De NFPA 13-, UL-, FM- en fabrikantvereisten voor drukontlastkleppen stroomafwaarts van geïnstalleerde drukreducerende afsluiters

Het ontwerp van brandbeveiligingssystemen is een complex proces dat een geïntegreerde aanpak en een hoog niveau van expertise vereist. Systeemontwerpers en ingenieurs moeten met een groot aantal factoren rekening houden en tegelijkertijd de strenge lokale, regionale en internationale normen begrijpen en naleven. 

In deze blogpost bespreken we een van de componenten in deze systemen – voor de installatie van sprinklerinstallaties, UL- en FM-normen en aanbevelingen van de fabrikant, is een drukontlastklep vereist bij de uitlaat, stroomafwaarts van alle geïnstalleerde drukreducerende afsluiters, als onderdeel van de drukregelapparatuur in brandbeveiligingssystemen.

Garanderen drukreducerende afsluiters een ingestelde uitlaatdruk?

Drukreducerende afsluiters worden gebruikt om drukgevoelige leidingen, instrumentatie en apparaten in brandbeveiligingssystemen te beschermen tegen overdruk aan de uitlaatzijde. Onder normale omstandigheden vervullen zij deze functie goed. In uitzonderlijke hydraulische situaties kan het echter voorkomen dat de drukreducerende afsluiter tijdelijk niet in staat is om de ingestelde uitlaatdruk te handhaven.

Er zijn een paar veelvoorkomende oorzaken voor overdrukgebeurtenissen die verband houden met drukreducerende afsluiters:

1. De eerste en meest gevaarlijke is waterslag, die onder andere kan worden veroorzaakt door het te snel sluiten van een afsluiter stroomafwaarts (een typisch geval bij brandweerspuit- en hydrantafsluiters). Omdat deze drukstoot stroomafwaarts van de drukreducerende afsluiter optreedt, kan de afsluiter dit niet compenseren en ontstaat er overdruk, die soms behoorlijk extreem kan zijn.
2. Een plotselinge toename of piek in de druk die optreedt bij het opstarten van de pomp, of als gevolg van snel werkende afsluiters. Bij zulke snelle drukveranderingen kan de drukreducerende afsluiter (vooral bij een grotere diameter) niet snel genoeg reageren om te voorkomen dat er tijdelijk een drukgolf stroomafwaarts ontstaat.
3. Een drukreducerende afsluiter die niet goed afdicht. Dit kan worden veroorzaakt door brandwaterresten die vast komen te zitten op het afdichtingsoppervlak van de afsluiter, of door slijtage waardoor een waterdichte afdichting in statische, niet-stromende omstandigheden niet meer mogelijk is. Hierdoor kan er geleidelijk lekkage ontstaan en zich een hoge druk opbouwen stroomafwaarts.
4. In bepaalde gevallen kan bij statische, niet-stromende omstandigheden de druk stroomafwaarts van een drukreducerende afsluiter toenemen als gevolg van een temperatuurstijging. Dit komt doordat de “thermische uitzetting” van het water en de lucht in de leiding groter is dan de thermische uitzetting van de leiding zelf, waardoor de druk in de leiding stijgt.

Hoewel deze gebeurtenissen zelden voorkomen, gebeuren ze wel degelijk en moet het systeem hierop voorbereid zijn om overdruk te voorkomen wanneer ze zich voordoen. Om deze redenen is het gangbare praktijk en vereisen de autoriteiten dat er stroomafwaarts van de drukreducerende afsluiter een snelwerkende ontlastklep wordt geïnstalleerd als beveiliging tegen onbedoelde drukstijgingen stroomafwaarts.

Drukontlastkleppen bieden een extra veiligheidsniveau tegen overdruk

Drukontlastkleppen zijn veiligheidsvoorzieningen die ontworpen zijn om snel overdruk in een brandbeveiligingssysteem af te voeren. Drukontlastkleppen zijn ontworpen om te openen bij een vooraf ingestelde drukdrempel, zodat de overtollige waterdruk naar de atmosfeer of naar een put wordt afgevoerd. Zodra de overtollige waterdruk is afgevoerd en de leidingdruk weer onder de drempel zakt, sluit de ontlastklep weer drupdicht af.

Waarop letten bij het selecteren van drukontlastkleppen voor drukreducerende afsluiters in brandbeveiligingssystemen

Bij het selecteren van drukontlastkleppen voor brandbeveiligingssystemen is het belangrijk om met de volgende factoren rekening te houden:

• Afmetingen. Hoewel de NFPA-, UL- en FM-normen het gebruik van een drukontlastklep met een minimale maat stroomafwaarts voorschrijven, is dit slechts een minimumvereiste en bevelen deskundige ontwerpers en fabrikanten vaak een grotere afsluiter aan. De maat moet afhangen van de leidingdiameter en de bedrijfsomstandigheden. Bij langzame lekkages volstaat een kleinere ontlastklep. Bij plotselinge drukopbouw of drukstoten is echter vaak een grotere ontlastklep nodig om snel grotere hoeveelheden water af te voeren. Om deze redenen is het belangrijk om een analyse te maken van de systeemvereisten en de potentiële capaciteit bij overdrukgebeurtenissen bij het selecteren van de maat van de drukontlastkleppen. Hieronder vindt u de BERMAD-maattabel, die van toepassing is op normale of typische omstandigheden:

