Overdrukbeveiliging
Breekplaat, breekplug, veiligheidsklep of combinatie: zo bepaal je welke overdrukbeveiliging bij jouw proces past.
Overdrukbeveiliging: waar zoek je eigenlijk naar?
Overdrukbeveiliging is vaak het woord waarmee een zoektocht begint, nog voordat duidelijk is welk product er uiteindelijk in de leiding komt. Een projectleider krijgt uit een risicoanalyse de actie mee dat een vat beveiligd moet worden. Een onderhoudsmonteur vindt op een oude tekening alleen het woord beveiliging bij een aansluiting. Een inkoper moet een aanvraag uitzetten, maar weet niet of hij om een klep, een plaat of iets anders moet vragen. In al die gevallen is de functie duidelijk en het product nog niet. Deze pagina is precies voor dat moment bedoeld.
Het doel van overdrukbeveiliging is eenvoudig te omschrijven. Een drukvat, reactor of leiding is ontworpen voor een bepaalde maximale druk. Loopt de druk door een verstopping, thermische expansie, een procesafwijking of een foutieve afsluiting verder op, dan moet er een voorziening zijn die de druk afvoert voordat het apparaat bezwijkt. Hoe die voorziening eruitziet, verschilt per situatie. Grofweg zijn er vier routes: de breekplaat, de breekplug, de veiligheidsklep en een combinatie van breekplaat en veiligheidsklep.
Wij zijn bij Dutch Valve Vision gespecialiseerd in de niet-herstellende kant van dat spectrum. Als exclusieve agent van STRIKO voor Nederland, België en Luxemburg leveren wij breekplaten en breekpluggen, met de bijbehorende houders en breekdetectie. Maar een goed advies over overdrukbeveiliging begint niet bij ons assortiment. Het begint bij de vraag welk scenario je wilt afdekken en welke eigenschappen daarvoor nodig zijn. Daarom zetten we hieronder alle vier de vormen eerlijk naast elkaar.
Het scenario bepaalt de vorm van overdrukbeveiliging
Wie een vorm van overdrukbeveiliging kiest zonder eerst het scenario te benoemen, kiest in feite blind. Het maakt nogal uit of de druk in seconden oploopt of in uren, of het medium een schone damp is of een agressief zuur, en of het scenario eens in de zoveel jaar kan optreden of meerdere keren per maand. Een verstopping in een extruder bouwt de druk razendsnel op op een plek met weinig ruimte. Een vloeistof die in een afgesloten leidingdeel door zonlicht of proceswarmte opwarmt, zet langzaam uit. Een afsluiter die tijdens onderhoud per ongeluk wordt dichtgezet, veroorzaakt een drukstijging die afhangt van de pomp die erachter staat. Elk van die situaties vraagt een ander antwoord. Daarom stellen wij bij een vraag over overdrukbeveiliging altijd eerst de vraag terug: tegen welk scenario wil je je beschermen, hoe snel verloopt het en hoe vaak verwacht je het? Het antwoord daarop brengt de keuze vaak al terug tot één of twee vormen. De rest van de selectie is dan een kwestie van materiaal, maat en instelwaarde.
De breekplaat als overdrukbeveiliging
De breekplaat is de meest toegepaste vorm van niet-herstellende overdrukbeveiliging. Het is een gekalibreerde schijf die tussen flenzen of in een houder zit en bij een vooraf ingestelde breekdruk binnen milliseconden opent. Er zijn geen bewegende delen, geen veer en geen voeding. De plaat reageert puur op de druk.
Twee eigenschappen maken de breekplaat onderscheidend. De eerste is snelheid: omdat er niets mechanisch hoeft te bewegen, reageert een breekplaat sneller dan veel veiligheidsventielen. De tweede is lekdichtheid: tot het moment van barsten is een intacte breekplaat 100% dicht. Voor toxische, kostbare of milieubelastende media is dat vaak de doorslaggevende reden om voor deze vorm van overdrukbeveiliging te kiezen.
De keerzijde is net zo helder. Een breekplaat is eenmalig. Na activering blijft de opening open en moet de plaat worden vervangen, en het proces ligt dan meestal tijdelijk stil. Wie voor een breekplaat kiest, kiest dus ook voor een goede reservevoorraad en een duidelijke vervangprocedure.
