DBB vs. DIB-1 vs. DIB-2: Die Hohlraumdruckzahl

01 | DBB ist eine Funktion, keine Ventil

Ein Käufer gibt „Double Block and Bleed“ in ein Datenblatt ein. Drei Angebote kommen zurück: eines mit DBB, eines mit DIB-1, eines mit DIB-2 – und alle drei beschreiben eine doppelte Isolierung. Die Preise unterscheiden sich um fast 20 %. Auf dem Papier wirken die drei Optionen wie das gleiche Versprechen. Im Körperhohlraum verhalten sie sich jedoch auf drei verschiedene Arten – und genau im Hohlraum treten die Feldprobleme auf.

Dieser Artikel unterscheidet die Konfigurationen danach, wie sie mit eingeschlossenem Druck umgehen, nennt die Temperaturzahl, die entscheidet, ob eine externe Druckentlastung erforderlich ist, und benennt den Test, der belegt, welche Konfiguration tatsächlich geliefert wurde.

Abbildung 1. Edelstahl-Double-Block-and-Bleed-Kugelventil ventil : zwei unabhängige Kugelabschnitte in einem Gehäuse, jeweils mit eigenem Antrieb und einer Entlüftungsverbindung zwischen ihnen. Shanghai Xiazhao Ventil .

DBB (Double Block and Bleed) bedeutet zwei Dichtelemente mit einer Entlüftung dazwischen. Bei einem Kugelventil mit Zapfenlagerung ventil die beiden Sitze sind die beiden Elemente, und der Kavitätentwässerungshahn ist die Entlüftung. Die Entlüftung ist keine Dekoration, sie ist der Nachweis: Schließen Sie die ventil , öffnen Sie die Entlüftung, und kein Durchfluss bedeutet, dass beide Sitze dicht halten. Das ist die einzige Inbetrieb-Verifizierung einer doppelten Isolierung, die existiert.

02 | SPE und DPE: das Sitzflächenverhältnis

Ein Kugel ventil sitz versiegelt in einer Richtung und bewegt sich in einer Richtung. Bei einem einfachen Kolbeneffekt (SPE) drückt der Sitzdruck der Leitung den Sitz gegen die Kugel und erhöht so die Dichtkraft. Bei einem doppelten Kolbeneffekt (DPE) wirkt der Druck auf beide Seiten des Sitzes, sodass auch der Kavitätsdruck den Sitz belastet und der Sitz gegen Strömung aus beiden Richtungen dicht hält.

Die entscheidende Größe ist das Verhältnis zwischen der druckbeanspruchten Fläche des Sitzes und der Fläche des Dichtkontakts. Liegt dieses Verhältnis über eins, verstärkt der Druck stets die Sitzlast. Liegt es unter eins, kann Druck auf der falschen Seite den Sitz vom Kugelkörper abheben. Deshalb verhält sich dieselbe Sitzgeometrie bei Leitungsdruck und bei Hohlraumdruck unterschiedlich.

Tabelle 1. Welche Wirkung jeder Sitztyp auf den Körperhohlraum ausübt

Ein DBB ventil verwendet zwei SPE-Sitze. Ein DIB-1 ventil verwendet zwei DPE-Sitze. Ein DIB-2 verwendet jeweils einen davon. Dieses einzige Verhältnis, das an beiden Enden wiederholt wird, ist der gesamte Unterschied zwischen den drei Teilenummern.

03 | Die Temperaturzahl

Ein Trunnion ventil der sich auf Flüssigkeit schließt, fängt ein Volumen zwischen den beiden Sitzen ein. Umgebende Wärme dehnt die Flüssigkeit schneller aus als den umgebenden Stahl, und da eine Flüssigkeit nur geringfügig kompressibel ist, steigt der Druck rasch an. Der ventil benötigt keinen Prozessstörfall, um seinen eigenen Hohlraum zu überdrücken – lediglich ein warmer Morgen reicht aus.

Zwei Materialeigenschaften bestimmen die Drucksteigerungsrate: die thermische Ausdehnung der Flüssigkeit und ihre Kompressibilität. Wasser dehnt sich im normalen Umgebungstemperaturbereich um etwa 2 × 10⁻⁴ pro Grad Celsius aus und komprimiert sich um rund 5 × 10⁻⁵ pro Bar, was bei einer vollständig flüssig gefüllten Hohlraumkammer einen Druckanstieg von etwa 2 bis 4 Bar pro Grad Celsius ergibt. Rohöl dehnt sich pro Grad um das Vierfache stärker aus und komprimiert sich ähnlich, sodass es bei einem Drittel des Temperaturanstiegs den gleichen Druck erreicht.

Tabelle 2. Erforderlicher Umgebungstemperaturanstieg, um eine flüssig gefüllte Hohlraumkammer auf die jeweilige Klassifizierung zu drücken

Die Bereiche sind breit, weil die Antwort davon abhängt, wie viel des Hohlraums tatsächlich Flüssigkeit enthält, von der Wandnachgiebigkeit und von der Fülltemperatur beim Verschluss. Sie sind breit genug, um nützlich zu sein: Ein Wasser mit Klasse 150 ventil erreicht seine Bewertung an einem einzigen Vormittag in direkter Sonne, während ein Gas mit Klasse 600 ventil auf demselben Gestell dies nicht tut. Damit ist das gesamte Argument für die Spezifikation des Entlastungspfads statt einer Annahme erbracht.

