Anlagentechnik:Doppelwandige Stellventile - Sicherer FlüssigkeitstransportAufgrund zunehmender Klimaschutzdebatten werden die vom Gesetzgeber beschlossenen Sicherheitsanforderungen für die Anlagentechnik verschärft. Dies gilt insbesondere für den Bereich wassergefährdender Medien. Um die Sicherheit von Tankanlagen zu erhöhen, hat Daume Regelarmaturen ein doppelwandiges Stellventil entwickelt. Dieses Ventil ist nach den Anforderungen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBT) konzipiert und hat eine DIBTZulassung, welche einer allgemein gültigen bauaufsichtlichen Zulassung für den Bereich der Lagertechnik entspricht. Bei der Entwicklung der doppelwandigen Armatur wurde darauf geachtet, dass der benötigte Bauraum so gering wie möglich ist. Zudem kann beim Einsatz dieser Bauform auf die früher geforderte Betonwanne verzichtet werden. Aufgrund der modifizierten Gehäusebauform ergibt sich ein erhöhter Durchsatz bei gleicher Nennweite.

Grundprinzip

Das Prinzip ist denkbar einfach. Um die Baugröße der Armatur so klein wie möglich zu halten, wird in möglichst kurzem Abstand um die drucktragende Hülle der Armatur eine zweite Hülle gelegt. Der entstandene Raum zwischen der inneren und der äußeren Hülle ist dabei im Regelfall vom Medium unberührt und kommt erst im Versagensfall der inneren drucktragenden Hülle zum Einsatz. Durch das neuartige Doppelwandprinzip können gleich mehrere sicherheitsrelevante Aspekte gelöst werden. Mit der Armatur ist der zuverlässige Einschluss so gut wie aller flüssigen und gasförmigen Stoffe gewährleistet. Anders als bei einer offenen Betonwanne ist auch das Ausdampfen von leicht flüchtigen Stoffen nicht möglich.

Automatische Überwachung auf Leckagen

Neben dem Auffangen des Mediums ermöglicht die Verwendung von Doppelwandventilen zusätzlich die Identifizierung von Leckagen vor Austritt des Mediums in die Umwelt. Die entsprechenden Sicherungsmaßnahmen werden über die Sicherheitsstellung des Ventils automatisch eingeleitet. Als Sicherheitsstellung kann dabei, je nach Anwendungsfall, „fail close“ oder „fail open“ gewählt werden. Da sich alle innerhalb des Doppelwandbereiches befindlichen Armaturen, Flansche und Rohrleitungen automatisch selbst überwachen, kann auf den bisher üblichen so genannten „Schnüffeltest“ verzichtet werden. Ein nicht unerheblicher Kostenpunkt, wenn man bedenkt, dass eine typische Raffinerie ein Überwachungsvolumen von ca. 12.000 Ventilprüfungen im Vierteljahr zu bestreiten hat. Dieser Umstand ist besonders interessant, da gerade die Leckagen von Armaturen und Flanschen mit ca. 65 % den größten Anteil aller flüssigen und diffusen gasförmigen Emissionen in chemischen und petrochemischen Anlagen ausmachen.

Verwendungsmöglichkeit unabhängig von der Einbaulage

Anders als bei bisherigen Systemen spielt hier die Einbaulage der Armatur praktisch keine Rolle mehr. Der Grund hierfür ist wiederum der Doppelmantel, welcher die gesamte Armatur, samt Anschlussflanschen und nicht nur, wie bisher üblich, den unteren Teil der Armatur umschließt. Dies ermöglicht eine weit größere Flexibilität bei der Wahl des Installationsortes sowie den Verzicht von Zusatzgeräten zum Abpumpen des Behälters.

