NL2014194B1 - Overdrukbeveiligingstest. - Google Patents

Abstract

Beschreven wordt een werkwijze waarbij: - een trekkrachtmeting wordt verricht aan een overdrukbeveiliging die is uitgevoerd met een zitting en een daarop afdichtende deksel, waarop een sluitkracht wordt uitgeoefend, - bij de overdrukbeveiliging een hijsgestel wordt geplaatst dat is voorzien van een hijskabel die op zekere plaats met de deksel wordt gekoppeld, en - met een in de hijskabel opgenomen krachtopnemer de trekkracht wordt bepaald op het moment dat de deksel loskomt van de zitting en/of vrij is van de zitting, welke gemeten trekkracht(en) respectievelijk een maat bevat(ten) voor de openingsdruk en de druk bij maximale afblaascapaciteit van de overdrukbeveiliging.

Description

OVERDRUKBEVEILIGINGSTEST

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze om metingen te verrichten aan praktische beveiligingsparameters van overdrukbeveiligingen, zoals onder andere de openingsdruk. Dergelijke beveiligingen worden gebruikt op daken van bovengronds opgestelde houders of opslagtanks die kunnen zijn gevuld met een vloeibaar of gasvormig medium zoals een brandstof, een chemische substantie of een gas, zoals bijvoorbeeld stikstof.

Uit JP 2013 015483 zijn een werkwijze en inrichting bekend waarbij de variatie in de openingskracht wordt geëvalueerd tijdens een openingskracht meting. Daarbij wordt van een teststuk, bijvoorbeeld een yoghurt cup of een koffiemelk cup, de dynamische eigenschappen bepaald van de aan het ouder worden onderhevige openingskracht van het dekselmateriaal dat zit vastgekleefd op de betreffende cup. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een via een hijskabel aan het teststuk te bevestigen versnellingssensor.

Uit JP 2008 102034 A zijn een werkwijze en inrichting bekend waarbij de openingskracht wordt gemeten van een metalen deksel voor mangaten. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een trekkracht variatie machine die door middel van een schroefsamenstel een gemeten wisselende trekkracht met een hijskabel overbrengt op de deksel, en wel via een mechaniek dat bij elke openingshoek van de deksel een meethoek van 90 graden handhaaft ten opzichte van een aan de deksel bevestigde stang, waaraan wordt getrokken. Daarmee wordt de nauwkeurigheid van de openingskracht van de deksel verbeterd.

Beide voornoemde dynamische metingen zijn niet geschikt om statische krachtmetingen van het type openingsdruk en/of maximale afblaascapaciteit aan overdrukbeveiligingen te verrichten.

Overdrukbeveiligingen dienen periodiek te worden geïnspecteerd, onderhouden en gekeurd door erkende en gecertificeerde bedrijven, opdat de beveiliging zo nodig bij enkele tot enkele tientallen of meerdere honderden millibars in de open lucht opent en zo voorkomen wordt dat de houder bij een ontoelaatbare overdruk barst. Het testen en meten van de beveiligingen, ook aangeduid met ERV's, noodzaakt tot het losnemen van de flens of doorvoer van het tankdak, samen met de veelal scharnierbare deksel en de daaraan aangebrachte gewichten, en het vervolgens daarvan afhijsen en vervoeren naar een werkplaats voor onderhoud en keuring. Daar wordt het vereiste onderhoud meestal gepleegd aan de zitting op de doorvoer waarop de deksel in gesloten toestand rust, en wordt zo nodig de daarop aanwezige pakking vervangen. Vervolgens wordt een meting uitgevoerd om vast te stellen hoe zwaar de gewichten dienen te zijn om een correcte werking van de beveiliging te waarborgen. Daarna wordt de overdrukbeveiliging teruggebracht, terug op het tankdak gehesen, daarop vastgeschroefd en daar verder in elkaar gezet.

Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterde werkwijze en inrichting voor het verrichten van betrouwbare metingen aan overdrukbeveiligingen, die eenvoudig, veilig, en voordelig uit te voeren is, en die zodanig betrouwbaar is dat deze bij overschrijding van de voorgeschreven druk voldoende snel en voldoende open gaat.

Daartoe hebben de werkwijze resp. inrichting volgens de uitvinding de kenmerken van de conclusies 1 resp. 7.

De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding zijn gebaseerd op een trekkrachtmeting die desgewenst ter plaatse op het tankdak kan worden uitgevoerd, waarbij verwijderen, demontage, transport, en na meting, vervoer terug en hernieuwde opbouw van de beveiliging op de tank met voordeel achterwege blijven, omdat de overdruk-beveiliging intact blijft. Er hoeft dus ook geen tijdelijk vervangende beveiliging te worden opgehesen en gemonteerd, waardoor er ook minder kans is op ongewenste emissies van de tank. De meting en de betrouwbaarheid van de bepaling van de parameters die van belang zijn voor de overdrukbeveiliging zijn verbeterd, doordat het transport terug naar de houder en de opbouw van de beveiliging, naast eventueel daarbij optredende schade, geen aanleiding tot foutenbronnen kunnen vormen. Bovendien is de handling als geheel verminderd en is minder personele en materiële inzet nodig, waardoor de desbetreffende kosten zonder dat de mate van beveiliging of betrouwbaarheid negatief worden beïnvloed, lager uitvallen.

Voorts is vastgesteld dat op basis van het op diverse plaatsen koppelen van de hijskabel met de van gewichten voorziene deksel, een nauwkeurig beeld ontstaat ten aanzien van, niet alleen de openingsdruk van de beveiliging, maar ook diens maximale afblaascapaciteit. Die laatstgenoemde ook eenvoudig te meten parameter blijkt eigenlijk meer relevant te zijn voor een correct functioneren van een overdrukbeveiliging dan tot nu toe werd aangenomen.

Bij voorkeur heeft het hijsgestel een driepoot die wordt opgesteld rond de zekere aangrijpingsplaatsen van de kabel op de deksel. De driepoot wordt bij verdere voorkeur ter plaatse op het dak van de houder opgesteld, zodat deze daarop stabiel afsteunt.

De krachtopnemer is een gecertificeerde en geijkte, elektrische of magnetische krachtopnemer en bevat bijvoorkeur één of meer nauwkeurige meetresultaten verschaffende, doch niet kostbare rekstrookjes.

Verder gedetailleerde mogelijke uitvoeringsvormen die in de overige conclusies zijn uiteen gezet, zijn samen met de daarbij behorende voordelen in de navolgende beschrijving vermeld.

Thans zullen de werkwijze voor het verrichten van metingen aan een overdrukbeveiliging, het gebruik van een hijsgestel daarbij en de houder, waarop de te meten overdrukbeveiliging is aangebracht, alle volgens de onderhavige uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de onderstaande figuren, waarin overeenkomstige onderdelen van dezelfde verwijzingscijfers zijn voorzien. Daarbij toont:

Figuur 1 een houder volgens de uitvinding op wiens dak een aan de werkwijze volgens de uitvinding te onderwerpen overdrukbeveiliging is aangebracht;

Figuur 2 een bij een losse of bij een op de houder van figuur 1 aangebrachte overdrukbeveiliging geplaatste hijsopstelling voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding; en

Figuur 3 de op de deksel uitgeoefende openingsdruk, die evenredig is met de gemeten openingskracht, uitgedrukt als functie van de tijd.

