Untersuchung des Öffnungsverhaltens von mit Polyamid-Schrauben verschlossenen Druckentlastungsklappen
Da sich bei EU-Baumusterprüfungen immer wieder erhebliche Differenzen zwischen der Auslegung und den in der Prüfung erreichten Drücken in Behältern gezeigt haben, wurde in diesem Forschungsprojekt der Einfluss der Kenngrößen Druckanstiegsgeschwindigkeit und Materialfeuchte auf das Öffnungsverhalten von mit Polyamid-Schrauben verschlossenen Druckentlastungsklappen in experimentellen Untersuchungen auf unserem Versuchsfeld in Kappelrodeck untersucht.
Aus Kostengründen wird der Verschlussmechanismus von Druckentlastungsklappen immer wieder mit Hilfe von Polyamid-Schrauben realisiert. Die Schrauben sollen bei einem definierten Explosionsüberdruck reißen, was zum Öffnen der Klappe führt.
Bei EU-Baumusterprüfungen zeigt sich jedoch immer wieder, dass die Ansprechdrücke bei solchen Klappenverschlüssen deutlich über dem berechneten Ansprechdruck liegen, wodurch es zu einem gefährlich erhöhten Überdruck im zu schützenden Silo, Behälter oder Gebäude kommt.
Im Rahmen des Projekts stellte sich heraus, dass konventionelle Schrauben aus Polyamid häufig fertigungsbedingte Fehlstellen aufweisen, die das Bruchverhalten kaum vorhersehbar machen. Des Weiteren zeigten die experimentellen Untersuchungen, dass insbesondere die Materialfeuchte einen großen Einfluss auf das Bruchverhalten der Polyamid-Schrauben hat, während sich die Druckanstiegsgeschwindigkeit im Behälter nur bei niedrigen Druckanstiegsgeschwindigkeiten auf dieses auswirkt.
Aus den Ergebnissen lassen sich folgende Empfehlungen für die Prüfung von mit Polyamid-Schrauben verschlossenen Druckentlastungsklappen ableiten, um den Worstcase darzustellen:
- Die Prüfung muss mit fehlstellenfreien Schrauben durchgeführt werden.
- Die Prüfung sollte mit ausreichend hohen Druckanstiegsgeschwindigkeiten (> 15 bar/s) durchgeführt werden.
- Es sollten Schrauben mit geringer Materialfeuchte (Lagerung bei Raumbedingungen ausreichend) eingesetzt werden.
Ansprechpartner:
Dr. Sebastian Nissle
sebastian.nissle@fsa.de