Een breekplaat als overdrukbeveiliging staat zelden alleen. Bij pulserende druk, cyclische belasting of kritische posities adviseren wij een breekplaathouder, die de plaat correct positioneert, afdicht en reproduceerbaar belast. Wij leveren forward acting holders, reverse buckling holders en vacuum support holders, in materialen van koolstofstaal en RVS 316/316L tot duplex, Inconel en Hastelloy. Met breekdetectie erbij weet je bovendien direct wanneer de overdrukbeveiliging is aangesproken, in plaats van dat pas bij een routinecontrole te merken.
Binnen het STRIKO-programma dat wij leveren, vind je vlakke metalen breekplaten voor standaardtoepassingen, voorwaarts werkende metalen breekplaten voor hoge druk, achterwaarts werkende metalen breekplaten voor duurzaamheid, aseptische uitvoeringen voor farma en voeding, extruder breekplaten en breekplaten voor tankcontainers. Onze standaard metalen breekplaat is gemaakt van 316 RVS, met Hastelloy en titanium als opties. Voor sterk agressieve media leveren wij daarnaast grafiet breekplaten van DN25 tot DN400. Wie wil weten hoe een breekplaat precies werkt en welke uitvoering bij welk proces hoort, vindt dat uitgebreid op onze pagina over de breekplaat.
De breekplug: compacte overdrukbeveiliging
Niet elke positie heeft ruimte voor een flensverbinding met een houder. In een extruder, een pomp of een compacte leiding is die ruimte er vaak simpelweg niet. Daar komt de breekplug in beeld. Een breekplug is een niet-herstellend drukontlastingscomponent dat meestal via een schroefdraadverbinding wordt gemonteerd. In de plug zit een gekalibreerd breekelement dat bij overschrijding van de ingestelde grenswaarde gecontroleerd bezwijkt.
Net als een breekplaat heeft een breekplug geen bewegende delen, is hij gas- en vloeistofdicht tijdens normaal bedrijf, opent hij direct en volledig en moet hij na activering altijd worden vervangen. Het verschil zit vooral in de vorm en de inbouw. Bij een breekplug speelt temperatuur bovendien een grote rol: bij hogere temperaturen kan de effectieve breukdruk afnemen. Selectie gebeurt daarom op basis van de maximale toelaatbare druk, de werkdruk inclusief pieken en de temperatuur tijdens het kritische scenario.
In de extrusie en polymeerverwerking is de breekplug een beproefde fail-safe. Bij een verstopping of onverwachte viscositeitsverandering kan de druk daar razendsnel oplopen, en de breekplug beschermt dan schroef, cilinder en afdichtingen. Ook in waterstof- en ammoniaktoepassingen worden breekpluggen ingezet als onderdeel van een zorgvuldig ontworpen concept voor overdrukbeveiliging. STRIKO breekpluggen zijn beschikbaar in verschillende materiaalcombinaties, zoals RVS en speciale legeringen.
De veiligheidsklep als herstellende overdrukbeveiliging
De veiligheidsklep werkt op een ander principe. Een veer houdt de klep dicht tot de druk de ingestelde waarde overschrijdt. Dan opent de klep, blaast af en sluit weer zodra de druk voldoende is gedaald. Dat maakt de veiligheidsklep herstellend: het proces kan na een drukpiek vaak gewoon doorlopen.
Dat is een groot voordeel in installaties waar drukpieken regelmatig voorkomen of waar stilstand zeer kostbaar is. Daar staat tegenover dat een veiligheidsklep periodiek onderhoud en afstelling vraagt en dat slijtage van de zitting kan leiden tot kleine lekkages. Bij een agressief of kostbaar medium kan juist die lekkage een probleem zijn. Een veiligheidsklep reageert bovendien minder direct dan een breekplaat, omdat er mechanisch iets moet bewegen.
Onze eigen focus binnen overdrukbeveiliging ligt op breekplaten en breekpluggen. Maar in veel installaties zit al een veiligheidsklep, of is die om procesredenen de logische keuze. Dan kijken wij graag mee hoe een breekplaat die klep kan aanvullen.
Overdrukbeveiliging voorkomt dat een drukvat of leiding bezwijkt door te hoge druk, met een breekplaat, een breekplug, een veiligheidsklep of een combinatie daarvan. Een breekplaat en breekplug openen eenmalig en zijn tot dat moment volledig dicht, een veiligheidsklep sluit weer na ontlasting. Dutch Valve Vision levert STRIKO breekplaten en breekpluggen en adviseert over de juiste vorm.