Figuur 1 toont een tank of houder 1 die geschikt is om te worden gevuld met een vloeibaar medium. Om te voorkomen dat de houder 1 onder een te grote druk komt te staan als gevolg van het uit het medium vrijkomen van gassen is het dak 2 van de houder voorzien van een bij een bepaalde overdruk automatisch openende mechanische overdrukbeveiliging 3. Bepalend voor de druk waarbij de beveiliging 3 opent is, afgezien van de diameter daarvan, het eigen gewicht van een veelal scharnierende deksel 4 van de beveiliging 3 en aan of op deze klep of deksel te bevestigen gewichten 5. In plaats van of aanvullend op gewichten kunnen permanente magneten of desgewenst qua magneetkracht regelbare elektromagneten worden toegepast. Het totaal van de sluitkracht die de deksel 4 uitoefent en waarmee deze afdicht is in belangrijke mate bepalend voor een juist functioneren van de beveiliging 3. De van de gewichten 5 voorziene deksel 4 dicht namelijk via een niet getoonde combinatie van een (klep)zitting met pakking, met een bepaalde sluitkracht af op een op het dak 2 vastgezette doorvoer 6 van de overdrukbeveiliging 3. Het kan zijn dat door de opgeslagen media of vrijkomende gassen, temperatuur- en weersinvloeden, de pakking wordt aangetast, of de zitting en/of deksel krom trekken, waardoor de druk tussen klepzitting en pakking over de omtrek van de deksel gezien niet telkens gelijk is. Gebleken is dat identieke overdrukbeveiligingen eenzelfde openingsdruk kunnen hebben, maar dat de daarbij toegepaste gewichten 8 kg verschilden. Dit resulteert in een ongelijke druk bij maximale afblaascapaciteit wat een belangrijkere veiligheidsparameter blijkt te zijn dan tot nu toe werd aangenomen. De maximale afblaascapaciteit wordt bepaald als de deksel van de beveiliging iets, bijvoorbeeld meer dan 50 mm, of enkele graden, bijvoorbeeld 10 graden, open staat. Zowel de openingsdruk als de in het algemeen groter zijnde druk bij maximale afblaascapaciteit kunnen met behulp van de hierna toe te lichten trekkrachtmeting worden bepaald.

Bij de overdrukbeveiliging 3 wordt een in figuur 2 getoond hijsgestel 7 geplaatst, dat bij voorkeur om redenen van stabiliteit met een driepoot is uitgevoerd, waarvan de poten in de praktijk qua lengte instelbaar zullen zijn. Het hijsgestel 7 is voorzien van een nagenoeg verticaal lopende hijskabel 8 die op achtereenvolgende plaatsen met de van de gewichten voorziene deksel 4 wordt gekoppeld. Getoond is dat een einde van de hijskabel 8 via een daarmee verbonden krachtopnemer 9 die de spankracht in de hijskabel 8 meet met in dit geval het zwaartepunt van een stapel met gewichten 5 is gekoppeld. Aan het andere einde van de kabel 8 zit een in dit geval handmatig bedienbare lier 10 waarmee de sluitkracht van de deksel 4 kan worden gecompenseerd. De krachtopnemer 9 bevat in de praktijk één of meer rekstrookjes, waarmee zoals bekend, op basis van weerstandverandering bij lengte verandering de spankracht in een daarmee gekoppelde draad of kabel kan worden bepaald. Andere types krachtopnemer 9, zoals magnetische, of elektro-mechanische zijn ook mogelijk.

Om de openingsdruk te bepalen worden met behulp van de in de hijskabel 8 opgenomen krachtopnemer 9, meerdere spankracht metingen -bijvoorbeeld vier- op verschillende plaatsen 12 op de omtrek van de deksel 4 gedaan. Er bevindt zich dan een 0,1 mm dikke metaalfolie tussen de deksel 4 en de doorvoer 6. Het meetresultaat met de laagste gemeten spankracht, die evenredig is met de laagste druk, als de deksel 4 juist opent, wordt in een computer rekenmodel gebruikt om de minimale openingsdruk te berekenen, waarbij de klep begint te lekken.

Evenzo wordt ingeval de deksel 4 bijvoorbeeld 10 graden open staat door de krachtopnemer 9 de spankracht in de hijskabel 8 gemeten die nu een maat bevat voor de druk bij maximale afblaascapaciteit. De spankracht waarvan telkens een elektrische maat door de krachtopnemer 9 aan een daarmee verbonden computer 11 wordt afgegeven, wordt in een gevalideerd rekenmodel gebruikt om nu de actuele druk bij maximale afblaascapaciteit voor de aanwezige overdrukbeveiliging 3 te berekenen.

