Näkölasiasetelmien vaatimukset
Uusien säädösten, lakimuutosten tai asiakaspyyntöjen vuoksi venttiilialan vaatimukset kasvavat jatkuvasti. Tämä koskee kaikkia näkölasiasetelmien tyyppejä - Putkiston näkölasi, Pinnankorkeuden osoitin, Säiliöiden näkölasit ja Putkimainen näkölasi.
Tämä raportti antaa katsauksen näkölasikomponenttien valintakriteereihin, niiden tiivisteteknologiaan sekä kahteen esimerkkiin näkölasiasetelmista erikoissovellusalueille.
Laitosten rakentajille ja käyttäjille asetettavat teolliset ja sääntelyyn liittyvät vaatimukset kasvavat jatkuvasti. Näiden sääntelymuutosten ja vaatimusten vaikutukset tuntuvat myös venttiilialalla. Esimerkiksi TA‑Luftin innovaatiot vaikuttavat laippaliitoksiin, tiivistystekniikkaan ja jopa näkölasiasetelmiin. Periaatteessa vaatimukset katetaan hyvällä standardoinnilla, kuten Säiliöiden näkölasit DIN 28120:n mukaan (ACI Type 320), DIN 28121 (ACI Type 321) tai Putkiston näkölasi DIN 3237:n mukaan (ACI Type 550). Mutta entä jos laitosten rakentajien tai käyttäjien vaatimukset prosessin tehokkaalle ja ennen kaikkea turvalliselle valvonnalle ylittävät standardoitujen näkölasejen mahdollisuudet?
Periaatteessa prosessivalvonnalle on tarjolla laaja valikoima vaihtoehtoja. Olipa kyse Säiliöiden näkölasit (esim. ACI Type 320 tai 321), Putkiston näkölasi (esim. ACI Type 550 tai 530), Pinnankorkeuden osoitin (esim. ACI Type 330 tai 410) tai putkimaiset näkölasi (esim. ACI Type 620 tai 622) – laippa-asennukseen, ruuvattavaksi tai jopa hitsattavaksi. Nämä standardinmukaiset näkölasi ratkaisut saavuttavat ajoittain rajansa. Erityisesti korkeapaine- ja korkealämpötila-alueilla, mutta etenkin yhdistelmissä, joissa on sekä korkea paine että korkea lämpötila, ei aina voi luottaa standardiin. Tilanne hankaloituu erityisesti, kun venttiiliä käytetään hyvin aggressiiviselle, räjähtävälle tai erittäin vaaralliselle väliaineelle. Käyttämällä korkealaatuisia materiaaleja varmistamme, että näkölasiasetelman vaatimukset täyttyvät ja toteutuvat myös erikoisissa näkölasiasetelmissa. Valmistettaessa hyvin monipuolisia venttiilejä on tärkeää, että komponentti- ja materiaalivalikoima on laaja. Tärkeitä komponentteja ovat esimerkiksi lasi, tiivisteet ja ruuvit. Laajan väliaineyhteensopivuuden kattamiseksi käytettyjen materiaalien kemiallinen koostumus on myös ratkaiseva. Esimerkiksi ruostumaton teräs ei ole sama kuin ruostumaton teräs, eikä mikään materiaali ole yleisesti väliaineenkestävä. Materiaalit eivät kuitenkaan ole kaikki kaikessa. Tarvittava asiantuntemus tällaisten erikoisventtiilien valmistamiseen säädösten mukaisesti on oltava läsnä, samoin hyvä laadunhallintajärjestelmä ja laajat testaukset. Useimmat paineenalaiset laiteosat, kuten Putkiston näkölasi (esim. ACI Type 550 tai 530), on suunniteltava ja testattava laajasti Painelaitedirektiivi 2014/68/EU:n mukaisesti yhdessä AD2000:n ja sitä vastaavien harmonisoitujen laatu- ja vaatimustenmukaisuusstandardien kanssa.
Haluamme havainnollistaa, että erityisesti monimutkaisempia käyttökohteita varten on olemassa mahdollisuuksia seuraavien esimerkkien avulla.
Käyttökohteet esimerkki: Väliaine
Suuri kemiallinen yritys tarvitsi prosessinseurantaan 3-tienäkölasi Putkiston näkölasi. Vaatimukset olivat selvästi määriteltyjä:
- Väliaine: Fosgeeni-kaasu
- Lämpötila-alue (TSmin /max): -20 °C / +280 °C
- Suurin sallittu käyttöpaine (PS): (PSmax): 40 bar
- Nimelliskoko: DN150
Asiakkaan päähuomio oli varmistaa mahdollisimman korkea turvallisuus 40 barin käyttöalueella ja 280 °C lämpötilassa. Tähän tarkoitukseen sopi vain ACI:n Tyyppi 590, 3-tienäkölasi Putkiston näkölasi kahdella Katseluaukot, oli sopiva.