Combinatie van breekplaat en veiligheidsklep
De vierde vorm van overdrukbeveiliging combineert het beste van beide. Een breekplaat wordt direct voor de veiligheidsklep geplaatst, aan de proceszijde. Zolang er geen overdruk is, houdt de breekplaat het medium volledig weg van de klep. De klep staat dus niet bloot aan corrosief of vervuilend medium en kan ook niet lekken naar buiten. Bij overdruk opent eerst de breekplaat, waarna de klep het afblazen overneemt en na het dalen van de druk weer sluit.
Deze combinatie is populair bij agressieve media, waar een veiligheidsklep zonder bescherming snel zou worden aangetast, en bij media waarbij geen enkele emissie acceptabel is. Het vraagt wel om een doordacht ontwerp. De ruimte tussen breekplaat en klep moet bewaakt worden, want als daar door een klein lek druk opbouwt, verandert het drukverschil over de breekplaat en daarmee het moment waarop hij opent. Breekdetectie en een lekdetectiepoort in de houder zijn hier waardevolle hulpmiddelen. Onze houders kunnen worden uitgevoerd met leak detection ports, en een breekdetectie sensor meldt via een elektrische lus of magnetische detectie direct aan PLC, SCADA of DCS dat de breekplaat open is.
Onderhoud aan een gecombineerde overdrukbeveiliging
Een gecombineerde overdrukbeveiliging verandert ook het onderhoud. Omdat de breekplaat de veiligheidsklep afschermt van het medium, blijft de klep schoner en is de kans op aantasting van zitting en veer kleiner. Dat maakt inspectie en afstelling van de klep voorspelbaarder. De breekplaat zelf vraagt geen onderhoud, maar wel periodieke controle van de installatiecondities en van de ruimte tussen plaat en klep. Na een activering vervang je de breekplaat en inspecteer je de klep, die dan wel met het medium in aanraking is geweest. Stel je een installatie voor waar de klep tijdens een geplande stop wordt gereviseerd. Met een breekplaat ervoor kan dat zonder dat er medium in het klephuis staat, wat het werk veiliger en schoner maakt. Leg voor zo’n combinatie per positie vast welke plaat, welke houder en welke klep bij elkaar horen, zodat bij vervanging geen verwarring ontstaat.
Welke overdrukbeveiliging past bij welke situatie?
Hoe kies je nu tussen deze vier vormen? Wij kijken naar een handvol vragen. Hoe vaak verwacht je dat de beveiliging moet aanspreken? Is het medium toxisch, kostbaar of corrosief? Hoeveel inbouwruimte is er? Hoe snel loopt de druk op in het maatgevende scenario? En wat kost een onverwachte stilstand?
Een paar herkenbare situaties maken dat concreet. Een reactor met een toxisch medium en een zeldzaam, maar snel scenario zoals een op hol geslagen exotherme reactie: daar wijst alles naar een breekplaat, bij voorkeur met detectie. Een extruder waar een verstopping de druk in korte tijd laat oplopen en weinig ruimte is: dat is het domein van de breekplug. Een stoom- of utilityleiding waar kleine drukpieken regelmatig voorkomen en het medium onschuldig is: daar is een herstellende veiligheidsklep vaak logisch. En een leiding met een corrosief medium waar toch een klep gewenst is, omdat het proces na een piek moet kunnen doorlopen: daar komt de combinatie van breekplaat en veiligheidsklep in beeld.
Bij de keuze zien wij ook regelmatig dezelfde valkuilen. Overdrukbeveiliging selecteren op alleen de ontwerpdruk, zonder naar temperatuur en drukpieken te kijken, is de bekendste. Een breekplug of breekplaat zien als vervanging voor alle veiligheidsventielen zonder onderbouwing is een tweede. En na een proceswijziging vergeten de bestaande beveiliging opnieuw te beoordelen is een derde. Een goede overdrukbeveiliging is eenvoudig in werking, maar nooit plug-and-play zonder engineering.
