Recent was er een incident bij de FEP-fabriek van Chemours waarbij ongeveer 45 kilogram van de zeer zorgwekkende stof tetrafluorethyleen vrij kwam na het breken van een breekplaat die een leiding beschermde. Omdat het incident zich voordeed onder normale procesomstandigheden, riep dit bij mij vragen op. Hoe kon de breekplaat breken? En had dit voorkomen kunnen worden? In dit blog leg ik uit hoe een breekplaat kan falen en wat je kunt doen om de betrouwbaarheid te waarborgen.
Hoelang gaat een breekplaat mee?
Onder normale omstandigheden adviseer ik breekplaten om de 4 à 5 jaar preventief te vervangen. Breekplaten worden gemaakt van zeer dunne materialen, zoals 316 roestvrij staal, Monel, Inconel of Hastelloy C. Hoewel deze materialen zorgvuldig worden getest op sterkte en corrosiebestendigheid, is de levensduur afhankelijk van meerdere factoren, zoals werkdruk, procescondities en temperatuur.
Hieronder licht ik de belangrijkste factoren toe die de levensduur van een breekplaat kunnen beïnvloeden.
1. Werkdruk (operating pressure)
Elke breekplaat heeft een specifieke werkdruk, de zogenaamde operating ratio (OR). Deze bepaalt hoe dicht de procesdruk bij de nominale breekdruk mag liggen. Stel, een breekplaat heeft een nominale breekdruk van 10 barg met een breektolerantie van ±10% en een operating ratio van 90%. Dit betekent dat de werkdruk niet hoger mag zijn dan 8,1 barg (90% van 9 barg, rekening houdend met de tolerantie).
Een werkdruk boven deze limiet kan vermoeiing van het metaal veroorzaken, wat voortijdig falen tot gevolg kan hebben.
2. Procescondities
Bij processen met veel drukpulsaties is het belangrijk een geschikte breekplaat te kiezen. Een reverse acting-breekplaat is beter bestand tegen pulserende omstandigheden dan een forward acting-breekplaat. Het gebruik van een verkeerd type breekplaat kan leiden tot metaalvermoeiing en voortijdig falen.
3. Temperatuur
De temperatuur van het procesmedium heeft een grote invloed op de breekdruk van de breekplaat. Bij hogere temperaturen dan waarop de breekplaat is geproduceerd/getest, wordt het materiaal zwakker, waardoor de breekplaat eerder opent. Omgekeerd kan een lagere temperatuur leiden tot een te late breuk, met mogelijk ernstige gevolgen voor de installatie.
4. Corrosie
Het materiaal van de breekplaat moet compatibel zijn met het procesmedium om corrosie te voorkomen. Zelfs minimale corrosie kan de breekdruk van de breekplaat significant veranderen.
5. Montage en opslag
Een correcte montage is essentieel. Verkeerde aanhaalmomenten of een foutieve stroomrichting kunnen de prestaties van de breekplaat ernstig beïnvloeden. Ook de behandeling en opslag zijn van groot belang; beschadigingen aan de dome of zitting van de breekplaat kunnen resulteren in voortijdig falen.
6. Onderdrukcondities
Omstandigheden zoals tegendruk of condensatie aan de uitlaatzijde (lees: achter de breekplaat) kunnen ook de werking van een breekplaat beïnvloeden. Het is daarom belangrijk om deze factoren mee te nemen bij de selectie van een breekplaat.
Waarom preventief vervangen belangrijk is
De kosten en gevolgen van een voortijdig gebroken breekplaat zijn vaak veel hoger dan die van preventieve vervanging. Door breekplaten te vervangen tijdens gepland onderhoud minimaliseer je risico’s en waarborg je de veiligheid van je installatie.