Industrielle Fluidsysteme sicher mit Absperrventilen isolieren: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Wie man industrielle Fluidsysteme mit Absperrventilen isoliert

Joe Bush, Swagelok Produktmanager, Ventile

Bei der Wartung industrieller Fluidsysteme ist Sicherheit oberstes Gebot. Der Druck oder Fluss einer einzelnen Leitung im Inneren stellt eine Gefahr für Techniker dar, die ein Messgerät oder eine Messeinrichtung austauschen. Deshalb betonen Risikomanager die Notwendigkeit, jede Fluidsystemleitung vor der Wartung zu isolieren.

Es ist zum Industriestandard und Sicherheitsstandard geworden, zwei Absperrventile in Reihe zu entwerfen und zu installieren, wenn ein energisierter Strang in einem Fluidsystem entlüftet wird. Die Double-Block-Ventil-Sequenz ist einer der sichersten Wege, um einen wesentlichen Zustand von Null Druck und Null Fluss zu erreichen.

Es gibt zwei gängige Ansätze, die Ingenieure typischerweise verfolgen, wenn sie zwei Absperrventile zur Isolierung von Fluidsystemen entwerfen. Erstens können Ingenieure ein drittes Ventil zwischen den beiden Absperrventilen hinzufügen, um jeglichen Druck abzulassen oder abzulassen, der aus dem ersten Absperrventil austreten könnte. Eine andere machbare Option ist, das dritte Ventil den Fluss in einen Bypass-Kreislauf um den Wartungsabschnitt der Leitung herum umzuleiten. Nachfolgend sind beide Fluidsystemkonfigurationen skizziert, die sicherheitsorientierte Designoptionen für Systemisolation und Wartung bieten.

Hauptstandorte für Isolationskonfigurationen in einer Anlage

Für jede Fluidsystemleitung in einer Anlage oder industriellen Einrichtung, die Wartung erfordern könnte, müssen Techniker über Mittel verfügen, um diese Leitung sicher zu isolieren. Einige spezifische Standorte, die eine Konfiguration für Isolation erfordern, umfassen:

1. Jedes Gerät oder jede Komponente, die regelmäßige Wartung erfordern kann, wie ein Filter, Ventil oder Messumformer.
2. Jedes System, Skid oder jede Leitung, die neu konfiguriert, repariert oder ersetzt werden muss.
3. Jeder Abschnitt der Hauptprozessleitung, der gewartet oder instand gehalten werden muss.
4. Jede Instrumentierungsleitung, die von der Prozessleitung abgeht (z. B. eine Grab-Sample-Station, Probenahmesystem oder Messwerte für Druck, Temperatur oder Durchfluss).
5. Kalibrierfluide in Probenahmesystemen sowie alle Probenströme, die ein- oder ausgeschaltet werden können.

Optionen für die Isolationskonfiguration

Es ist Industriestandard, eine Situation zu vermeiden, in der nur ein Absperrventil oder keine Sicherung vorhanden ist. Wenn ein einzelnes Absperrventil sogar ein kleines Leck über den Sitz hat, kann sich Druck langsam in der Wartungsleitung aufbauen und eine Sicherheitsgefahr schaffen. Daher wird eine von zwei Hauptkonfigurationen zur Erreichung der Isolation in einer Fluidsystemleitung empfohlen:

1. Double-Block-and-Bleed (DBB)

Eine Double-Block-and-Bleed-Konfiguration, oder DBB, ist die einfachste Konfiguration zur Isolierung eines Fluidsystems. Sie wird häufig beim Übergang von der Prozessleitung zu einer Instrumentierungsleitung bei Verwendung eines Prozessanschlussventils oder an einer Leitung verwendet, die zu einem Instrument oder Gerät führt, wie einem Messumformer. Die drei Ventile können als einzelne Verteiler-Einheit oder als drei separate Komponenten konfiguriert werden.

2. Bypass-Schleife

Eine Bypass-Schleife ist eine etwas kompliziertere Konfiguration, die nicht nur die Fluidsystemleitung unter Wartung isoliert, sondern auch den Fluss umleitet, damit der Prozess während der Wartung weiterlaufen kann.

Zum Beispiel kann das erste Absperrventil in Bypass-Konfiguration ein Dreiwegeventil sein – das den Fluss um den wartungsbedürftigen Abschnitt herum umleitet. Der Systemfilter kann jetzt ohne erforderliche Ausfallzeit ausgetauscht werden. Ein weiterer Grund für einen Bypass ist, hydraulischen Schlag oder „Wasserhammer“ zu vermeiden, der durch plötzlichen Systemflussstopp entsteht.

