Pojistné ventily pro inertní plyny

Úvod do použití inertních plynů

Inertní plyny (někdy nazývané také netečné plyny) jsou takové plyny, které za běžných podmínek téměř nereagují s okolními látkami. Typickými zástupci jsou vzácné plyny a další stabilní plyny – nejčastěji se využívá dusík, dále argon, helium nebo například oxid uhličitý (CO₂). Díky své nehořlavosti a chemické netečnosti se inertní plyny hojně používají všude tam, kde je potřeba zabránit nežádoucím reakcím: například dusík se používá pro vytváření ochranné atmosféry v nádržích (zamezuje oxidaci nebo výbuchu), argon a CO₂ slouží jako ochranný plyn při svařování, helium nachází uplatnění v kryogenních systémech i při detekci netěsností. Inertní plyn tedy vytváří bezpečné a stabilní prostředí tam, kde by kyslík nebo jiné reaktivní plyny mohly způsobit problémy (korozi, hoření apod.).

Nejrozšířenějším inertním plynem v průmyslu je právě dusík – ten se využívá od chemických a potravinářských provozů až po laserové řezání. Pro aplikace s dusíkem existují i specializované modely ventilů (viz kategorie pojistné ventily pro dusík), nicméně princip ochrany přetlaku je u všech inertních plynů stejný. I inertní plyn pod vysokým tlakem totiž může představovat nebezpečí, a proto se ve všech tlakových systémech využívají pojistné ventily.

Význam a funkce pojistných ventilů v plynových systémech

Každá tlaková soustava s plynem (kompresor, zásobní tlaková nádoba, potrubní rozvod, kryogenní zásobník apod.) musí být chráněna proti nebezpečnému přetlaku. K tomu slouží pojistné ventily – bezpečnostní zařízení, která automaticky odpustí přebytečný tlak mimo systém, jakmile tlak dosáhne nastavené hodnoty. Ventil se v takovém případě otevře a vypustí část plynu do volného prostoru (nebo do bezpečného potrubí), čímž zabrání dalšímu růstu tlaku. Tím chrání vaši tlakovou soustavu před poškozením či výbuchem. Bez pojistného ventilu by i jinak neškodný inertní plyn mohl při náhlém nárůstu tlaku způsobit vážnou havárii. Proto jsou pojistné ventily nezbytnou součástí tlakových zařízení a jejich instalace je často vyžadována normami a zákony.

#ShowMore#

Specifika pojistných ventilů pro inertní plyny

Pojistné ventily určené pro inertní plyny se svým principem funkce neliší od ventilů pro jiná média – jejich úkolem je spolehlivě uvolnit přetlak. Vyznačují se však určitými specifiky v materiálech a konstrukci, aby byly optimálně přizpůsobeny plynnému médiu a zajišťovaly maximální těsnost i bezpečnost provozu. Níže uvádíme hlavní zvláštnosti těchto ventilů:

• Materiál těla ventilu (mosaz vs. nerez): Pro inertní plyny se nejčastěji používají ventily z mosazi nebo z nerezové oceli. Mosazné pojistné ventily jsou rozšířené v běžných aplikacích se stlačeným vzduchem a inertními plyny při okolních teplotách – mosaz je dostatečně pevná, odolná vůči korozi ve suchých plynech a cenově výhodná. Pro náročnější podmínky nebo vyšší čistotu prostředí se volí nerezové ventily z ušlechtilé oceli. Nerezová ocel zajišťuje vysokou odolnost proti korozi a umožňuje použití ventilu v širokém rozsahu teplot (včetně velmi nízkých). V některých případech (např. u kombinace vysoké teploty a dusíku či páry) se mohou u pojistných ventilů uplatnit i další materiály jako bronz nebo litina, avšak pro inertní plyny v praxi dominují mosazné a nerezové provedení.

• Konstrukce a těsnost: Pojistné ventily pro plyny jsou obvykle pružinové ventily s přesně nastavenou sílou pružiny, která určuje otevírací tlak. Důležitá je odolnost proti úniku – plyn má nízkou viskozitu a snadno by pronikal i drobnou netěsností. Proto mají tyto ventily precizně obrobené sedlo a často jsou vybaveny měkkým těsněním (např. teflonovým kroužkem PTFE) na sedlové ploše. To zajišťuje, že v zavřeném stavu ventil nepropustí prakticky žádný plyn (až do dosažení otevíracího tlaku). Kvalitní těsnost je důležitá nejen pro bezpečnost, ale i pro ekonomiku provozu – zabrání se tak nežádoucím ztrátám drahého plynu pozvolným únikem.