In principe zou de deksel 4 met daarop de gewichten los op de doorvoer kunnen liggen. In de praktijk scharniert de deksel, en als getoond heeft de deksel 4 ten minste één buiten of naast de doorvoer gelegen scharnierpunt 13. In die situatie steekt tegenover het ten minste ene scharnierpunt 13 een arm 14 buiten de deksel waarop de gewichten 5 rusten en/of waaraan zij hangen.

Figuur 3 toont schematisch een grafiek van de op de deksel uitgeoefende gemeten openingskracht die als de daarmee evenredige openingsdruk is afgezet als functie van de tijd. Bij toename van de spankracht in de hijskabel 8 komt er eerst een moment bij druk P0 min waarop de deksel 4 juist (plaatselijk) los komt van diens zitting; dit is de minimale openingsdruk. Even later volgt bij druk P0max het moment waarop de deksel geheel vrij komt van diens zitting; dit is de maximale openingsdruk die gerelateerd is aan de druk bij maximale afblaascapaciteit van de overdrukbeveiliging.

Claims (11)

1. Werkwijze waarbij: - een trekkrachtmeting wordt verricht aan een overdrukbeveiliging die wordt gevormd door een zitting en een daarop afdichtende deksel waarop, bijvoorbeeld door middel van gewichten of magneten, een sluitkracht wordt uitgeoefend, - bij de overdrukbeveiliging een hijsgestel wordt geplaatst dat is voorzien van een hijskabel die op zekere plaats via de nagenoeg verticaal lopende hijskabel met de deksel wordt gekoppeld, en - met een in de hijskabel opgenomen krachtopnemer de trekkrachten worden bepaald op het moment dat de deksel loskomt van de zitting respectievelijk vrij is van de zitting en dan een maat bevatten voor de openingsdruk respectievelijk de druk bij maximale afblaascapaciteit van de overdrukbeveiliging.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de deksel ten minste één scharnierpunt heeft.

3. Werkwijze volgens conclusies 2, met het kenmerk dat tegenover het ten minste ene scharnierpunt een arm buiten de deksel steekt waarop voornoemde sluitkracht wordt uitgeoefend c.q. de gewichten rusten en/of waaraan zij hangen.

4. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-3, met het kenmerk dat het hijsgestel op de zekere plaatsen langs de omtrek van de deksel of ter plaatse van het zwaartepunt van de gewichten wordt opgesteld.

5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4, met het kenmerk dat het hijsgestel drie poten heeft.

6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-5, met het kenmerk dat de krachtopnemer één of meer rekstrookjes bevat.

7. Houder voor vloeibare of gasvormige media waarin een overdrukbeveiliging is aangebracht waarbij een meetopstelling is geplaatst die is uitgevoerd met een op de houder aangebrachte zitting en een met sluitkracht daarop afdichtende deksel, waarbij de meetopstelling is uitgevoerd met een hijsgestel dat is voorzien van een hijskabel die nagenoeg verticaal lopend met de deksel c.q. de gewichten is gekoppeld, welke krachtopnemer als de deksel loskomt van de zitting respectievelijk vrij is van de zitting een maat verschaft voor de openingsdruk respectievelijk de druk bij maximale afblaascapaciteit van de overdrukbeveiliging.

8. Houder volgens conclusie 7, met het kenmerk dat het hijsgestel op het dak van de houder staande poten heeft.

9. Houder volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk dat het hijsgestel drie poten heeft.

10. Houder volgens een van de conclusies 7-9, met het kenmerk dat het hijsgestel van in de poten opgenomen stelorganen is voorzien waarmee de hijskabel loodrecht op het vlak van de doorvoer waarop de deksel rust kan worden gesteld.

11. Houder volgens één van de conclusies 7-10, met het kenmerk dat de krachtopnemer een elektrische of magnetische krachtopnemer is.