Industriestoßdämpfer bremsen Sicherheitsventile

Überdruck in Raffinerierohren kann zu katastrophalen Folgen führen. Im unwahrscheinlichen Fall eines Überdrucks sind Sicherheitsventile deshalb in Bruchteilen von Sekunden zu öffnen. Der Einsatz von elektrischen Antrieben und Bremsen verbietet sich jedoch meist, da kleinste Funken bereits zu Explosionen führen können. Pneumatische Antriebe sind normalerweise zu langsam und bergen aus diesem Grund ähnliche Risiken. Den Unternehmen Doedijns Group International (DGI) und ACE Stoßdämpfer GmbH gelingt es, diese Gefahren durch eine maßgeschneiderte Lösung zu bannen.


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Von der Doedijns Group International (DGI) für ein Kompressorpaket konstruierter Aktor. In dessen Inneren bremsen die mittig montierten Industriestoßdämpfer von ACE im Notfall die Kolbenstange des Pneumatikzylinders. Die Kompressoren werden in einer arabischen Erdgasraffinerie eingesetzt.

Wo Erdgas mit hohem Druck komprimiert und mit hohen Temperaturen durch Rohrleitungen geschickt wird, kann es in mehrfacher Hinsicht schon mal heiß werden. So auch in einer Raffinerie in Yanbu, der zweitwichtigsten Hafenstadt von Saudi-Arabien. Auch wegen der Entzündbarkeit des zu transportierenden Mediums verdichten explosionsgeschützte Kompressoren das Gas und verflüssigen es. Die Kompressoren sind dafür da, den Druck in den Rohren zu regulieren: Ist der Druck zu niedrig, schalten sie ein, ist der Druck zu hoch, schalten sie ab oder in den Freilauf. Damit die Kompressoren den gewünschten Arbeitsdruck möglichst gleichmäßig aufrechterhalten und zugleich optimal gegen Überdruck geschützt sind, entwickelt das niederländische Unternehmen DGI pneuma- tische Aktoren, stellt diese in den eigenen Fertigungshallen her und liefert sie an Raffinerien in der ganzen Welt. Falls dort die Pneumatiksteuerung einmal ausfällt oder beschädigt wird, sind zur Sicherheit der Anlage diese Aktoren für die Erzeugung von zusätzlichem Volumen verbaut. Zudem kommen in Kombination mit diesen Modulen hydraulische Industriestoßdämpfer zum Einsatz. Letztgenannte haben in dieser maßgeschneiderten Konstruktion hauptsächlich die Aufgabe, die Energie aufzunehmen, die im Falle von Überdruck durch das Öffnen der Sicherheitsventile entsteht. Die Stoßdämpfer bremsen dabei zuverlässig die Kolbenstangen der Pneumatikzylinder, die für das Öffnen zuständig sind.

Spezielle Sicherheitsventile ermöglichen 50-Mal schnellere Öffnungszeiten

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Die Pneumatiksteuerung im Aktor hat die Aufgabe, die unten zu sehende 24-Zoll-große Drosselklappe im Falle von Überdruck binnen einer halben Sekunde zwecks Druckausgleichs zu öffnen.

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Industriestoßdämpfer von ACE bremsen zuverlässig die Kolbenstangen der im Inneren des Aktors verbauten Pneumatikzylinder, die für das Öffnen der Sicherheitsventile und Drosselklappen zuständig sind.

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Die Statusanzeige oberhalb des Aktors gibt Auskunft darüber, ob die Sicherheitsventile mit pneumatischem Antrieb geöffnet oder geschlossen sind.

Geht man ins Detail, dann ist das Besondere an der hier beschriebenen Konstruktion das in ihr für den Notfall realisierte Öffnungstempo. Denn normalerweise öffnet ein Antrieb für Drosselklappen mit einem Tempo von einer Sekunde pro Zoll. Beim Raffinerie-Projekt im Hafen von Yanbu sind die Ausmaße der Pipelines und damit auch die der benötigten Ventile der Drosselklappen jedoch mit 24 Zoll sehr groß. Damit wäre das Sicherheitsventil also erst nach 24 Sekunden geöffnet. Ein solch träges Sicherheitsventil funktioniert im Notfall deutlich zu langsam. Im vorliegenden Fall muss die Geschwindigkeit rund 50-mal schneller sein. Damit ist das Kernproblem umrissen, dem sich die Ingenieure bei der Konstruktion gegenübersehen. Christian Junghans, bei ACE als Produktmanager für die Industriestoßdämpfer zuständig, verdeutlicht: „Der anzunehmende Notfall tritt zwar so gut wie nie ein, aber ein einzelner Vorfall würde genügen, um die gesamte Konstruktion buchstäblich zu zerreißen.“ DGI, ACEs Kooperationspartner, geht nicht von ungefähr der Ruf voraus, einer der weltweit führenden Anbieter für hydraulische und pneumatische Lösungen in der Öl- und Gasindustrie sowie in der Schiffbaubranche zu sein. Mit den „Magnum“-Industriestoßdämpfern von ACE haben sie für die genannten Probleme eine so bewährte wie leistungsfähige Lösung zur Hand. Dabei kommt es DGI zu Gute, dass in der gesamten Unternehmensgruppe nicht nur produziert wird, sondern auch Distributionsaufgaben übernommen werden. Auf diese Weise erweitert sich die Bandbreite von Lösungen, indem man mit dem Know-how aus dem Vertrieb kompetente Zulieferunternehmen wie die ACE Stoßdämpfer GmbH sehr früh als Projektpartner hinzuziehen und gemeinsam einen funktionssicheren pneumatischen Antrieb entwickeln kann.