• Čistota a úprava pro plynné prostředí: V aplikacích s inertními plyny (například v potravinářství, farmacii nebo při výrobě elektroniky) se klade důraz na čistotu systému. Pojistné ventily pro plyny jsou proto často dodávány odmaštěné a vyčištěné od výrobce, aby do média neuvolňovaly žádné nečistoty ani zbytky olejů z výroby. Inertní plyny sice nejsou agresivní, ale například při velmi nízkých teplotách by i drobné nečistoty mohly způsobit zamrzání nebo abrasivní poškození těsnění. Čisté provedení ventilu navíc zaručuje, že se do technologie (např. do nádrže s potravinářským dusíkem) nedostanou nežádoucí částice.

Kryogenní provedení inertních ventilů

Samostatnou kategorií jsou pojistné ventily pro kryogenní plyny – tedy pro inertní plyny uchovávané v kapalném stavu při extrémně nízkých teplotách. Typickým příkladem je kapalný dusík (cca –196 °C) nebo kapalný argon. Pro tyto účely se používají speciální kryogenní pojistné ventily, které jsou konstruovány tak, aby spolehlivě fungovaly i při hlubokém chladu. Materiál takového ventilu je výhradně kvalitní nerezová ocel (mosaz by se při kryogenních teplotách stala křehkou). Dále je upravena i vnitřní konstrukce: pružiny jsou z nerezové nebo speciální slitiny (např. Inconel) odolávající zkřehnutí a těsnění bývá z materiálů, které si zachovávají pružnost v mrazu (např. PTFE či jiné polymery určené pro kryogeniku). Konstrukčně mívá kryogenní ventil prodloužený „krk“ nebo nástavec oddělující mechanizmus ventilu od nejchladnější části – to pomáhá udržet pružinu a seřizovací prvky v o něco vyšší teplotě, aby nedocházelo k jejich zamrzání. Samozřejmostí je, že i kryogenní ventil musí dokonale těsnit v zavřeném stavu, jinak by neustále unikal odpařující se plyn. V naší nabídce naleznete tyto kryogenní modely v sekci pojistné ventily pro kryogenní plyny, které umožňují bezpečně upouštět přetlak například z nádob s kapalným dusíkem nebo jinými zkapalněnými plyny.

Doporučení pro výběr pojistného ventilu na plyny

Při výběru vhodného pojistného ventilu pro inertní plyn je potřeba zohlednit několik důležitých kritérií. Každá aplikace může mít specifické požadavky, ale obecně doporučujeme soustředit se na následující parametry:

• Médium a teplota: Ujasněte si, jaký plyn a v jakých podmínkách budete ventil používat. Jiné provedení zvolíte pro stlačený plyn při pokojové teplotě (zde postačí mosazný ventil) a jiné pro kryogenní kapalinu (zde je nutný ventil nerezový, kryogenní). Každý ventil má výrobcem stanovené rozpětí provozních teplot – ujistěte se, že váš rozsah (např. -20 °C až +50 °C u dusíku) do něj spadá.

• Nastavený tlak (otevírací tlak): Pojistné ventily se dodávají nastavené na konkrétní otevírací tlak (například 10 bar). Tento tlak by měl odpovídat maximálnímu dovolenému tlaku vaší soustavy. Zkontrolujte, zda vámi vybraný typ ventilu pokrývá požadovanou hodnotu – ventily mívají určitý rozsah nastavitelných tlaků (např. 5–16 bar). Ventil vždy objednávejte s nastavením od výrobce/dodavatele, který zajistí přesné seřízení a plombu bránící změně nastavení.

• Velikost a připojení: Důležitý je správný rozměr ventilu a typ připojení. U menších zařízení se používají závitové pojistné ventily (typicky závity G 1/4" až G 1"), u větších nádob a potrubí jsou to přírubové ventily. Zkontrolujte, že ventil má odpovídající velikost závitu nebo příruby pro vaše zařízení. Velikost ventilu (světlost, označovaná DN) souvisí i s průtokem – větší ventil dokáže při otevření upustit více plynu za sekundu. Pokud tedy máte velký objem plynu, ujistěte se, že zvolený ventil má dostatečnou kapacitu (výrobci uvádějí průtočné parametry).

• Materiál a provedení: Jak bylo zmíněno výše, volba materiálu těla (mosaz, nerez) a těsnění musí odpovídat médiu. Pro běžné inertní plyny postačí standardní mosazný ventil s NBR nebo PTFE těsněním. Pro agresivnější prostředí nebo velmi čisté plyny zvažte nerezový ventil. U kapalného CO₂ nebo jiných plynů, které mohou při expanzi výrazně chladnout, opět volte raději nerez (kvůli křehnutí mosazi v chladu).

• Certifikace a dokumentace: Pojistný ventil je bezpečnostní prvek, který by měl být certifikován (TÜV, CE) pro dané použití. U seriózních dodavatelů (jako jsme my) dostanete k ventilu kompletní dokumentaci – prohlášení o shodě, certifikát a protokol o nastavení pojistného tlaku. To je důležité pro revize tlakových zařízení i pro váš klid, že ventil byl odzkoušen a bude fungovat při stanoveném tlaku.