Kotelolle käytimme edistyksellistä versiota ACI:n Tyyppi 590 -korkeapainekotelosta DN150 PN250, joka mukautettiin kolmelle V-laipalle DN150 PN63 DIN 1092-1 Tyyppi 11:n mukaisesti. Tässä rakenteessa mainitut liitäntä-V-laipat ovat Näkölasi-kotelon heikoimmat paineenkantavat komponentit. Laippojen käyttäminen PN63-luokassa oli tärkeää, jotta saavutetaan täysi 40 bar 280 °C lämpötilassa. Ne ovat sallittuja ja mitoitettu 43,5 barille DIN EN 1092-1 -standardin paine–lämpötilaluokituksen mukaan. Nopeaan ja itsenäiseen sallittavien paineiden määrittämiseen lämpötilan, paineen luokan (PN / Class) ja materiaalin mukaan löydät verkkosivustomme Työkalut-kategoriasta ilmaisen DIN EN 1092-1:n ja ASME B16.5:n mukaisen paine–lämpötilaluokituksemme.
Kotelo- ja laippamateriaaliksi valitsimme väliaineen kannalta erityisen edullisten ominaisuuksiensa vuoksi ruostumattoman austeniittisen teräksen 1.4539 (X1NiCrMoCu25-20-5 / 904L). Hitsausprosessi suoritettiin pätevän ja sertifioidun henkilöstön toimesta. Ruostumattomille austeniittisille teräksille hitsausaumoille tehtävä jälkikäsittely, eli piklaus ja passivointi, on pakollista korroosionkestävyyden säilyttämiseksi. Asiakkaamme turvallisuusvaatimusten täyttämiseksi kaikki hitsausaumat tarkastettiin 100 % röntgenkuvauksella, ja kokonaan koottu Näkölasi alistettiin TÜV-hyväksynnälle 3.2-sertifikaatin mukaisesti. Ellei toisin määrätä, dokumentaation laajuus perustuu yleisesti AD2000:n ja Painelaitedirektiivin sovellettaviin määräyksiin. Korvasimme standardi‑Borosilikaattilasista valmistetut Näkölasejamme metallisulautetuilla Borosilikaattilasinäkölaseilla.
Vain näin pystyimme, laajennetun pulttikehän lisäksi, soveltamaan entistä tasaisempaa ja korkeampaa pintapainetta lasin ja kotelon väliseen, Fosgeeni-kaasua vastaan tehokkaaseen tiiviiseen liitokseen.
Novaphit® VS valittiin tiivistemateriaaliksi. Se on grafiittitiiviste, joka on valmistettu esipuristetusta grafiittikalvosta, laadultaan puhtaasta laajennetusta grafiitista (puhtaus > 99 %). Käyttökohteen lämpötila-alueen (-20 °C – +280 °C) vuoksi kondensaation sekä suolahapon muodostumisen mahdollisuutta ei voida sulkea pois. Tästä syystä novaphit®-tiivisteissä yleensä vakiona oleva 1.4404-ruostumattomasta teräksestä valmistettu vahvikeosa jätettiin pois.
Käyttökohteet esimerkki: Paine
Suuri lentokone- ja helikopterivalmistaja otti meihin yhteyttä koskien useita korkeapaineisia Sisäkierteinen putkiston näkölasi -tuotteita korkeapaineista öljysovellusta varten.
Vaatimukset olivat:
- Väliaine: Öljy
- Lämpötila-alue (TSmin /max): -10 °C to +90 °C
- Suurin sallittu käyttöpaine (PS): (PSmax): 400 bar
- Liitännän nimelliskoko: G1/2“
Tässä sovellustapauksessa pystyimme turvautumaan yhteen standardituotteistamme, ACI Tyyppi 522, korkeapaineiseen Sisäkierteinen putkiston näkölasi -malliin.
ACI:n Tyyppi 522 suunniteltiin 400 barin varianttina enimmäislämpötilalle 280 °C, joten se täytti asiakkaan vaatimukset vaivattomasti. Tämän ansiosta pystyimme toimittamaan korkeapaineiset Putkiston näkölasi asiakkaan toiveiden ja teknisten vaatimusten mukaisesti ilman pitkää odotusaikaa. Näihin näkölasiasetelmiin käytettiin ACI:lle erikseen valmistettua korkealaatuista Borosilikaattilasi -lasia. Erityislasit, joita ei vastaavassa standardissa ole lueteltu niiden korkean vaatimustason vuoksi, suunnitellaan ja lasketaan periaatteessa meidän toimesta kyseisen standardin mukaisesti vaadittua käyttöaluetta varten. Tällaisen lasin suunnittelua varten ilmainen lasin valintaoppaamme erilaisille lasimateriaaleille ja -muodoille on myös saatavilla verkkosivullamme "Tools" -kategoriassa.