De keuze in drie stappen
Wie het overzichtelijk wil houden, kan de keuze in drie stappen maken. Stap één is de vraag of het proces na een activering door moet kunnen draaien. Is het antwoord ja en is het medium onschuldig, dan ligt een herstellende veiligheidsklep voor de hand. Is het antwoord ja maar is het medium agressief of mag er niets lekken, dan kom je uit bij de combinatie van breekplaat en klep. Stap twee geldt voor de niet-herstellende route: is er ruimte voor een flensverbinding? Zo ja, dan is een breekplaat, al dan niet in een houder, de logische overdrukbeveiliging. Zo nee, of gaat het om een extruder of een compacte aansluiting, dan kijk je naar een breekplug. Stap drie is de verfijning: materiaal, werkingsrichting, temperatuur, vacuüm en detectie. Daar zit het echte engineeringwerk, en daar helpen wij je graag bij. Deze drie stappen vervangen geen risicoanalyse, maar ze geven wel richting aan het gesprek.
Overdrukbeveiliging aanvragen bij Dutch Valve Vision
Dutch Valve Vision is de exclusieve agent van STRIKO Verfahrenstechnik voor Nederland, België en Luxemburg. STRIKO is sinds 1974 actief in breekplaten en werkt volgens de filosofie van testen, evalueren en herkalibreren. Wij leveren breekplaten, breekpluggen, breekplaathouders en breekdetectie, en werken volgens een ISO 9001-gecertificeerd kwaliteitsmanagementsysteem, gecertificeerd door KIWA. Onze houders zijn ontworpen conform ASME Section VIII, EN ISO 4126 en PED 2014/68/EU.
Weet je nog niet precies welke overdrukbeveiliging je nodig hebt? Dat is geen probleem. Beschrijf ons het apparaat dat beveiligd moet worden, het medium en de samenstelling, de bedrijfsdruk met pieken, de gewenste breukdruk, de temperatuur bij normaal bedrijf en in het scenario, de aansluiting en de inbouwruimte. Mail naar sales@dutchvalvevision.com of bel ons op werkdagen tussen 09:00 en 17:00. Wij adviseren welke vorm past en welk STRIKO-product daarbij hoort.
Wat wij nodig hebben voor een passende keuze
- Medium en samenstelling
- Bedrijfsdruk en drukpieken
- Gewenste breekdruk
- Temperatuur, normaal en in het scenario
- Aansluiting en inbouwruimte
Veelgestelde vragen over overdrukbeveiliging
Breekplaat, breekplug, veiligheidsklep of combinatie: zo bepaal je welke overdrukbeveiliging bij jouw proces past.
Wat is het verschil tussen herstellende en niet-herstellende overdrukbeveiliging?
Herstellende overdrukbeveiliging sluit weer zodra de druk voldoende is gedaald. De veiligheidsklep is daarvan het bekendste voorbeeld. Niet-herstellende overdrukbeveiliging opent eenmalig en blijft daarna open. Breekplaten en breekpluggen vallen in die categorie. Het voordeel van niet-herstellend is dat het component tot het moment van openen volledig dicht is en geen bewegende delen heeft. Het nadeel is dat vervanging nodig is en het proces meestal tijdelijk stilligt. Herstellende beveiliging laat het proces doorlopen, maar vraagt onderhoud en kan kleine lekkages vertonen. Welke vorm past, hangt af van medium, scenario en de gevolgen van stilstand.
Wanneer is een breekplaat de beste overdrukbeveiliging?
Een breekplaat is vaak de beste keuze wanneer lekdichtheid en snelheid voorop staan. Denk aan toxische, kostbare of milieubelastende media, waar geen emissie acceptabel is. Ook bij scenario’s waarin de druk zeer snel oploopt, zoals een op hol geslagen reactie, is een breekplaat sterk. Hij opent binnen milliseconden en heeft geen bewegende delen die kunnen haperen. Bij corrosieve media bieden grafiet breekplaten een oplossing zonder coating. Een breekplaat is minder geschikt als het proces na elke drukpiek door moet kunnen draaien. In dat geval kan een combinatie met een veiligheidsklep uitkomst bieden. Op onze pagina over de breekplaat lees je meer over de uitvoeringen.
Waar wordt een breekplug voor gebruikt?
Een breekplug is een compacte vorm van niet-herstellende overdrukbeveiliging. Hij wordt meestal met een schroefdraadverbinding gemonteerd in een leiding, extruder, pomp of drukvat. Daardoor past hij op plekken waar geen ruimte is voor een flensverbinding met houder. In extruders is de breekplug een beproefde fail-safe tegen verstopping en viscositeitsveranderingen. Ook in waterstof- en ammoniaktoepassingen worden breekpluggen ingezet. Bij selectie speelt temperatuur een grote rol, omdat de breukdruk bij hogere temperatuur kan dalen. Na activering moet een breekplug altijd worden vervangen. Wij leveren STRIKO breekpluggen in verschillende materiaalcombinaties.
