84 Ventil 14 /2008/ 1 PODJETJA PREDSTAVLJAJO Varovanje naprav z razpočnimi membranami Branko PAPLER 1 Uvod Razpoïne membrane (veïkrat imeno- vane tudi razpoïni diski) uvršïamo med varnostne naprave, ki varujejo sisteme pred porastom tlaka preko di- menzioniranega – dovoljenega – oz. pred previsokim vakuumom. Se sa- modejno aktivirajo (razpoïijo) in niso odvisne od ostale regulacije sistema. V nasprotju z varnostnim ventilom, ki se po aktiviranju in padcu tlaka v sistemu, ki ga varuje, zapre, razpoï- na membrana ostane odprta in jo je potrebno pred ponovnim povišanjem tlaka v sistemu, glede na okolico, za- menjati z novo. Razpoïne membrane (diski) se upo- rabljajo: v plinski in naftni industriji, za varovanje tlaïnih sistemov s kom- primiranim zrakom ali vodno paro, pri tlaïnih sistemih s tekoïinami, v farmaciji, prehrambeni in kemiïni industriji, v avtomobilski industriji (air-bag), letalstvu (hidravliïni krmilni sistemi), ladjedelništvu, rezervoarjih, silosih itd. Ïe na kratko povzamemo, lahko razpoïne membrane upora- bimo prav na vseh vrstah tlaïnih in vakuumskih sistemov. Razpoïne membrane lahko upora- bljamo tudi v sklopu z varnostnimi ventili. V tem primeru se sklop raz- poïne membrane vgradi pred varno- stni ventil. 2 Izdelava, lastnosti Vse razpoïne membrane, ki jih po- nujamo v Hypexu, d. o. o., (proizvajal- ca Continental Disc Corporation) so izdelane tako (izjema grafitni tip), da ob trganju membrane ne pride do dro- bljenja materiala, ki bi ga lahko skupaj z medijem odplaknilo do varnostnega ventila (v primeru skupne vgradnje) ali naprej po odvodni cevi. Poznamo dva naïina raztrganja membran (diskov). Enostavno reïeno: v obliki »cveta«, kjer se material po odprtju obdrži na celotnem nosilnem obroïu, ali v obliki »pokrova WC-školjke«, kjer se material na obroïu obdrži samo na eni strani. Pri tem ves material mem- brane ostane skupaj (povezan). Izdelava membrane zagotavlja, da po odprtju ne pride do oviranja pretoka medija preko dovoljene meje. Enako velja tudi v primeru kombinacije z varnostnim ventilom. Vsak tip razpoïne membrane ima toïno doloïeno držalo (nosilec). Tako ne more priti do zamenjave membran pri vgradnji z drugim tipom ali drugim proizvajalcem. Vsako držalo je sesta- vljeno iz dveh delov, kjer ima spodnji del kljukasti nastavek (J-Hook), ki omogoïa toïno namestitev diska med prej doloïene tipe in dimenzije prikljuïnih prirobnic. Med držala se vstavi razpoïna membrana – za na- mestitev imamo na tablici v pomoï oznaïeno smer pretoka. Za lažjo vstavitev v sistem celotnega sklopa je proizvajalec na samih držalih izdelal manjša nosilca, ki se po sestavi sklopa pritrdita z vijaki, da je sklop trden. Prednosti razpoÏnih membran (diskov): - po vgradnji držala (nosilca) se kasneje po potrebi menja samo raz- poïna membrana, - potrebujejo manj prostora za vgra- dnjo, - razpoïne membrane lahko vgradi- mo v sistem na vse možne položaje, medtem ko so nekateri varnostni ventili primerni za vgradnjo samo v vertikalni legi, - manjša poraba posebnih in dragih materialov kot pri ostalih varnostnih napravah (npr. varnostni ventil za zahtevne medije) in s tem nižja cena, - ni prepušïanja na sedežu ventila – 100-odstotna tesnost, - možnost pokrivanja nadtlaka in podtlaka z eno membrano, - ni potrebe po periodiïnem preskusu varnostne opreme – membrane, priporoïa se samo obïasni vizual- ni pregled (manj zaustavitev in stroškov). Prednost kombinacije razpoÏne membrane (diska) in varnostnega ven tila: - 100-odstotna tesnost – ni prepuš- ïanja na sedežu ventila, - varnostni ventil v ïasu neraztrgane membrane ni v neposrednem stiku z medijem, kar podaljša njegovo življenjsko dobo, manj je ïišïenj in servisov, ki se obiïajno izvajajo sku- paj s periodiïnim preskusom var- nostnega ventila (ker ni demontaže – ïe preskušate ventile na sistemu s preskusno napravo, ïišïenja in revizije notranjih delov ventila, se izvede samo preskus, kar je bistveno cenejše), - ker varnostni ventil ni v neposre- dnem v stiku z medijem, ne more priti do