Wat is een veiligheidsklep?

Een veiligheidsklep beschermt een systeem tegen overdruk, wat optreedt wanneer de druk in het systeem de Maximaal Toelaatbare Werkdruk (MTWP) overschrijdt. De klep opent bij een vooraf ingestelde druk, aanvankelijk licht en vervolgens volledig, om snel overtollige druk af te voeren. Dit voorkomt drukgerelateerde storingen, brandgevaar of explosies. Veiligheidskleppen worden mechanisch bediend, waardoor de functionaliteit zelfs tijdens stroomstoringen gewaarborgd blijft, en ze fungeren als een betrouwbare back-up wanneer elektronische of pneumatische veiligheidsvoorzieningen falen.

Inhoudsopgave

• Belangrijke terminologie
• Veiligheidsklep met veermechanisme
• Selectiecriteria
• Toepassingen
• Symbool veiligheidsklep
• Certificeringen voor veiligheidskleppen
• Drukveiligheidsklep vs overdrukventiel
• Veelgestelde vragen

Belangrijke terminologie

• Overdruk: Overmatige druk boven de ingestelde druk van de veiligheidsklep.
• Bedrijfsdruk: De druk waaronder het systeem werkt onder normale bedrijfsomstandigheden.
• Ingestelde druk: De druk waarbij de schijf van de veiligheidsklep begint te liften en te openen.
• Lift: De afstand die de schijf beweegt van de gesloten positie naar de positie die nodig is voor afvoer.
• Tegendruk: De druk die zich opbouwt bij de uitlaat van de veiligheidsklep tijdens de stroming. Tegendruk = Opgebouwde tegendruk + Opgelegde tegendruk.
• Opgebouwde tegendruk: De druk bij de uitlaat wanneer de veiligheidsklep opent.
• Opgelegde tegendruk: De druk bij de uitlaat van een gesloten veiligheidsklep.
• Maximaal toelaatbare werkdruk (MAWP): De maximaal toelaatbare druk bij een bepaalde temperatuur onder normale bedrijfsomstandigheden. MAWP is de maximale druk die het zwakste onderdeel van het systeem kan verdragen.
• Afblaasdruk: Het verschil tussen de druk waarbij de schijf lift en de druk waarbij de klep sluit. Afblaasdruk wordt meestal uitgedrukt als een percentage.
• Afblaascapaciteit: De snelheid waarmee de veiligheidsklep overdruk kan afvoeren.

Veiligheidsklep met veermechanisme

Het meest voorkomende type veiligheidsklep is een veerbelaste of direct werkende veiligheidsklep. Een voordeel van dit type is dat het beschikbaar is voor drukbereiken van ongeveer 1 tot 1400 bar. Het mechanisme bestaat uit de volgende componenten:

• Expansiekamer: De expansiekamer (Figuur 2 aangeduid met A) vergroot het oppervlak waartegen het medium van het systeem duwt om de veiligheidsklep te openen, waardoor deze snel kan openen.
• Veer: De stijfheid van de veer (Figuur 2 aangeduid met B) bepaalt bij welke druk het medium van het systeem de klep kan beginnen te openen.
• Schijf: De schijf (Figuur 2 aangeduid met C) zit op de sproeier en beweegt op en neer om stroming door de veiligheidsklep toe te staan of te voorkomen.
• Sproeierring: De sproeierring (Figuur 2 aangeduid met D) beïnvloedt de druk waarbij de schijf weer sluit. Een hoge instelling kan ervoor zorgen dat de schijf te laat sluit, terwijl een lage instelling ertoe kan leiden dat de schijf willekeurig opent en sluit wanneer dat niet zou moeten.
• Sproeier: De sproeier (Figuur 2 aangeduid met E) regelt het schijfoppervlak waarmee het medium in contact komt voordat de klep opent. Hierdoor werkt het medium tegen een groter oppervlak wanneer de klep opent, waardoor de kracht op de schijf toeneemt en de schijf snel opent.

De balans tussen de veerkracht van een veiligheidsklep en de ingangskracht regelt het openen en sluiten van de klep. De ingangsdruk en het oppervlak van de schijf waarmee het medium in contact komt, bepalen de ingangskracht. Volgens de wet van Pascal is kracht gelijk aan het product van druk en oppervlakte. Daarom neemt de kracht toe naarmate het oppervlak van de schijf waarmee het medium in contact komt, groter wordt.

De belangrijkste eigenschap van veiligheidskleppen is dat ze snel volledig openen om in minimale tijd de maximale afblaascapaciteit te bereiken. Dit is mogelijk omdat de schijf van de klep een grotere diameter heeft dan de sproeier. Zodra de ingangsdruk hoog genoeg is, lift de schijf. Op dat moment wordt het schijfoppervlak dat het medium kan bereiken groter. Dit resulteert in een ingangskracht die veel groter is dan de veerkracht, en de klep opent volledig.

