelde druk plus overdruk
- Verzamel vloeistofeigenschappen: molecuulgewicht, k-verhouding, samendrukbaarheid Z, viscositeit, latente warmte, soortelijk gewicht
- Schat de tegendruk (gesuperponeerd en opgebouwd) en selecteer dienovereenkomstig het kleptype
- Pas de juiste API 520-formule toe voor de vloeistoffase en bereken het vereiste openingsoppervlak A
- Pas alle correctiefactoren toe (Kb, Kc, Kw, Kv) die van toepassing zijn op uw installatie
- Selecteer de volgende grotere standaardopening uit API 526; controleer of het geselecteerde gebied niet meer dan ongeveer 10% groter is dan vereist (om klapperrisico te voorkomen)
- Controleer of de drukval in de inlaatleiding bij volledige ontlastingsstroom niet groter is dan 3% van de ingestelde druk
- Controleer of de tegendruk van de afvoerleiding bij volledige ontlastingsstroom binnen de toegestane limiet van het kleptype ligt
- Specificeer constructiematerialen die compatibel zijn met de procesvloeistof en de temperatuur
- Controleer of de klep het juiste codestempel draagt (UV voor ASME Sectie VIII, V voor Sectie I ketelservice)