lepljenja pladnja ventila na sedež (nabiranje vodnega kamna pri vodi, strjevanje (kristalizacija) pri smolah, … tako se zagotovi do- datna varnost za pravilno delovanje varnostnega ventila), - v primeru vgradnje te kombinacije na sistem z agresivnim medijem se Branko Papler, inž. str., Hypex, d. o. o., Lesce 85 Ventil 14 /2008/ 1 PODJETJA PREDSTAVLJAJO lahko v nekaterih primerih uporabi varnostni ventil s cenejšim materia- lom ohišja (v primerih, ko material, uporabljen pri varnostnem ventilu, zdrži v stiku z medijem doloïen (omejen) ïas – dokler se membra- na ne zamenja). S tem ni potrebe po varnostnem ventilu iz boljših dražjih materialov, ki so dalj ïasa ali popolnoma odporni na delovni medij; - ïe pride v sistemu do porasta tlaka preko dovoljenega, se membrana raztrga in varnostni ventil odpre, ko se tlak v sistemu zniža do vrednosti, kjer se varnostni ventil zapre, sistem zopet lahko nemoteno obratuje na- prej in se membrana zamenja ob prvi planirani zaustavitvi. Takrat se oïisti tudi notranjost varnostnega ventila. Pomanjkljivosti razpoÏne membrane (diska): - ko se membrana odpre, jo je potreb- no pred nadaljnjim obratovanjem zamenjati (ïe ni v kombinaciji z varnostnim ventilom), - razpoïni membrani ni mogoïe spre- minjati tlaka nastavitve kot pri varno- stnih in razbremenilnih ventilih. 3 Izvedbe razpoÏnih membran in delovanje Loïimo natezne in tlaÏne razpoïne membrane. Pri natezni deluje delovni tlak na membrano v smeri vbokline (slika 1). Ko tlak naraste preko do- voljene meje, se priïne membrana napenjati, deformirati in poïi, ko tlak doseže mejno vrednost. upraviïenih prednosti, ki jih je treba upoštevati, ko se odloïamo za nakup razpoïne membrane (diska). Te prednosti so: - izhodišïno obmoïje izdelave do- voljuje, da razpoïna membrana obratuje do 90 % na tablico vtisnje- nega razpoïnega tlaka, - polne vakuumske zmožnosti brez potrebe po dodatnem podpornem ïlenu, - daljša obratovalna doba tako v cikliï- nih kot pulznih pogojih delovanja, - diski so konstruirani iz debelejšega materiala, ki je zato bolj odporen na korozijo. 4 Izbira razpoÏne membrane V mnogih primerih lahko najdemo tip za dano aplikacijo po naslednjih korakih: 1.Najprej napišete vse specifiïne podatke o vašem sistemu: - najvišji dopustni delavni tlak po- sode, kotla … (MAWP): psig, barg, kg/cm 2 itd.; - najvišji delovni pogoji – tlak: psig, barg, kg/cm 2 itd.; temperatura: °F, °C; - pri katerih pogojih, tlaku in tempe- raturi naj bi membrana poïila: tlak: psig, barg, kg/cm 2 itd.; temperatura: °F, °C; - delovni medij: tekoïina ali plin ter naziv medija; - povratni tlak in/ali vakuumski po- goji; - dovod, pogoji obratovanja: statiïni, Slika 1. Natezni tip razpoÏnih membran, a – sedež pod 30°, b – raven sedež Slika a Slika b Slika 2. TlaÏno delujoÏe razpoÏne membrane Slika 3. Sestavni deli razpoÏne membrane Tlaïno (povratno) delujoïa razpoïna membrana je v vpenjalu obrnjena tako, da delovni tlak medija deluje na izboklino (slika 2). Pri veïanju tlaka se membrana deformira tako, da se material stlaïi ter zravna in pri nadaljnjem višanju tlaku membrana poïi na zarezah, ki jih naredi rezilo. Povratno delujoïi tip membran ima v primerjavi z razteznim tipom nekaj 86 Ventil 14 /2008/ 1 PODJETJA PREDSTAVLJAJO cikliïni ali pulzni; ïe je mogoïe poz- nana frekvenca ciklov ali pulzov; - kodne/standardne zahteve: ASME odsek III ali VIII, BSI, ISO, TUV, JIS, DIN itd.; - primeren material razpoïne mem- brane in držala – nosilca, da zado- sti zahtevam glede korozije in/ali temperature aplikacije; - prirobiïni tip prikljuïka in klasi- fikacije napeljave, montaže; - druge posebne zahteve. 2. Izraïun obratovalnega sistema in tlaïnega razmerja, najvišji delovni tlak x 100, minimalni tlak, pri kate- rem se membrana lahko razpoïi. 3.Preizkusni izbor po tabeli proizvajalca (npr. Continental Disc Corporation), pri ïemer se upora- bljajo sistemski podatki, povzeti v korakih 1 in 2. 