BERSTSCHEIBEN

Sicherheitsberstscheiben von CDC zur Druckentlastung bei Explosionen oder Verpuffungen.

 

 

Berstscheiben - Das Technik-Lexikon

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Begriff

Erklärung

Arbeitsfaktor - Arbeitsdruck

Der Arbeitsfaktor gibt vor zu welchem Prozentsatz des MIN Berstdruckes ein System betrieben werden darf, in dem die entsprechende Berstscheibe eingebaut ist. Wird während des Betriebes des Systems der maximale Arbeitsdruck überschritten nimmt die Berstscheibe durch Dehnung oder Stauchung des Materials schaden, was die Lebensdauer bzw. den MIN Berstdruck herabsetzt.

 

Auslegungsdruck

Druck, der zur Erfüllung vorgesehener Funktionen vom Planer eines Gerätes oder einer Anlage vorgegeben wird. Er korrespondiert mit der Bemessungsgrundlage nach DIN 40 200 (DIN 24 312).

 

Zur Auslegung der Berstscheiben ist der Auslegungsdruck sehr wichtig, er gibt den Startwert zur Berechnung der Berstdrücke vor. Nach der der europäischen Richtlinie P.E.D. (= Pressure Equiptment Directive 97/23/EG) ist es erlaubt zur Auslegung von Berstscheiben den MAX Berstdruck 10% über dem Auslegungsdruck anzusetzen.

Liegt der gewünschte MAX Berstdruck unterhalb des Auslegungsdruckes kann auch dieser die Grenze der Berechnungen sein.

 

Berstdruck

Der Berstdruck bezeichnet den Druckbereich, in dem die Berstscheibe berstet d.h. geöffnet wird, er wird mit den zwei Werten MIN und MAX angegeben. Der MIN Berstdruck ergibt sich aus zwei Toleranzen, der Bersttoleranz und der Fertigungstoleranz.

 

Aus der Fertigungstoleranz  die bei CDC Standardberstscheiben entweder 0%, 5% oder 10% beträgt ergibt sich der Nennberstdruck den die Scheibe besitzt.

 

Bersttoleranz

Die Bersttoleranz wird dem Nennberstdruck hinzugefügt nachdem der Herstellungsprozess beendet ist, und ist vom ASME Code vorgeschrieben. Hintergrund sind die theoretisch nicht 100% optimalen Einbaubedingungen die dem Endanwender einer Berstscheibe bei deren Installation eingeräumt wird. Sie beträgt je + und – 5% des Nennberstdruckes.

 

Druck – [bar]

Das Bar (von griechisch βαρύς, barýs = schwer) ist in der Physik und Technik eine gesetzliche Einheit (außerhalb des SI) für den Druck.
Am 1. Januar 1978 löste das Bar in der Bundesrepublik Deutschland und in Österreich die Maßeinheiten physikalische Atmosphäre (kurz atm) und technische Atmosphäre (kurz at) ab. Das weit verbreitete Kürzel atü (Atmosphäre Überdruck) wird durch „Bar Überdruck“ ersetzt. Die eigentliche Maßeinheit für den Druck ist das Pascal (sehr kleine Einheit). Ab 1. Januar 1980 wurde das Pascal als Maßeinheit für den Druck in der DDR verbindlich eingeführt und die alten Einheiten kp/cm², mmWS und at (Atmosphäre) bzw. atm waren nicht mehr zulässig. Gemäß der EG-Richtlinie 80/181/EWG darf die Einheit Bar weiterhin verwendet werden (wie zum Beispiel auch die Einheiten Liter, Minute oder Elektronenvolt). 1 Bar ist außerdem in etwa der Druck, um den sich der hydrostatische Druck pro 10 Meter Wassertiefe erhöht.

 

  • 1 bar = 10^5 kg/(m*s²) = 0,1 N/mm² = 10 N/cm² = 10^5 N/m² = 10^5 Pa
  • 1 mbar = 1 hPa = 100 Pa (sprich: 1 Millibar = 1 Hektopascal)
  • 1013,25 mbar = 1013,25 hPa = 1 atm (Normaldruck)

 

Man beachte in der unten stehenden Tabelle die Unterschiede zwischen der technischen Atmosphäre at und der Standard-Atmosphäre atm.