Waarom zou ik een breekplaat voor een veiligheidsklep plaatsen?
Een breekplaat voor een veiligheidsklep beschermt de klep tegen het procesmedium. Bij corrosieve of vervuilende media blijft de klep daardoor schoon en onaangetast. Daarnaast voorkomt de breekplaat dat er via de zitting van de klep medium naar buiten lekt. Bij overdruk opent eerst de breekplaat en neemt de klep het afblazen over. Na het dalen van de druk sluit de klep weer, zodat het systeem niet volledig openligt. Let wel op de ruimte tussen plaat en klep, want drukopbouw daar beïnvloedt het openingsmoment van de breekplaat. Een lekdetectiepoort of breekdetectie helpt die ruimte te bewaken. Wij stemmen de breekplaat af op de klep die in jouw installatie zit.
Kan een breekplaat een veiligheidsklep volledig vervangen?
Soms wel, maar niet zonder onderbouwing. Een breekplaat heeft duidelijke voordelen, zoals lekdichtheid, snelheid en het ontbreken van onderhoud aan bewegende delen. Maar hij sluit niet opnieuw, dus elke activering betekent vervanging en meestal stilstand. In een proces waar drukpieken regelmatig voorkomen, is dat onpraktisch. Een breekplaat of breekplug zien als vervanging voor alle veiligheidsventielen zonder analyse is dan ook een bekende fout. De juiste keuze volgt uit het scenario, de frequentie van drukpieken en de eigenschappen van het medium. In een HAZOP of safety study komen die punten samen. Wij denken graag mee in zo’n studie.
Welke rol speelt temperatuur bij overdrukbeveiliging?
Temperatuur beïnvloedt de druk waarbij een breekplaat of breekplug opent. Bij hogere temperaturen kan de effectieve breukdruk afnemen, afhankelijk van materiaal en ontwerp. Daarom is de normale bedrijfstemperatuur niet genoeg als uitgangspunt. Wij rekenen met de temperatuur tijdens het kritische scenario, zoals een brand of een uit de hand lopende reactie. Ook het materiaal van de plaat en de houder hangt mede af van de temperatuur. Achterwaarts werkende uitvoeringen presteren beter bij hoge temperaturen. Een selectie op alleen de ontwerpdruk, zonder temperatuuranalyse, is een van de meest gemaakte fouten. Geef bij je aanvraag daarom altijd beide temperaturen door.
Hoe weet ik dat mijn overdrukbeveiliging is aangesproken?
Bij een breekplaat of breekplug is dat zonder hulpmiddel niet altijd direct zichtbaar. Een geopende plaat kan onopgemerkt blijven tot een routinecontrole. Daarom adviseren wij bij veiligheidskritische posities breekdetectie. Een breekdetectie sensor bewaakt de plaat via een elektrische lus of magnetische detectie. Zodra de plaat opent, gaat er een signaal naar PLC, SCADA of DCS. Het proces kan dan automatisch worden stilgelegd en personeel gewaarschuwd. Fail-safe systemen melden ook een storing in de sensor zelf. Detectie is toepasbaar tot in ATEX-zones, mits de sensor daarvoor gecertificeerd is.
Welke gegevens moet ik aanleveren als ik niet weet welk product ik nodig heb?
Je hoeft de productnaam niet te weten om een goed advies te krijgen. Begin met een beschrijving van het apparaat dat beveiligd moet worden, zoals een reactor, tank, leiding of extruder. Vertel welk medium erin zit en wat de samenstelling is. Geef de bedrijfsdruk inclusief pieken en de maximale toelaatbare druk door. Vermeld de temperatuur bij normaal bedrijf en tijdens het scenario waartegen je wilt beveiligen. Verder helpen de aansluiting, de diameter en de beschikbare inbouwruimte. Als er al een veiligheidsklep in de installatie zit, noem die dan ook. Met die gegevens adviseren wij welke vorm van overdrukbeveiliging past.
Twijfel je welke overdrukbeveiliging je nodig hebt?
Beschrijf ons het apparaat, het medium, de bedrijfsdruk met pieken, de temperatuur en het scenario waartegen je wilt beveiligen. Wij adviseren welke vorm past en welk product daarbij hoort.
+31 (0)70-2210560 · sales@dutchvalvevision.com
Vlotlaan 641, 2681 TZ Monster · Ma-vr 09:00-17:00