Er bestaan speciale versies van veiligheidskleppen voor incompressibele en compressibele media en gassen/dampen. Veiligheidskleppen voor gassen en dampen openen vaak voordat de ingestelde druk is bereikt en openen tot minstens 50% lift bij de responsdruk (zie Figuur 3). Veiligheidskleppen van dit type hebben een belangrijk nadeel: ze zijn zeer gevoelig voor tegendruk, wat de veiligheid van de klep negatief kan beïnvloeden.

Selectiecriteria

Om uw systeem tegen overdruk te beschermen, is het essentieel om de vijf onderstaande selectiecriteria te begrijpen. Lees ons technische artikel over het selecteren van veiligheidskleppen om deze criteria beter te begrijpen:

• Ingestelde druk
• Tegendruk
• Afvoercapaciteit
• Bedrijfstemperaturen
• Klep- en afdichtingsmateriaal

Toepassingen

Het doel van een veiligheidsklep is voornamelijk voor industriële toepassingen om te beschermen tegen overdruk, wat gevaarlijke situaties zoals brand of explosies kan veroorzaken. Industriële veiligheidskleppen worden vaak gevonden in:

• Olie-, gas- en petroleumindustrie: Bijvoorbeeld, ondergrondse veiligheidskleppen, of downhole veiligheidskleppen, zijn gebruikelijk bij offshore oliebronnen. In het geval van een storing in de apparatuur kan een veiligheidsklep snel afsluiten om te voorkomen dat olie en gas onder onveilige omstandigheden naar boven stromen.
• Energie: Veiligheidskleppen in energiecentrales zijn gebruikelijk voor compressibele gassen zoals stoom en lucht.
• Sanitair: RVS veiligheidskleppen zijn ideaal voor industrieën die sanitaire omstandigheden vereisen. Bijvoorbeeld in de voedings-, dranken- en farmaceutische industrie.
• HVAC: Veiligheidskleppen ontlasten de druk in het geval van geblokkeerde afvoer, thermische uitzetting of externe warmte die de componenten kan beschadigen.

Symbool veiligheidsklep

Certificeringen voor veiligheidskleppen

Veiligheidskleppen moeten voldoen aan verschillende nationale en internationale normen voor veiligheid en kwaliteit. Raadpleeg lokale normen om er zeker van te zijn dat het product voldoet.

TÜV

De TÜV-certificering beoordeelt de veiligheid van een product. Het verifieert dat het voldoet aan de minimumvereisten volgens de Richtlijn Drukapparatuur (PED) 2014/68/EU. De PED beschrijft de normen voor het ontwerpen en vervaardigen van drukapparatuur zoals drukontlastingsapparaten, stoomketels, pijpleidingen en drukvaten die werken bij een maximaal toelaatbare druk van meer dan 0,5 bar.

ASME

De ASME (American Society of Mechanical Engineers) zorgt voor de specificatie en accreditatie van drukvaten, ketels en drukontlastingsapparaten.

ISO 4126

De ISO 4126 norm is een algemene specificatie voor overdrukventielen, ongeacht het medium van de toepassing.

Drukveiligheidsklep vs overdrukventiel

Drukveiligheidskleppen en overdrukventielen hebben belangrijke overeenkomsten en verschillen.

• Overeenkomsten: Beide klepsoorten zijn veiligheidsvoorzieningen die ontworpen zijn om automatisch te openen bij een ingesteld drukniveau om overdruk in een systeem te voorkomen.
• Verschillen: Drukveiligheidskleppen zijn ontworpen om snel te openen en snel druk af te voeren. Overdrukventielen openen geleidelijker om de drukafname in het systeem te regelen. Overdrukventielen maken deel uit van de normale werking.

Lees meer in ons uitgebreide vergelijkingsartikel over drukveiligheids- en overdrukventielen.

Veelgestelde vragen

Wat doet een veiligheidsklep?

Een veiligheidsklep verlaagt snel de druk in een systeem wanneer deze tot onveilige niveaus stijgt. De veiligheidsklep blijft werken totdat de systeemdruk terugkeert naar veilige niveaus.

Wat is het verschil tussen een overdrukventiel en een veiligheidsklep?

Een overdrukventiel zal de werking van stroomafwaartse componenten niet onmiddellijk stoppen, terwijl een veiligheidsklep dat wel doet.

Wat zijn de soorten veiligheidskleppen?

Veelvoorkomende soorten veiligheidskleppen zijn direct werkend, pilotgestuurd en gebalanceerde balg.

Wat is een ASME veiligheidsklep?

Een ASME veiligheidsklep voldoet aan de eisen van Sectie I van de ASME-code voor drukvaten. Deze kleppen moeten een groot constant debiet hebben bij niet meer dan 10% overdruk.