Industriestoßdämpfer passgenau eingesetzt

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Für Aufgaben wie in diesem Fall stehen Industriestoßdämpfer von ACE aus der seit Jahren erfolg- reichen und bewährten „Magnum“-Familie zur Verfügung. Sie sind als selbsteinstellende oder einstellbare Maschinenelemente mit Gewindegrößen M33, M45 sowie M64 und Hüben von 25 bis 150 mm binnen 24 Stunden ab Lager Langenfeld lieferbar.

Als im Projektverlauf auch die Pipelinerohre und ihre Kompressorpakete definiert sind, steht der verfügbare Platz für die Sicherheitsventile fest. Dabei zeigt sich als ganz wichtige Konstruktionsanforderung, dass man räumlich stark begrenzt ist. Dadurch ergeben sich entsprechende Auswirkungen auf Auslegung und Auswahl der betreffenden Dämpfungselemente. Aufgrund der Kompaktheit der abgebildeten Aktoren und der in ihnen verbauten Sicherheitsventile mit pneumatischem Antrieb ergibt sich die Funktion der verwendeten Industriestoßdämpfer von ACE mit der Typbezeichnung MA3325EUM, die in diesem Einsatzfall als reine Notstopper fungieren. Ihre Aufgabe besteht nämlich allein darin, die Kolbenstange des Pneumatikzylinders abzubremsen, wenn sich die Ventile im Notfall binnen einer halben Sekunde zu öffnen haben. Während dieses Vorgangs trifft die Stange des Luftzylinders mit voller Wucht auf die vorne und hinten im Zylinder eingesetzten Dämpfer. Diese müssen dann in der Lage sein, die sich horizontal bewegende Kolbenstange zu bändigen. Die Industriestoßdämpfer aus der Magnum-Familie operieren bei diesem Vorgang jeweils als „letzter Mann“, wenn z. B. der Kompressor bei Überdruck nicht von selbst abschaltet.
Würde das Sicherheitsventil der Konstruktion nicht effizient geöffnet, käme es unter Umständen zu einem Domino-Effekt: Zunächst könnten Pneumatikzylinder und Kompressor zerstört werden, Gas könnte austreten und möglicherweise alle übrigen Systemkomponenten gefährden. Zudem bestünde durch das eventuelle Explodieren des Gas-Luftgemischs große Gefahr für Personen, weitere Anlagen in der Umgebung und die Umwelt am Golf von Arabien. Bedenkt man die immense Negativbilanz eines einzigen Zwischenfalles, ist nachvollziehbar, dass man bei DGI und dem saudiarabischen Auftraggeber, der Saudi Aramco Lubricating Oil Refining Company (Luberef), auf Nummer sicher gegangen ist.
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Selbsteinstellend oder einstellbar: Industriestoßdämpfer von ACE aus der Magnum-Familie.

Kein Wunder, dass Christian Junghans von ACE mit der gefundenen Lösung hochzufrieden ist: „Wir freuen uns, die Industriestoßdämpfer für die sehr wichtigen Aktoren in diesem Projekt beisteuern zu können. Der Slogan unseres niederländischen Partners DGI ‚Engineering your ambitions‘ passt perfekt zu diesem Projekt. Dank unserer langjährigen Erfahrungen in der Stoßdämpfertechnik und der nachgewiesenen Expertise von DGI bei der Ventilautomation haben wir diese Lösung zusammen entwickeln können und dabei einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit der Gesamtkonstruktion leisten können.“

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Kontakte:
ACE Stoßdämpfer GmbH
Albert-Einstein-Str. 15, 40764 Langenfeld
Tel.: 0 21 73/92 26-10
E-Mail: info@ace-int.eu
www.ace-ace.de

Doedijns Group International (DGI)
Doedijns Hydraulics B. V.
2741PH Waddinxveen/NL
www.doedijns.nl