 

Umrechnungstabelle

Druckeinheiten und Umrechnungsfaktoren

 

Pascal
(Pa)

Bar
(bar)

Technische Atmosphäre
(at)

Physikalische Atmosphäre
(atm)

Torr
(torr)

Pfund-Kraft pro Quadratzoll
(psi)

≡ 1 N/m²

≡ 1 Mdyn/cm²

≡ 1 kp/cm²

≡ pSTP

≡ 1 mmHg

≡ 1 lbf/in.²

 

1 Pa

1

1,0000 · 10−5

1,0197 · 10−5

9,8692 · 10−6

7,5006 · 10−3

1,4504 · 10−4

1 bar

1,0000 · 105

1

1,0197 · 100

9,8692 · 10−1

7,5006 · 102

1,4504 · 101

1 at

9,8067 · 104

9,8067 · 10−1

1

9,6784 · 10−1

7,3556 · 102

1,4223 · 101

1 atm

1,0133 · 105

1,0133 · 100

1,0332 · 100

1

7,6000 · 102

1,4696 · 101

1 torr

1,3332 · 102

1,3332 · 10−3

1,3595 · 10−3

1,3158 · 10−3

1

1,9337 · 10−2

1 psi

6,8948 · 103

6,8948 · 10−2

7,0307 · 10−2

6,8046 · 10−2

5,1715 · 101

1

Exponentialdarstellung auf vier Stellen gerundet.

 

Absolut und Atmosphär-Relativ (bara und barg)

Im Alltagsgebrauch wird der Druck oft mit Bezug auf den atmosphärischen Druck gemessen. D. h. wenn jemand sagt, seine Autoreifen haben einen Druck von 2,3 bar, dann haben sie tatsächlich 2,3 bar über dem atmosphärischen Druck (von ca. 1 bar), d.h. etwa 3,3 bar absolut. Dies ist der gauge pressure (Messdruck) geschrieben als barg, er wird meist zusammengeschrieben.
(Quelle: Wikipedia)

 

Fertigungstoleranz

Die Fertigungstoleranz wird für die Berstscheibe vor dem Beginn des Fertigungsprozesses festgelegt, sie wird vom Hersteller bestimmt. Die Fertigungstoleranz beträgt bei CDC Standardberstscheiben entweder 0%, 5% oder 10%

Je enger die Fertigungstoleranz gehalten wird desto höher sind die Herstellungskosten der Berstscheibe.

 

Herstellernummer (manufacturing number – "MFG")

Über die Herstellernummer ist jede Berstscheibe eindeutig zu identifizieren. Sie ist sowohl auf dem Typenschild, der Rechnung und auch dem entsprechenden Zertifikat zu finden.

 

Mit Angabe der MFG. können Berstscheiben der Continental Disc Corporation auf einfachstem Weg nachgeordert werden.

 

SCFM (Standard Cubic Feet per Minute)

In Europa wird der Luftdurchsatz in Kubikmeter pro Stunde angegeben, in den angelsächsischen Ländern in Cubic Feet per Minute (cfm).

Zwischen beiden Größen besteht die Beziehung:

1 cfm entspricht 1,7 cbm/h oder 0,472 l/s.


Danach entsprechen 50 cbm/h 29,5 cfm.

 

Die Referenzbedingungen die CDC für die Berechnung des Volumenstroms von kompressiblen Fluiden verwendet sind folgende:

 

Standard (S) = 14.7 psia & 60oF
Normal (N) = 1.014 bara & 0oC

 

Überdruck

Überdruck ist die physikalisch nicht ganz korrekte Bezeichnung für Druck, der relativ zum Atmosphärendruck bzw. Luftdruck gemessen wird. Die Bezeichnung wird in aktuellen Normen wieder verwendet und kann nach deren Definition auch negativ sein. Dieses entspricht dann der nicht mehr verwendeten Bezeichnung Unterdruck.
Druck wurde früher in at (Technische Atmosphäre) bzw. atm (Physikalische Atmosphäre) gemessen, Überdruck in atü (Atmosphären-Überdruck), wobei der Zahlenwert des Überdrucks um genau 1 niedriger lag als der absolute Druck. Diese Einheit wird heute nicht mehr verwendet, an ihre Stelle ist die Einheit Pascal bzw. bar getreten.
(Quelle: Wikipedia)

 

Unterdruck

Als Unterdruck (fachsprachlich: negativen Druck) bezeichnet man den Zustand des niedrigeren Drucks in einem bestimmten Volumen. Ein Unterdruck herrscht, wenn der Druck innerhalb des Volumens kleiner ist als der Umgebungsdruck.
Die Bezeichnung Unterdruck ist nur sinnvoll, wenn der gewählte Bezugsdruck bekannt ist. Unterdruck wird in diesem Zusammenhang als negativer Überdruck bezeichnet.

In aktuellen Normen wird als Bezugsdruck 1 bar verwendet (bis 1978 atm).

Ein Unterdruck herrscht beispielsweise auch beim Staubsauger, es wird ein Unterdruck im Inneren des Gerätes erzeugt, sodass die Luft am Ende des Schlauches eingesaugt wird.
Auf Meereshöhe ist ein maximaler Unterdruck von 1 bar möglich.
(Quelle: Wikipedia)

 

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