Minimaal aanbevolen afmetingstabel voor ontlastkleppen bij drukreducerende afsluiters

• Betrouwbaarheid.
  • Aangezien drukontlastkleppen een veiligheidsvereiste zijn, is het belangrijk om een drukontlastklep te kiezen die is ontwikkeld en geproduceerd door een bekend en betrouwbaar bedrijf. Daarnaast dienen systeemontwikkelaars te controleren of de drukontlastklep voldoet aan en gecertificeerd is volgens alle verplichte normen en is goedgekeurd en vermeld door de erkende branche-instellingen.
• Openingskenmerken. Ontlastkleppen kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdtypen: direct werkend en pilotgestuurd. Direct werkende kleppen gebruiken een veer boven het drukgevoelige oppervlak. Wanneer de druk hoger is dan de kracht van de veer, zal de klep openen. Pilotgestuurde ontlastkleppen gebruiken een grote hoofdafsluiter die opent wanneer de hulppilot een druk waarneemt die hoger is dan het ingestelde punt.
  • De openingsgraad van direct werkende ontlastkleppen is enigszins beperkt doordat deze direct gerelateerd is aan de leidingdruk en het drukbereik. Deze kleppen openen snel, zijn economisch en eenvoudig van constructie. Daarom worden ze beschouwd als de voorkeursklep voor situaties met een lagere ontlastcapaciteit.
    
    Houd er ook rekening mee dat direct werkende ontlastkleppen direct openen tegen de hoofdveer, waardoor hun afmeting en drukbereik beperkt zijn. Dit komt doordat bij grotere diameters en hogere drukken de veer te groot, onhandig en oneconomisch wordt.
  • Pilotgestuurde ontlastkleppen bereiken sneller volledige opening en hebben een steilere openingscurve, wat geschikter is voor grotere leidingen die snelle, hoogcapacitaire ontlasting vereisen en waar de klep snel volledig moet openen, zoals het geval kan zijn bij dreiging van drukstootcondities.
• Nauwkeurigheid. Beide typen ontlastkleppen, mits voorzien van de bovengenoemde certificering, zullen een nauwkeurigheid hebben die voldoet aan de vereiste toleranties voor drukreducerende ontlasting:
  • Direct werkende ontlastkleppen – voor gebruik waar een kleine doorstroomcapaciteit vereist is. Deze kleppen hebben een snel en nauwkeurig aanspreekpunt, maar een beperkte openingskarakteristiek. Ze zijn meestal kleiner en geschikt voor toepassingen met een lage ontlastcapaciteit.
  • Pilotgestuurde ontlastkleppen – voor gebruik bij toepassingen met hogere capaciteit en druk, worden als nauwkeuriger beschouwd bij wisselende drukken en debieten omdat het meetpunt van de pilot minder wordt blootgesteld aan hoge debieten tijdens de ontlastfunctie. Zodra de ingestelde druk is overschreden, blijven deze kleppen volledig geopend totdat de druk weer onder de ingestelde waarde zakt.

BERMAD’s drukontlastklep oplossingen

BERMAD biedt industrieel beproefde ontlastkleppen die speciaal zijn ontworpen voor geavanceerde brandbeveiligingssystemen en voldoen aan de nieuwste industriestandaarden. Deze oplossingen omvatten de BERMAD FP-3HC-0 direct werkende ontlastkleppen, die ideaal zijn voor het regelen van de druk en het voorkomen van overdruk in brandbeveiligingssystemen waar een lagere ontlastcapaciteit volstaat. Ze zijn verkrijgbaar in een breed scala aan corrosiebestendige materialen, geschikt voor uiteenlopende media en omgevingscondities; en hun robuuste ontwerp garandeert een lange en betrouwbare levensduur. 

De BERMAD FP-43T en FP-430-UF pilotgestuurde ontlastkleppen zijn elastomeer-type globe afsluiters die membraangestuurd zijn met een geïntegreerde, solide en veerkrachtige afdichting. Ze worden gebruikt ter voorkoming van overdruk bij grotere leidingen, voor waterstroming in brandbeveiligingssystemen, en worden vervaardigd uit diverse materialen en coatings om te voldoen aan alle soorten gemeentelijke, industriële, onshore en offshore specificaties.

Voor meer informatie over onze drukontlastkleppen en andere brandbeveiligingsproducten, bezoek onze website.

Hulp nodig bij het ontwerpen van brandbeveiliging?

BERMAD engineers staan voor u klaar om deskundig advies te geven over brandbeveiligingstoepassingen en -systemen. Wilt u meer weten? Klik hier om contact op te nemen met een BERMAD vertegenwoordiger in uw regio.