Die Ventilautomatisierung in Öl-, Gas- und Petrochemieanlagen erfordert mehr als die Auswahl eines Aktuators nach Drehmoment. Ingenieure müssen auch die Klassifizierung von explosionsgefährdeten Bereichen, den Gehäuseschutz, Steuersignale, die Stromversorgung, das Ventilbetriebsdrehmoment und die erforderliche Ventilposition bei Stromausfall berücksichtigen.
Für Kugelhähne, Absperrklappen und andere Vierteldrehventile, die in potenziell explosionsgefährdeten Bereichen installiert sind, hängt die Auswahl des richtigen explosionsgeschützten Elektromotors daher von nachprüfbaren technischen Parametern ab und nicht von allgemeinen Zuverlässigkeitsaussagen.
Öl- und Gasanlagen können brennbare Gase oder Dämpfe enthalten. Elektrische Geräte, die in diesen Umgebungen installiert sind, müssen daher der geltenden Klassifizierung für explosionsgefährdete Bereiche entsprechen.
Die explosionsgeschützten DCL-Aktuator-Baureihen sind mit ATEX/IECEx-Schutz spezifiziert, einschließlich Ex db h IIC T4 Gb und Ex h tb IIIC T135°C Db. Unter dem CSA-Klassifizierungssystem listet die Produktdokumentation auch Class I, Division 1, Groups C and D T5/T6 und Class I, Zone 1, AEx db IIC T5/T6 Gb.
Für ein Öl- und Gasprojekt sollte der erste Schritt bei der Auswahl daher darin bestehen, festzustellen, ob die Installation in Zone 1, Class I Division 1 oder einem anderen klassifizierten Bereich erfolgt. Die Aktuatorzertifizierung muss dann anhand dieser spezifischen Anforderung überprüft werden.
Zwei Ventile mit demselben Nenndurchmesser können aufgrund des Dichtungsmaterials, des Drucks, des Prozessmediums, des Herstellungsdesigns oder der Betriebsbedingungen ein unterschiedliches Betriebsdrehmoment erfordern.
Die DCL-Ex-Serie reicht von DCL-Ex05 bis DCL-Ex300 mit einem Standard-Ausgangsdrehmoment von ca. 50 Nm bis 3000 Nm. Der DCL-Ex300 ist mit einem maximalen Drehmoment von 3900 Nm.
Die Produktdokumentation empfiehlt außerdem die Verwendung von tatsächlichen Drehmomentdaten des Ventilherstellers und die Anwendung eines Drehmoment-Zulassungsfaktors von ca. 1,1–1,3 bei der Auswahl des Aktuators.
Dieser Ansatz ist besonders relevant für große Kugelhähne, Absperrklappen oder Ventile, die nach längerer Verweildauer in einer Position ein höheres Anlaufdrehmoment aufweisen können.
Explosionsgeschützte DCL-Elektro-Aktuatoren sind mit einem IP68-Gehäuse und einem Umgebungstemperaturbereich von -25°C bis +55°C spezifiziert. Je nach Modell und Konfiguration sind Stromversorgungen wie DC24V, AC110V, AC220V und AC380V verfügbar.
Für Prozesssteuerungsanwendungen akzeptieren die modulierenden Versionen vom Typ E/GEY 4–20mA DC, 1–5V DC oder 2–10V DC Eingangssignale und liefern 4–20mA DC Positionsrückmeldung. Der dokumentierte Grundfehler beträgt nicht mehr als ±1%, mit einem Wiederholfehler von nicht mehr als 1%.
Diese Spezifikationen machen den Aktuator geeignet für die Ventilpositionierung in Regelkreisen für Durchfluss, Druck, Temperatur und Füllstand, bei denen eine Proportionalregelung erforderlich ist.
Optionale Funktionen umfassen Modbus-Kommunikation, Überdrehmomentschutz, Entfeuchtungsheizungen und Fail-Safe-Rückstellung.
Ein Ventil in explosionsgefährdeten Bereichen muss möglicherweise auch eine definierte Position einnehmen, wenn die externe Stromversorgung ausfällt.
Das optionale DCL-Fail-Safe-System kann das Ventil in eine voreingestellte vollständig geschlossene, vollständig offene oder aktuelle Position fahren, wenn eine ungewöhnliche Stromunterbrechung auftritt. Die Energie wird intern mittels eines Superkondensators oder einer Batterie gespeichert, abhängig vom Aktuatormodell. Die Dokumentation spezifiziert eine volle Hubfähigkeit von mindestens vier Zyklen.
Diese Funktion kann dort in Betracht gezogen werden, wo das Prozessdesign eine definierte Ventilposition bei Verlust der elektrischen Energie erfordert.
Für die Ventilautomatisierung in Öl und Gas sollte die Aktuatorauswahl die Zertifizierung für explosionsgefährdete Bereiche, das Ventilbetriebsdrehmoment, die Stromversorgung, den Steuerungsmodus, die Rückmeldeanforderungen, den Umweltschutz und die Fail-Safe-Strategie kombinieren.
Die explosionsgeschützten DCL-Elektro-Aktuator-Baureihen kombinieren IP68-Schutz, Zertifizierungen für explosionsgefährdete Bereiche, 50–3000 Nm Standard-Ausgangsdrehmoment, 4–20mA modulierte Steuerung und optionale Modbus- und Fail-Safe-Funktionen.
Für die Ingenieurauswahl bieten diese messbaren Spezifikationen eine stärkere Grundlage als allgemeine Aussagen wie „hohe Leistung“ oder „hohe Zuverlässigkeit“.