De gevolgschade bij explosies wordt vaak onderschat, maak de juiste keuze voor drukbeveiliging.
Op leidingen en toestellen die onder druk staan moet een beveiligingssysteem worden ingezet om mens, installatie en omgeving te beschermen tegen overdruk. Dat geldt ook voor de druk die ontstaat door een explosie. Daarbij is een voorziening nodig om in een gesloten systeem, bij een vooraf ingestelde druk, een opening te creëren waardoor de druk kan ontsnappen en wel direct als dit nodig is.
Vooral bij explosies is de gevolgschade aan installatie, gebouw en mens soms enorm. In de dagelijkse praktijk merk ik door uitspraken als: ‘Dat gebeurt bij ons niet’ of ‘Er is nog nooit iets gebeurd’, dat dit toch wel wordt onderschat. In deze blog vergelijk ik het explosiepaneel en de breekplaat, beide geschikt als beveiligingssysteem bij druk.
Grote tanks
Een breekplaat of een explosiepaneel is de meest toegepaste methode om personen en installaties te beveiligen tegen de gevaren van mogelijke overdruk bij damp- en stofexplosies. Ze worden vooral toegepast in silo’s, tanks en grote uitlaat/afvoer systemen en zorgen bij toenemende overdruk voor drukontlasting waardoor schade aan de installatie wordt voorkomen. Explosiepanelen zijn niet fragmenterend en kunnen al in werking treden bij ultra-lage drukken, denk aan 0.02 bar. De panelen worden in een frame gemonteerd en worden in diverse uitvoeringen geleverd, variërend van vierkant, rechthoekig, rond, plat tot koepelvormig (domed).
Eenmalig gebruik
Een breekplaat bestaat uit een dunne metalen plaat of membraam die tussen twee houderflenzen (inlaat en uitlaat) wordt geplaatst. De plaat is zo geconstrueerd dat deze op een vooraf bepaalde druk zal openbarsten zodat het medium langs de vrijgekomen opening door de leiding of uitlaat wordt afgevoerd. Een breekplaat kan maar één keer worden gebruikt maar de houder is wel herbruikbaar. Een breekplaat heeft veiligheid als primaire functie, omdat hij beveiliging biedt op over- en/of onderdruk. Als secundaire functie is de breekplaat een aanvulling op een veiligheidsafsluiter. Breekplaten zijn altijd rond van vorm, in diameter variërend van 1/4” tot 32” en geschikt voor breekdrukken van 0,03 tot 2100 barg. Er zijn diverse type breekplaten: reverse acting, forward acting, composite, sanitair, grafiet. Elk type heeft zo zijn eigen specifieke eigenschappen of toepassing. Breekplaten zijn niet fragmenterend, met uitzondering van grafiet. Breekplaten worden meestal in houders gemonteerd en zo tussen aansluitflenzen gemonteerd, er zijn ook breekplaten welke direct tussen flenzen geplaatst kunnen worden, dit bespaart maar zeker ook extra gewicht. Breekplaten worden veelal in leidingsystemen gebruikt, wanneer de plaat breekt wordt de druk afgeblazen naar het uitlaatsysteem of de atmosfeer in geblazen. Wanneer u wilt weten of een breekplaat is gebroken kunt u gebruik maken van breekdetectie, deze detecteert wanneer de plaat breekt en geeft optisch of akoestisch signaal.
Voor- en nadelen
Een breekplaat heeft ten opzichte van een veiligheidsklep een aantal voordelen:
- Prijs: Een breekplaat is veelal goedkoper dan een veiligheidsklep, zeker in geval van corrosiebestendige materialen.
- Onderhoud: Een breekplaat is eenvoudig uitgevoerd, heeft geen bewegende onderdelen en vraagt dus nauwelijks onderhoud.
- Afmeting & Gewicht: De constructie is relatief licht en heeft, inclusief de houder, een relatief kleine inbouwmaat.
- Afdichting: De afdichting is beter dan de zitting van een veiligheidsklep.
- Responstijd: Wellicht het belangrijkste aspect in het geval van een drukstijging: de breekplaat heeft een zeer korte responstijd voor volledige opening, namelijk enkele milliseconden.
Daartegenover staat dat een breekplaat slechts éénmaal kan worden gebruikt. Om alle nadelen op te sommen:
- Eenmalig gebruik: Bij vervanging is de houder wel herbruikbaar, maar na het openbarsten en de drukontlasting is er geen hersluiting mogelijk zoals bij een veiligheidsklep en bovendien dient dat gedeelte van de installatie te worden afgesloten om verder te kunnen werken.
- Vooraf ingestelde procesdruk: Als de procesdruk wijzigt, moet de breekplaat worden vervangen door één met de juiste breekdruk.
- Fragmentatie: Als er bij het openbarsten metaalstukjes afscheuren (fragmentatie) en in de leiding terechtkomen, dan kunnen deze schade toebrengen aan de veiligheidsklep of andere toestellen in de leiding.
- Afzetting van medium: Afzetting of kristallisatie van product op de breekplaat zal de breekdruk beïnvloeden. Dit kan worden opgelost door de breekplaat in te bouwen in een behuizing zodat het medium er onderlangs stroomt en aldus de oppervlakte permanent vrijhoudt of schoon veegt. In dat laatste geval spreekt de Engelse benaming ‘cleansweep assembly’ voor zich. Dit type wordt ook voor heel viskeuze vloeistoffen gebruikt.
- Mogelijke afwijking van gewenste breekdruk: Een mogelijk nadeel is dat de afwijking van de gewenste breekdruk bij breekplaten ± vijf procent is, terwijl dit bij veiligheidskleppen eerder ± drie procent bedraagt. Nauwkeuriger breekplaten zijn mogelijk maar veel duurder.
Deskundig advies
De keuze voor een explosiepaneel of een breekplaat is afhankelijk van vele factoren. Niet alleen de procescondities spelen een rol maar ook het onderhoud, de TCO ofwel Total Cost of Ownership en niet in de laatste plaats de locatie van de drukontlasting. Met deze blog heb je al wat informatie om een eerste indruk te krijgen van de (on-)mogelijkheden. Voor een veilig proces is het slim een specialist in te schakelen om met je mee te denken.