Kotelon materiaaliksi käytettiin Saksassa valmistettua 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2 / A316Ti) -ruostumatonta terästä, jolla on parhaat ominaisuudet korkeapaineisiin sovelluksiin ja jota leimaa sen kestävyys ja korroosionkestävyys. Tästä syystä se ei vaadi erillistä suojamaalikerrosta. Tiivisteeksi valitsimme novaphit® MST:n, jossa on standardi XP-teknologia. Korkealaatuisten ominaisuuksiensa ansiosta se on aiemmin osoittautunut parhaaksi ratkaisuksi näkölasiasetelmissamme. Seuraavassa kuvassa näkyy vaurioituneita näkölasi-levyjä, jotka oli asennettu kaupan saatavilla olevalla grafiittitiivisteellä.
Lisäksi vakiona käytetään niin kutsuttua XP-teknologiaa, joka edustaa grafiitin epäorgaanista syväpassivointia. Tästä seuraava vaikutus koskee kahta tärkeää osa-aluetta. Ensinnäkin grafiitin hapettumiskestävyys lisääntyy, mikä mahdollistaa merkittävästi paremmat pitkäaikaisominaisuudet, erityisesti sovelluksissa, joissa on korkeammat lämpötilat (> 300 °C). Toisaalta grafiitin taipumus tarttua tiivistepintaan vähenee huomattavasti tai jopa vältetään kokonaan.
XP-teknologialla varustetun novaphit® MST:n jäämät (kuva oikealla) voidaan helposti poistaa kokonaan kostean puhdistusliinan avulla.
Sovellusesimerkki: Matala lämpötila ja korkea paine
Saimme Norjassa sijaitsevalta öljynjalostamon asiakkaalta tiedustelun korkeapaineisesta näkölasiesta matalille lämpötiloille, jonka oli oltava merikelpoinen. Seuraavat vaatimukset tuli täyttää:
- Väliaine: CO2, öljy, metaanikaasu ja merivesi
- Lämpötila-alue (TSmin/max.): -60 °C / +150 °C
- Luokka / PN (PSmax): Luokka 900 / 150 bar (125 bar)
- Nimelliskoko: 3“ (DN80)
Asiakkaamme oli erityisen huolissaan merivedensuojauksesta ja -60 °C:n alhaisen lämpötilan kestävyydestä. Tätä varten voimme luottaa ACI:n Tyyppi 520A, korkeapaineiseen Putkiston näkölasiin ANSI-laipoilla.
Käytimme Tyyppi 520A-korkeapaineisen Putkiston näkölasin kotelon materiaaliksi ruostumatonta terästä 1.4462. Tämä materiaali on erinomaisista ominaisuuksistaan johtuen merivesikestävä ja erittäin kestävä myös CO2:lle, öljylle ja metaanikaasulle. ASME 16.5 B RF -mukaiset 3" Luokka 900 -liitäntälaipat valmistettiin myös tästä materiaalista. Tälle materiaalille vaadittiin kelpoisuuden osoituksena 3.2-sertifikaatti. Lisäksi luokittelimme Näkölasin AD2000-ohjelehti W10:n (Materiaalit matalille lämpötiloille) mukaan kuormitusryhmästä I kuormitusryhmään II. Tämän toimenpiteen seurauksena valittu materiaali (1.4462) pystyi saavuttamaan vaaditun -60 °C:n hyväksytyn -40 °C:n sijasta. Pääkotelon hitsausprosessissa tämän uudelleenluokituksen vuoksi vaadittiin kahden hitsisauman 100 % röntgentarkastus.
Valmistimme lasin erityisesti valmistetusta Borosilikaattilasista, Vastaava DIN 7080. Tämä lasi on vakiomaisesti kestävä edellä mainittuja väliaineita vastaan ja soveltuu meriveteen. Tiivistemateriaalina käytimme novaphit® MST -grafiittitiivistettä, koska se erikoisrakenteensa ansiosta soveltuu erinomaisesti korkeapaineisiin sovelluksiin alhaisissa lämpötiloissa.
Suoritimme onnistuneesti painekokeen vedellä huoneenlämpötilassa 60 sekunnin ajan Nimellispaine PN 150 bar × 1.5 (225 bar) omalla painekoelaitteellamme.
Onko sinulla projekti mielessä?
Voimme auttaa sinua!
Ota rohkeasti yhteyttä, niin keskustelemme yhdessä, miten voimme auttaa sinua!