Vacuüm, ook wel onderdruk genoemd, is een veelvoorkomende procesconditie. Een breekplaat is een veiligheidsvoorziening die op verschildruk werkt; alleen in overdruk of in onderdruk, maar een combinatie van over- en onderdruk is ook mogelijk. In dit blog lees je hoe een breekplaat volledig bestand kan zijn tegen vacuüm bij alle drukken. Als een breekplaat niet bestand is tegen vacuüm, dan zal de breekplaat op een andere druk dan de ingestelde breekdruk openen. Iets om in de gaten te houden bij het selecteren van een breekplaat.
Vertrouwen op ingestelde breekdruk
Wanneer een breekplaat in een systeem naast overdruk te maken krijgt met onderdruk of vacuümdruk, moet de breekplaat voor een betrouwbare werking worden ondersteund door een vacuümondersteuning, beter bekend als vacuümsupport. Dit is vrijwel altijd het geval bij een forward acting breekplaat. Reverse acting-breekplaten zijn wel bestand tegen de vacuümdruk.
Aan de hand van een voorbeeld leg ik hieronder uit wat er gebeurt als een breekplaat niet bestand is tegen vacuüm en op een andere druk dan de ingestelde breekdruk zal openen.
Voorbeeld: Een breekplaat zonder vacuümsupport, is vanuit de fabriek met 1,5 barg overdruk geleverd. Na installatie in het systeem, blijkt er een tegendruk van 0,6 barg aanwezig te zijn. Hierdoor zal de druk waarop de breekplaat breekt veranderen naar ca. 2,1 barg.
Omdat een breekplaat werkt op verschildruk, zal de breekplaat negatief (dus tegen de procesdruk richting in) breken, zeker als er geen overdruk aanwezig is, maar wel de 0,6 barg tegendruk. Door de veranderende breekdruk kan er dus een onveilige situatie ontstaan of een voortijdige breuk van de breekplaat vanuit vacuümzijde ontstaan.
Reverse acting-breekplaat
Breekplaten zijn er in diverse uitvoeringen. De meest hoogwaardige versie is de reverse acting-breekplaat. Bij deze breekplaatuitvoering staat de procesdruk gericht op de bolle zijde van de breekplaat. Door het ontwerp zijn reverse acting-breekplaten standaard bestand tegen vol vacuüm-procesomstandigheden.
Forward acting-breekplaat
Bij een forward acting breekplaat staat de procesdruk van het systeem gericht op de holle zijde van de breekplaat. Hierdoor is de breekplaat uitstekend bestand tegen overdruk, maar niet tegen onderdruk. Om dit type breekplaat ook geschikt te maken voor onderdruk, heb je vacuümondersteuning (of vacuümsupport) nodig.
Wat is vacuümondersteuning?
Vacuumondersteuning geldt alleen bij forward acting breekplaten en moet als zodanig als optie worden gezien, net als bijvoorbeeld breekdetectie. Een vacuümondersteuning of vacuümsupport is een metalen versterking aan de proceszijde van de breekplaat, zoals te zien op de foto. Deze toevoeging zorgt ervoor dat een breekplaat volledig vacuümbestendig is.
De vacuümsupport wordt als onderdeel van de breekplaat door de fabrikant geproduceerd. Deze wordt permanent, aan de proceszijde van de breekplaat bevestigd. De vacuümsupport moet vrij zijn van onvolkomenheden (deuken en bramen), wanst hierdoor zou een breekplaat niet goed kunnen functioneren.
De vacuümsupport is meestal met puntlassen aan de breekplaat bevestigd en wel zodanig dat deze nauw aansluit op de breekplaat. Bij vacuümdruk in het systeem wordt zodoende de kracht over de hele breekplaat overgebracht.
Wanneer de breekplaat breekt, zal de doorlaat en doorstroming, door de toegevoegde vacuümsupport, enigszins worden beperkt, ten opzichte van een breekplaat zonder vacuümondersteuning.
Mocht de in het systeem geïnstalleerde breekplaat op enig moment breken, door bijvoorbeeld een hogere piekdruk dan waarop de breekplaat is afgesteld, dan zal de breekplaat openklappen en de installatie beschermen tegen overmatige overdruk.
Als een breekplaat niet bestand is tegen vacuüm, dan zal de breekplaat op een andere druk dan de ingestelde breekdruk openen.
Bij het openklappen van een forward acting breekplaat zal in veel gevallen door de vacuümondersteuning de breekplaat niet volledig opengaan. Hierdoor wordt dus bij het afblazen van het medium het doorstroomoppervlak van de breekplaat beperkt. Dit kan ervoor zorgen dat de stromingsweerstand (Kr-waarde) hoger wordt wat weer gevolgen heeft voor het debiet. Hou hier wel rekening mee. De reverse acting-breekplaat heeft hier, door het ontwerp, geen last van.
Dit zijn belangrijke overwegingen bij het bepalen van het juiste type breekplaat voor verschillende procescondities.