Innere Leckage ausgeschlossen

Um den Risikofaktor Spindeldichtung auszuschließen, werden Doppelmantelventile grundsätzlich mit Metallfaltenbälgen zusätzlich zur sonst üblichen Stopfbuchspackung ausgestattet. Neben der Dichtigkeit nach Außen ist auch die so genannte „Innere Leckage“, also die Undichtheit des Dichtkörpers (Ventilkegel) von Interesse. Durch Aufbringen eines Prüfdruckes zwischen zwei geschlossenen Armaturen kann eine mögliche Leckage signalisiert werden. Dieser Prüfzyklus wird unmittelbar nach jedem Schließvorgang durchgeführt und auch im geschlossenen Zustand in vorgegebenen Zeitabständen automatisch wiederholt. Erst durch diese zweite Überwachung kann von einem völlig leckagesicheren Gesamtsystem gesprochen werden.

Kontinuierliche Optimierung

Daume Regelarmaturen beschäftigt sich mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Optimierung doppelwandiger Armaturen. Während zunächst gebräuchliche einwandige Armaturen lediglich mit einer zweiten Hülle umkleidet wurden, sind die jüngeren Versionen speziell auf die Bedürfnisse dieser neuen Armaturengruppe ausgerichtet. So sind die aktuellen Doppelmantelarmaturen in der Regel leichter, strömungsgünstiger und wartungsfreundlicher. Der Durchbruch im Bereich der Doppelwandarmaturen erfolgte mit der dünnwandigen Armatur vom „Typ 600“. Mittels der Gehäusebauart „TeBo“ (T-Stück-Bogen) gelang es erstmals eine durchgängig dünnwandige Gestaltung des Doppelmantels zu realisieren. Die neu entwickelten Doppelwandventile sind äußerst wartungsfreundlich. Die komplette Innengarnitur der Armatur ist herausnehmbar und damit austauschbar. Damit sind sowohl die Dichtung des Ventilkegels als auch alle weiteren Verschleißteile kurzfristig auswechselbar und können so an den jeweiligen Stoffstrom angepasst werden.

Verschiedene Ausführungen

Um eine Beständigkeit selbst gegenüber aggressivsten Medien zu gewährleisten, werden für Innen-, und Außenmantel sowie für die Innengarnitur und alle drucktragenden Schraubenverbindungen ausschließlich Edelstahlwerkstoffe verwendet. Dank eines wetterfesten pneumatischen Antriebes und einer nach außen geschützten Spindelführung können die Armaturen bedenkenlos direkt im Freien aufgestellt werden. Praktischen Einsatz finden die Doppelmantelventile schon als Absperrarmatur doppelwandiger Lagerbehälter bei führenden Behälterbauern. Die Besonderheit hier ist, dass die Armatur nicht wie bisher vorgeschrieben oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist, sondern erstmals am unteren Auslauf doppelwandiger Behälter zum Einsatz kommt. Diese Installationsweise war bis vor kurzem noch tabu, da der Grundsatz „keine Öffnungen in doppelwandigen Behältern unterhalb des Flüssigkeitsspiegels“ galt. Da mit dieser Variante auf kostspielige und wartungsintensive Tauchpumpensysteme zum Entleeren des Behälters verzichtet werden kann, ergeben sich für den Anwender handfeste Kostenvorteile. Für die vorstehende Einsatzform stehen standardmäßig zwei Grundtypen mit pneumatischem Stellantrieb sowie dem Nennweitenbereich DN40 bis DN125 zur Verfügung. Selbstverständlich ist auch die Adaption von Anbauteilen wie Endlagenschalter und Pilotmagnetventil (auch in Eex-Ausführung) sowie eines Druckminderers zur Reduzierung des Steuerluftdruckes möglich. Konstruktion und Montage der Armaturen erfolgt nach dem Baukastenprinzip. So ist es möglich, die wichtigsten Komponenten für die gebräuchlichsten Anwendungen vorrätig zu halten. Dies gilt insbesondere für die verwendeten Armaturengehäuse. Zudem entfällt die Notwendigkeit, die Armaturen einzeln durch den TÜV abnehmen zu lassen, da für die verwendeten Komponenten eine Baumusterprüfung (DIBt-Zulassung) erfolgt ist.