04 | Der Test, der die Konfiguration beweist

Die Konfiguration wird durch einen Test – nicht durch eine Zeichnung – nachgewiesen. Die Standardabfolge für ein DBB ventil verläuft wie folgt: Schließen Sie das ventil , drücken Sie eine Seite auf den vorgeschriebenen Druck auf, halten Sie diesen für die vorgeschriebene Zeit und überprüfen Sie zwei Dinge gleichzeitig: Kein Durchsickern am stromaufwärtigen Sitz sowie kein Austritt aus der Hohlraumentlüftung. Wiederholen Sie diesen Vorgang dann von der anderen Seite. Ein Ventil, das beide Richtungen besteht, verfügt über zwei unabhängige Barrieren.

Ein DIB-1 ventil verhält sich während dieses Tests anders. Beide Sitze halten einem Druck von beiden Seiten stand, sodass eine Isolierung überflüssig ist; allerdings besitzt der Hohlraum keinen Rückführweg, und die Entlüftung wird weiterhin Flüssigkeit erzeugen, solange das eingeschlossene Volumen Druck abbaut. Dies ist die Funktion, für die der Käufer bezahlt hat, und zugleich der Grund, warum DIB-1 ein externes Sicherheitsventil erfordert. Ein DIB-1 ventil ohne Sicherheitsventil ist ein kleiner Druckbehälter mit einer Kugel darin.

Drei praktische Prüfungen gehören in den Werksabnahmetest. Erstens sollte die Entlüftungsanschlussöffnung ein echter Anschluss mit nutzbarem Durchmesser sein, kein Gewindestopfen mit Bohrloch. Zweitens sollte im Prüfbericht vermerkt sein, welche Seite für jeden Sitz unter Druck gesetzt wurde, da DIB-2-Ergebnisse richtungsabhängig sind. Drittens sollte die Sitzausrichtung eines DIB-2-Ventils anhand des Rohrleitungsschemas bestätigt werden, denn eine umgekehrte Montage kehrt um, welcher Sitz entlastet.

05 | Auswahl zwischen den drei Varianten

Die Entscheidung geht nicht darum, mehr Isolation zu kaufen. Sie betrifft vielmehr die Festlegung, wohin der eingeschlossene Druck abgeleitet werden darf. Tabelle 3 formuliert diese Entscheidung so, wie sie üblicherweise bei einer Angebotsprüfung vorliegt.

Tabelle 3. Auswahlmatrix für API-6D-Sitzkonfigurationen

Für den Rohöl-Export ist normalerweise DBB ausreichend: Beide Sitze entlasten, der Hohlraum schützt sich selbst, und die Entlüftung bietet der Wartung eine Möglichkeit, beide Barrieren zu überprüfen. DIB-1 rechtfertigt seine Kosten an Stellen, an denen ein Leck im stromaufwärtigen Sitz das Produkt an einer eigentlich absoluten Barriere vorbeiführen würde – typischerweise vor einem Lagertank, einem Messaggregat oder einer Wartungsabsperre. DIB-2 stellt einen Kompromiss dar; er ist jedoch nur dann ein Kompromiss, wenn die Ausrichtung korrekt ist.

06 | Fünf Angaben für das RFQ

• Die Konfiguration nach API-6D-Begrifflichkeit, angegeben als DBB, DIB-1 oder DIB-2, nicht als „Double Isolation“.
• Die Entlastungsanordnung für den Hohlraum: selbstentlastende Sitze oder externe Entlastung ventil oder Ableitung zur Fackel, ausdrücklich benannt.
• Der Leitungsstromstoff und ob es sich um eine Flüssigkeit oder ein Gas handelt, da dies entscheidet, ob der thermische Fall überhaupt auftritt.
• Die Größe und Art des Entlüftungsanschlusses, denn ein Verschlussstopfen ist keine Entlüftungsverbindung.
• Die Anforderung, in dem Prüfbericht die unter Druck stehende Seite pro Sitz zu dokumentieren.

Ein einziger Satz erledigt den größten Teil der Arbeit: Nennen Sie die Flüssigkeit, die Konfiguration und den zulässigen Kavitätssdruck. Alles Übrige in der Spezifikation ergibt sich aus diesen drei Angaben.

Anhang A | Bilddatei

Abbildung 1 ist im Abschnitt 01 in ihrer ausgelieferten Auflösung eingebettet. Die Quelldatei ist ein Katalogbild mit 625 × 351 Pixeln; exportieren Sie daher vor der Veröffentlichung lieber direkt aus der Originalgrafik statt aus diesem Dokument neu.

Anhang B | Referenzierte Normen und Datenhinweise

API 6D. Spezifikation für Rohrleitungen und Rohrverbindungen Ventile , 24. Ausgabe. Anhang E definiert die Merkmale DBB und DIB; Abschnitte 3.1.10 und 3.1.11 definieren die Sitzung mit einfachem und doppeltem Kolbeneffekt.

ASME B16.34. Ventile – Flansch-, Gewinde- und Schweißanschlüsse. Druckstufen 150, 300 und 600 bei 38 °C für Kohlenstoffstahl der Gruppe 1.1 betragen jeweils 19,6, 51,0 und 102,1 bar.

API 598. Ventil Inspektion und Prüfung. Definiert die Gehäuse- und Sitzprüfreihenfolge, die bei der FAT zur Bestätigung der Konfiguration angewendet wird.

ISO 5208. Industriearmaturen – Druckprüfung metallischer Armaturen. Undichtheitsklassen, die verwendet werden, wenn das Akzeptanzkriterium nach Klasse statt nach Norm angegeben ist.