🔎 Tip: Pokud si nejste jisti správnou volbou ventilu, přečtěte si náš podrobný poradenský článek Jak vybrat správný pojistný ventil, kde jsou všechny důležité parametry a tipy rozebrány krok za krokem. Také nás můžete kdykoli kontaktovat – rádi vám s výběrem pomůžeme. Kompletní sortiment všech typů pojistných ventilů (pro různé plyny, páru, vodu atd.) najdete v hlavní kategorii Pojistné ventily – veškeré provedení.

Výhody a omezení ventilů pro inertní plyny

Výhody:

• Spolehlivá ochrana tlakových systémů: Kvalitní pojistné ventily určené pro inertní plyny (např. od renomované značky Herose) zajistí bezpečné odpuštění přetlaku a tím ochrání vaše zařízení před destrukcí. Díky specializované konstrukci pro plynné médium reagují přesně při daném tlaku a minimalizují riziko nežádoucího zásahu obsluhy.

• Optimalizace pro plynná média: Ventily na inertní plyn mají vyladěnou konstrukci sedla a těsnění tak, aby neunikal plyn v normálním provozu. Oproti ventilům pro kapaliny mívají jemnější pružiny a často měkčí těsnicí prvky, což zajišťuje těsnost až do momentu otevření.

• Dlouhá životnost a nízká údržba: Inertní plyny jsou nekorozivní a čisté, takže ventil není vystaven agresivnímu prostředí. To se pozitivně projeví na životnosti – nedochází k rezivění ani zanášení nečistotami. Ventily tak vyžadují jen minimální údržbu (pouze periodickou kontrolu funkce při revizích nádoby).

• Široká škála provedení: Pro inertní plyny je k dispozici mnoho variant pojistných ventilů – od malých závitových ventilů pro tlakové lahve a kompresory až po velké průmyslové ventily s přírubami. Snadno tak najdete vhodný model pro konkrétní tlak, průtok i způsob připojení. Navíc jeden ventil často pokrývá více médií: např. pojistný ventil nastavený pro dusík lze zpravidla použít i pro argon nebo helium (inertní plyny mají podobné chování).

Omezení:

• Určeno jen pro specifická média: Pojistné ventily z této kategorie jsou certifikovány pro inertní plyny (případně stlačený vzduch). Nelze je používat pro agresivní či hořlavé plyny nebo kapaliny, pro které nejsou určeny. Například pro kyslík je nutné použít ventil s odmaštěním a materiály vhodnými pro O₂ – standardní ventil na inertní plyn by v kyslíkové službě mohl představovat riziko. Vždy se držte doporučení výrobce ohledně média, pro které je ventil schválen.

• Teplotní limity: Každý ventil má omezený rozsah provozních teplot. Mosazné ventily nejsou vhodné pro velmi nízké ani velmi vysoké teploty – v mrazu křehnou a ve vysokých teplotách ztrácejí pevnost. Pro kryogenní podmínky proto vždy zvolte nerezový kryogenní ventil. Naopak některé kryogenní ventily nemusejí být konstruovány pro vyšší teploty nad 100 °C. Ujistěte se, že teploty ve vašem provozu odpovídají možnostem vybraného ventilu.

• Nutnost pravidelných revizí: Ačkoli inertní plyn samotný nezpůsobuje opotřebení, pojistný ventil je mechanické zařízení a jako takové vyžaduje občasnou kontrolu. Doporučuje se ověřit funkčnost ventilu při pravidelných kontrolách tlakové nádoby (dle zákonných lhůt). Pružina časem může mírně změnit charakteristiku a těsnění může stárnout, proto se ventil při revizích zpravidla testuje nebo vymění, aby byla zachována stoprocentní spolehlivost.

• Možné provozní omezení: Při odpouštění velkého množství plynného média může docházet k velmi rychlému ochlazení ventilu (expanzní efekt) a k intenzivnímu hluku proudu unikajícího plynu. To jsou vlastnosti společné všem pojistným ventilům na plyn – je třeba s tím počítat při instalaci (např. vyvést výfuk ventilu do bezpečného venkovního prostoru a vybavit tlumičem hluku, je-li to nutné).

Celkově vzato představují pojistné ventily pro inertní plyny klíčový prvek ochrany v každé tlakové soustavě s nehořlavými plyny. Správně zvolený a nainstalovaný ventil vám zajistí bezpečný provoz bez obav z nekontrolovaného nárůstu tlaku – můžete se tak plně soustředit na využití inertního plynu ve své technologii, zatímco o bezpečnost je spolehlivě postaráno.