Betreiber streben eine 100-prozentige Zuverlässigkeit ihrer Anlagen bei maximaler Durchsatzleistung und ohne ungeplante Ausfallzeiten an. Ingenieure verlassen sich hierzu seit Langem auf Berstscheiben, die unerwünschte Über- oder Unterdrücke schnell und zuverlässig entlasten.
Die ersten Berstscheiben waren dabei sehr einfach: flache Metallelemente, die zwischen Flansche installiert wurden und durch Sollbruchstellen bei entsprechendem Druck ansprachen. Im Laufe der Jahre haben sich Qualität und Zuverlässigkeit von Berstscheiben immens verbessert. Fast alle früher vorhandenen, negativen Eigenschaften wie Lochbohrungen, Leckagen, vorzeitiger Ausfall und häufiges Ersetzen wurden nahezu komplett beseitigt. Der folgende Artikel trennt die Mythen von den Fakten.
Hohe Leckagerate bei Berstscheiben – ist das die Realität?
Mechanisch gekerbte Bertscheiben können durch mechanisch induzierte Beanspruchungen, Korrosion, Vibration und falsche Einbautechniken beschädigt werden, welches zur Undichtigkeiten entlang der Sollbruchstellen führt. Ein Hauptanliegen der Anlagenbesitzer in den Bereichen Öl, Gas und Chemie ist es, Medienverluste durch solche Leckagen auszuschließen.
Hochwertige Berstscheiben werden deshalb nicht mechanisch gekerbt. Ein Beispiel: Die Umkehr-Berstscheibe Kub. Der Berstdruck wird durch einen Laserschnitt auf der prozessabgewandten Seite gesteuert, wobei die glatte Oberfläche der Dichtmembran dem Prozess zugewandt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Berstscheibe nicht von den Prozessmedien beeinträchtigt wird und während des Normalbetriebs keine Sollbruchstellen geschwächt werden. Zudem ist die Bauweise der Kub so robust, dass sie trotz hoher Druckzyklen nicht ermüdet, was zu Leckagen führen könnte.
Ein falsches Handling mancher Berstscheibentypen kann zu Beschädigungen führen, die wiederum eine undichte Stelle innerhalb des Prozesses erzeugen können. Drehmomentunabhängige Konstruktionen wie die Kub beseitigen dieses Problem. Solche Lösungen bieten im Vergleich eine längere Lebensdauer, was flüchtige Emissionen durch austretende Gase erheblich verringert und den Mythos beseitigt, dass Berstscheiben innerhalb eines Prozesses undichte Stellen erzeugen.
Fallen Berstscheiben häufig vorzeitig aus?
Für die meisten Betreiber ist die Materialermüdung ein echtes Problem – insbesondere für diejenigen, die Betriebssysteme unter harten, stark zyklischen Bedingungen betreiben. Fallen Berstscheiben vorzeitig aus, führt das zu ungeplanten Stillständen und Produktionsausfällen.
Durch die Entwicklung nach dem Euler’schen Gesetz kann die Kub solchen Belastungen standhalten – im Gegensatz zu anderen Lösungen und früheren Konstruktionen, bei denen im Metall eine Schwachstelle eingearbeitet ist, durch die die Scheibe in einer Überdrucksituation bersten kann. Da es auf der Kub keine spezifische Schwachstelle gibt, ermüdet sie bei hohen Druckzyklen nicht, was die Lebensdauer der Scheibe steigert. Moderne Berstscheiben widerlegen damit den Mythos, dass sie häufig versagen.
Wie oft müssen Berstscheiben ausgetauscht werden?
Ausfallzeiten von Anlagen im Zusammenhang mit dem Auswechseln von Berstscheiben können zu kostspieligen Prozessineffizienzen führen. Bei älteren Konstruktionen kommt es oft zu vorzeitigem Ansprechen der Berstscheibe und häufigem Austauschen. Mechanisch eingekerbte Lösungen können durch schlechte Handhabung leicht an der Wölbung beschädigt werden, worunter ihre Funktion beeinträchtigt wird. Dies führte dazu, dass die Berstscheibe nicht in ihrer vorgesehenen Bersttoleranz anspricht.
Die Kub zeichnet sich durch eine hohe Robustheit aus. Bei Neuinstallationen oder Auswechslungen wird die Berstscheibe deshalb nicht beeinträchtigt, wenn die Berstmembran versehentlich fallen gelassen oder berührt wird. Das robuste Design erlaubt es Betreibern zudem, den Prozess nach dem Herunterfahren so schnell wie möglich wieder zum Laufen zu bringen. Es besteht keine Gefahr, dass dabei der Berstdruck beeinträchtigt wurde und der Prozess kurz nach dem Neustart ausfällt.
Die Kub kann nach Wartungen einfach und sicher wieder in die Halterung eingesetzt werden, was eine längere Lebensdauer und geringere Wiederbeschaffungskosten zur Folge hat. Bei drehmomentunabhängigen Ausführungen werden keine Beißringdichtungen, sondern eine Metall-auf-Metall-Dichtung eingesetzt. Auf diese Weise kann die Berstscheibe nach routinemäßiger Wartung sicher wiederverwendet werden. Unnötige Kosten für Ersatzberstscheiben, bei denen nach jeder Inspektion eine neue Berstscheibe gekauft werden müsste, lassen sich damit reduzieren.
Wartungen zu reduzieren und zu verbessern, spielt eine entscheidende Rolle für die Anlageneffizienz. Moderne Lösungen, die schwer zu beschädigen sind und selbst bei hohen Betriebsdrücken nicht zur Ermüdung neigen, maximieren die Lebensdauer der Berstscheibe vor Ort und senken gleichzeitig die laufenden Kosten für den Austausch. Regelmäßiges Auswechseln der Berstscheiben gehört damit der Vergangenheit an.
