EMNİYET VANASI - PSV

Emniyet vanası, basınçlı ekipman veya sistemde basınç belirlenen set değerine ulaştığında kendiliğinden açarak gerekli miktarda akışkanı tahliye eden ve aşırı basınca karşı koruma sağlayan mekanik güvenlik ekipmanıdır. Tahliye sonrasında sistem basıncı güvenli seviyeye döndüğünde yeniden kapanır. Basıncı sürekli regüle etmek için değil, aşırı basınç koruması için kullanılır.

Yay yüklü tiplerde yay kuvveti diski nozula bastırarak vanayı kapalı tutar. Giriş basıncının disk üzerindeki kuvveti set basıncında açma kuvvetine ulaştığında vana açılır ve tahliye başlar. Basınç reseat seviyesine düştüğünde yay tekrar baskın hale gelir ve vana kapanır. Pilot kontrollü tasarımlarda aynı güvenlik fonksiyonu pilot ve ana vana birlikte çalışarak gerçekleştirilir.

Seçim; olası aşırı basınç senaryosu, gerekli tahliye kapasitesi, set basıncı, izin verilen overpressure/accumulation, akışkan fazı ve özellikleri, relieving sıcaklığı, karşı basınç, giriş ve çıkış basınç kayıpları, malzeme, seat ve bağlantı gereksinimleri birlikte değerlendirilerek yapılmalıdır. Yalnız DN veya set basıncı üzerinden ürün seçimi güvenli bir mühendislik yaklaşımı değildir.

Önce korunan ekipman için geçerli aşırı basınç senaryoları belirlenir ve her senaryo için gerekli relieving rate hesaplanır. Daha sonra akışkanın gaz, buhar, sıvı veya iki fazlı olması, relieving basıncı ve sıcaklığı, akışkan özellikleri, backpressure ve üreticinin sertifikalı discharge coefficient/correction factor değerleri kullanılarak gerekli orifis alanı belirlenir. Proses tesislerinde API 520 ve API 521 bu çalışmanın temel referansları arasındadır.

Set basıncı, emniyet vanasının test koşullarında açma davranışının tanımlandığı ve vananın ayarlandığı giriş basıncıdır. Set basıncı, korunan ekipmanın MAWP/design limits, işletme basıncı ve uygulanabilir kod gereklilikleriyle birlikte belirlenmelidir. Normal işletme basıncı ile set basıncı arasında vananın sızdırmaz ve kararlı çalışmasına uygun marj bırakılması gerekir.

Overpressure, tahliye sırasında vana giriş basıncının set basıncını ne kadar aştığını ifade eder ve set basıncına göre değerlendirilir. Accumulation ise korunan ekipmandaki basıncın MAWP üzerindeki artışını ifade eder. İki kavram ilişkili olmakla birlikte referans aldıkları basınç değerleri farklıdır ve kod hesaplarında birbirinin yerine kullanılmamalıdır.

Design pressure, ekipmanın tasarımında kullanılan proses/tasarım girdisidir; MAWP ise tamamlanmış ekipmanın malzeme, kalınlık, geometri ve sıcaklık koşullarına göre izin verilen maksimum çalışma basıncını ifade eder. Uygulamada değerler birbirine yakın olabilir ancak teknik olarak aynı kavram değildir. Emniyet vanası set basıncı belirlenirken ilgili ekipman kodundaki MAWP ve overpressure kuralları esas alınmalıdır.

Backpressure, vana çıkışında mevcut veya tahliye sırasında oluşan basınçtır. Conventional yay yüklü tasarımlarda set basıncını, kapasiteyi ve çalışma kararlılığını etkileyebilir. Backpressure seviyesi ve değişkenliği yüksek olduğunda dengeli körüklü veya uygun pilot kontrollü tasarımlar değerlendirilebilir; nihai seçim üreticinin sertifikalı backpressure sınırları ve kapasite düzeltmeleri üzerinden yapılmalıdır.

API 520 proses/refineri uygulamalarında pressure-relieving device sizing, selection ve installation konularını; API 521 ise overpressure senaryoları, relief/depressuring sistemleri ve güvenli tahliye düzenlerini ele alır. ASME BPVC, basınçlı ekipmanın ve aşırı basınç koruma cihazlarının kod gerekliliklerini tanımlar; güncel BPVC Section XIII aşırı basınç korumasına ilişkin kuralları içerir. EN ISO 4126 serisi ise safety device ürün gereklilikleri ve ilgili teknik hükümler için uluslararası/Avrupa standardizasyon çerçevesidir. Uygulanacak standartlar tesis, ekipman ve ürün sertifikasyon kapsamına göre birlikte değerlendirilmelidir.

Chatter, emniyet vanasının çok hızlı ve tekrarlı biçimde açılıp kapanmasıdır. En yaygın nedenler arasında aşırı giriş basınç kaybı, gereğinden büyük vana, uygunsuz blowdown, yüksek/değişken backpressure ve proses basınç dalgalanmaları bulunur. Chatter kapasite kaybına, seat ve trim hasarına, titreşime ve borulama yüklerinin artmasına yol açabileceği için sistem tasarımıyla birlikte değerlendirilmelidir.

Test ve bakım periyodu servis kritikliğine, akışkanın kirletici/korozif özelliklerine, önceki test sonuçlarına, yasal gerekliliklere ve tesisin risk bazlı bakım yaklaşımına göre belirlenmelidir. Set basıncı, seat tightness, hareketli parçalar, yay, körük veya pilot devresi ürün tipine göre kontrol edilir. API 576 proses tesislerinde pressure-relieving device inspection uygulamaları için önemli bir referanstır.