4.V tehniïni literaturi proizvajalca (npr. Continental Disc Corporation) se prepriïajte, da boste izbrali tak tip in material membrane, ki se bo razpoïila znotraj minimalnega in maksimalnega tlaka. 5. Izberite med možnostmi, ki ustre- zajo vašim zahtevam, in za mem- brano in držalo izberite dodatke, kot je npr. prevleka, premaz, obloga, J-Hook, za preobremenitev pretoïnega ventila, za vakuumsko podporo itd. 6. Za podrobnejše urejene informa- cije preglejte specifiïno literaturo izdelkov ali se obrnite na dobavi- telja. Tridimenzionalna tablica: Je iz korozijsko odpornega nerjave- ïega jekla, ki omogoïa vizualno kontrolo, da je razpoïna membrana v sistemu pravilno obrnjena. 5 Certifi kati, delovanje, naÏin dobave Vse razpoïne membrane, ki jih svo- jim strankam dobavlja Hypex, d. o. o., imajo za vgradnjo v Sloveniji in EU namešïeno potrebno oznako CE kot tudi poroïilo o tlaku odpiranja (raztrganja). Glede na namen mem- brane se pred dobavo tudi doloïi, ali naj bo membrana pri proizvajalcu preskušena samo s plinskim medijem ali tudi s tekoïino. Glede na to do- Tabela 1. Izdelki iz programa Continental Disc Corporation – CDC ULTRX ® – razpoÏna membrana z zarezami, povratno delujoïa razpoïna membrana tako za plinske kot za tekoïinske sisteme LOTRX™ – razpoÏna membrana z zarezami, za nizke tlake 1.5 psig (0,103 barg) CAL-VAC ® /POS-A-SET ® – razpoïna membrana Prva industrijska razpoïna membrana primer- na za zelo nizek tlak, merjen v inïih vodnega stolpca. QUICK-CHANGE ® HOLDER … – za hitro in enostavno zamenjavo SANITRX – razpoÏna membrana deluje v nasprot- ni smeri. Izdelana je iz trde kovine s posebnim patentom, ki je konstruiran tako, da varuje pred previsokim tlakom v higienskem okolju. B.D.I. ® – ALARMNI SISTEM ... indikator, ki takoj opozori, da je razpoïna membrana poïila; upo- raba do 206 °C 87 Ventil 14 /2008/ 1 PODJETJA PREDSTAVLJAJO loïitev se ob membrani dobavijo ustrezna poroïila. Tako kot drugod je tudi v Sloveniji zakonsko dovoljena njihova uporaba tako pri samostojni vgradnji in v kom- binaciji z varnostnimi ventili. Ob prvi dobavi (prvi vgradnji) dobimo na en nosilec 3 ali 5 kosov razpoïnih membran (odvisno od tipa). Ïe imate veï podobnih sistemov in potrebujete tudi veï držal, je možno dobaviti tudi manj kot tri membrane na nosilec. Kasneje, ko pa že imate vgrajen no- silec, se po potrebi dobavljajo samo še pripadajoïe membrane (obiïajno zopet minimalno po 3 ali 5 v kom- pletu – lahko tudi manjša koliïina, vendar se v tem primeru cena za kos poviša). V nujnih primerih se mem- brane lahko izdelajo in dobavijo v nekaj dneh (urah). 6 ZakljuÏek Razpoïne membrane so oprema, ki je in bo v prihodnosti še pomembnejši ïlen pri varovanju sistemov tako glede varnosti kot tudi vpliva na okolje (ni prepušïanja – manj onesnaževanja, manj segrevanja okolice in manj izgube energije). Hypex, d. o. o., vam nudi dodatno pomoï tudi z lastno bazo podatkov, ki ob nakupu rezervnih razpoïnih membran omogoïa ustrezno doba- vo novih kosov in prihranek ïasa. Prisluhnili bomo vašim zahtevam, da boste zadovoljni z našimi izdelki. Vir: Literatura podjetja Continental Disc Corporation GRAFSET – razpoÏne membrane (diski) so izde- lane iz enega grafitnega kosa in impregnirane s fenolom. Grafitni diski so odporni na korozijo in na mnoge kemikalije. C.D.C. – odvodne plošÏe so oblikovane tako, da dopušïajo popolno in nenadno odpiranje. Na ta naïin zmanjšujejo konstrukcijske in mehanske poškodbe, ki bi lahko nastale ob eksploziji praha, plina ali drugih drobnih medijev. Posebnosti: - takojšnje odpiranje v dinamiïnih ali statiïnih pogojih tlaka, - oblikovane tako, da ne prihaja do drobitve, - kvadratne, pravokotne ali okrogle oblike, - zamenljive z že obstojeïimi sredstvi, - združljive z alarmnim sistemom B.D.I. C.D.C. – držala so dobavljiva v razliïnih variantah in razliïnih tipih, tako da ustrezajo vašim potre- bam. Na zadnjih straneh so v tabeli predstavljeni diski in navedena razpoložljiva držala. C.D.C vam ponuja široko paleto držal: - vstavno, - z zapahom, - navojno, - zvezno (v enem sklopu), - Clean-sweep, - sanitarno, - za hitro menjavo.