Isolieren und Entdrucken

Der erste Schritt bei der Vorbereitung auf Wartung an jedem Fluidsystem ist die Entdruckung. Dabei ist eine Best Practice, zwei Absperrventile in Reihe zu haben, um gegen Druckaufbau in dem Leitungsabschnitt unter Wartung zu schützen. Ein gutes Ventil sollte nicht über den Sitz lecken, aber das könnte passieren. Zum Beispiel, wenn die Leitung draußen ist, kann die Sonne die Leitung aufheizen und den Druck über die spezifizierte Ventilbewertung hinaus erhöhen. Andere potenzielle Szenarien sind, wenn das Ventil nicht ordnungsgemäß gewartet wurde oder die falsche Ventilwahl für einen positiven Abschluss war. Um gegen diese und andere mögliche Lecks zu schützen, ist ein zweites Absperrventil notwendig, zusammen mit einem Entlüftungs- oder Ablassventil. Alternativ, in Fällen, in denen Ausfallzeit keine Option ist, ist eine Bypass-Schleife, die die Komponenten in der Wartungsleitung dupliziert, eine ausgezeichnete Wahl.

Die richtige Absperrventil-Auswahl treffen

Die zwei häufigsten Wahlmöglichkeiten für Absperrventile in Instrumentierungsleitungen sind Kugelhähne oder Nadelnventile. Es ist zwingend, dass Wartungstechniker die Systemspezifikationen für das für jedes System erforderliche Ventil überprüfen.

Kugelhähne: Kugelhähne sind gut für schnellen Abschluss und hohen Durchfluss. Zusätzlich sind die Handgriffe hilfreich, um Richtungsfluss oder Abschluss anzuzeigen. Bei Flüssigkeitsfluss kann ein Kugelhahn jedoch einen hydraulischen Schock oder „Wasserhammer“ erzeugen, wegen des plötzlichen Abschlusses, den er verursacht, was zu Schäden an Druckanzeigen, Durchflussmessern und anderen Komponenten oberhalb des Abschlusses führt. Es gibt mehrere Wege, hydraulischen Schock zu vermeiden. Einer ist, eine Bypass-Schleife einzubauen. Bevor das erste Kugelhahn geschlossen wird, wird die Bypass-Schleife geöffnet, damit der Fluss einen Ort hat, wohin er gehen kann, was den plötzlichen Stopp von Fluss und Druckspitze vermeidet, die sonst resultieren würde. Die zweite Option ist, Nadelnventile anstelle von Kugelhähnen einzusetzen.

Nadelnventile: Während Nadelnventile primär für Durchfluss- oder Dosiersteuerung konzipiert sind, sind viele Nadelnventile effektiv bei positivem Abschluss. Darüber hinaus ist der Fluidsystem-Abschluss mit einem Nadelnventil graduell und schützt daher vor hydraulischem Schock. Wenn als Absperrventil verwendet, sollte das Nadelnventil für diesen spezifischen Zweck ausgelegt sein, mit einer drehbaren Spitze oder weicher Spitzenkappe. Besondere Designüberlegungen können erforderlich sein, um Leckage bei Verwendung eines Nadelnventils zu verhindern. Zum Beispiel kann die metallische V-Spitze in den Metallsitz beim Abschluss schleifen und Riefen verursachen.

Integriertes DBB: Swagelok bietet eine integrierte Double Block and Bleed (DBB) Konfiguration für zusätzliche Zuverlässigkeit. Weniger potenzielle Leckpunkte, reduzierter Platz und Gewicht sowie vereinfachte Installation helfen, das System weiter zu vereinfachen.

Achten Sie darauf, nicht versehentlich die falsche Fluidsystemkomponente in einer Isolationskonfiguration zu verwenden. Kugelhähne und einige Arten von Nadelnventilen sind für positiven Abschluss ausgelegt, aber Regler nicht – obwohl es möglich ist, Regler so einzurichten, dass sie den größten Teil des Flusses stoppen. Wenn Sie einen Abschluss um den Standort eines Reglers benötigen, wäre es am sichersten, ein Kugelhahn stromaufwärts zu installieren.

Zusätzlich zur Absperrventil-Auswahl ist es gute Praxis, einen Druckanzeiger nachgeschaltet vom zweiten Absperrventil in der Isolationskonfiguration zu installieren. Dies ermöglicht eine visuelle Druckprüfung zum Zeitpunkt der Wartung.

Die Zeit, Ihre Fluidsystemleitungen ordnungsgemäß mit Absperrventilen zu isolieren, könnte nicht nur zu sichereren Wartungsaktivitäten führen, sondern auch zu erhöhter Systemverfügbarkeit und Anlagenrentabilität. Um zu erfahren, wie Sie Fluidsysteme in Ihrer Anlage sicher konfigurieren und Ihr Team in Best Practices schulen können, melden Sie sich für einen Swagelok Fluidsystem Essentials Trainingskurs an oder kontaktieren Sie Ihr lokales Swagelok Vertriebs- und Servicecenter.