Årsaker til lekkasje i sommerfuglventiler og tilsvarende løsninger

Butterflyventiler er mye brukt i industrier som vannbehandling, olje og gass, HVAC og kjemisk prosessering på grunn av deres kompakte design og effektive strømnings- og kostnadseffektive kontroll.

Imidlertid er et av de vanligste problemene medsommerfuglventilerer lekkasje. Lekkasjer kan oppstå internt (gjennom ventilsetet) eller eksternt (rundt ventilstammen eller ventilhuset). Lekkasjer kan være små eller store, noe som resulterer i redusert systemeffektivitet, eller alvorlige sikkerhetsrisikoer, miljøproblemer eller kostbar nedetid.
Derfor er det avgjørende å forstå de underliggende årsakene til disse lekkasjene og implementere effektive løsninger for å sikre pålitelig ventilytelse.

---

Typer av lekkasjer i sommerfuglventiler

Før vi dykker ned i årsakene og løsningene, la oss først klassifisere de vanlige lekkasjene i butterflyventiler:
a. Intern lekkasje: Væske passerer gjennom ventilen når den er i lukket posisjon, noe som indikerer at ventilsetet eller skiven ikke kan danne en tett forsegling.
b. Ekstern lekkasje: Væske siver ut fra ventilhuset, vanligvis rundt ventilstammen, pakningen eller flensforbindelsen, noe som setter tetningen i fare.

Begge typer lekkasjer kan skyldes design-, installasjons-, drifts- eller vedlikeholdsrelaterte faktorer.
Nedenfor vil vi utforske hovedårsakene og tilhørende løsninger for hver type lekkasje.

---

1. Slitte eller skadede tetninger

En vanlig årsak til intern lekkasje er nedbrytning av ventiltetningskomponenter (som elastiske foringer eller metallseter).

1.1 Årsaker

- Materialforringelse: Langvarig eksponering for etsende væsker, høye temperaturer eller ultrafiolett stråling kan føre til at tetninger stivner, sprekker eller mister elastisitet.

- Slipende medier: Væsker som inneholder sand, grus eller andre partikler vil korrodere tetninger over tid.

- Aldring: Selv under mindre krevende forhold vil pakninger naturlig forringes over tid, noe som reduserer deres evne til å passe inn i ventilskiven. Dette er uunngåelig naturlig aldring.

- For høyt dreiemoment: Dreiemomentet til de valgte elektriske, pneumatiske og andre aktuatorene er for stort, og ventilskiven legger for mye trykk på ventilsetet når den lukkes, noe som fører til at ventilsetet deformeres eller til og med rives. Selv ved manuell betjening kan for høyt dreiemoment på butterflyventiler med stor diameter føre til deformasjon eller skade på ventilsetet.

1.2 Løsninger

- Materialvalg: Velg tetningsmaterialer som er kompatible med væsken og driftsforholdene. Bruk for eksempel PTFE for kjemisk motstand, EPDM for vannapplikasjoner og Viton for oljebaserte væsker.
- Regelmessig vedlikehold: Implementer et forebyggende vedlikeholdsprogram for å inspisere og bytte ut pakninger før de svikter. Dette er spesielt viktig i tøffe miljøer.
- Beskyttende belegg: I slipende applikasjoner bør du vurdere å bruke ventiler med belagte eller herdede seter for å forlenge levetiden til tetningene.
- Optimaliser aktuatoren: I henhold til produsentens momentdata for spjeldventilen, velg en aktuator med passende moment, eller velg en aktuator med momentbeskyttelse. I tillegg bør overdreven kraft unngås ved manuell drift. Zfa anbefaler at du kan bruke en håndtaks- eller snekkegirsaktuator med momentbegrensning hvis du er usikker.
- ---

2. Feil installasjon

Lekkasje forårsakes ofte av feil under ventilinstallasjonen, som påvirker interne og eksterne tetninger.

2.1 Årsaker

- Feiljustering: Hvis ventilen ikke er riktig justert med røret, kan det hende at skiven ikke sitter ordentlig, noe som kan føre til intern lekkasje.
- Utilstrekkelig moment: Utilstrekkelig tiltrekking av flensboltene kan forårsake ekstern lekkasje ved ventilrørets grensesnitt.
- For mye tiltrekking: For høyt moment kan føre til deformasjon av ventilhuset eller setet, noe som kan forhindre at skiven lukkes helt og forårsake intern lekkasje.

2.2 Løsning

- Kontroll av justering: Bruk et justeringsverktøy under installasjonen for å sikre at ventilen er sentrert i røret. Det er også nødvendig å bekrefte at spjeldet beveger seg fritt uten å berøre rørveggen.
- Momentspesifikasjon: Følg produsentens anbefalte momentverdi for flensbolter og bruk en kalibrert momentnøkkel for å oppnå jevn kompresjon av pakningen.
- Valg av pakning: Bruk pakninger av høy kvalitet med høy elastisitet som er kompatible med ventil- og rørmaterialene. Sørg også for at pakningsstørrelsen er passende for å unngå overdreven kompresjon eller hull.
- ---

3. Diskforstyrrelser

Intern lekkasje kan oppstå når skiven ikke kan lukkes helt på grunn av fysisk forstyrrelse av det omkringliggende røret eller flensen.

3.1 Årsak

- Uoverensstemmelse mellom rørdiameter: Hvis rørets innerdiameter er for liten, kan skiven treffe rørveggen når den lukkes.
- Flensdesign: Hevede flenser eller feil dimensjonerte kontaktflater kan hindre skiven i å bevege seg.
- Oppsamling av rusk: Faste stoffer eller avleiringer som samler seg inne i ventilen kan forhindre at skiven sitter ordentlig på plass.

3.2 Løsning

- Kompatibilitetsverifisering: Før installasjon, bekreft at ventilskivens diameter er kompatibel med rørets ID.
- Flensjustering: Følg standarder som ANSI eller DIN for å bruke flate flenser eller pakninger for å sikre skiveklaring.
- Rengjøringsarbeid: Skyll systemet før ventilen tas i bruk for å fjerne rusk, og installer oppstrømsfiltre hvis forholdene tillater det for å forhindre fremtidig opphopning.

4. Feilaktig pakking av stammen

Ekstern lekkasje oppstår vanligvis rundt ventilstammen, noe som skyldes problemer med pakningen eller tetningene som hindrer væske i å strømme ut langs aksen.

4.1 Årsak

- Slitasje: Over tid vil pakningsmaterialer som PTFE eller grafitt slites på grunn av bevegelse eller trykk i spindelen.
- Temperatursvingninger: Basert på prinsippet om termisk utvidelse og sammentrekning, kan gjentatte temperatursvingninger føre til at pakningen krymper, løsner og til og med brister.
- Feil justering: Hvis pakkboksen er for løs, kan væsken lekke; hvis den er for stram, kan den skade ventilstammen eller begrense bevegelsen.

4.2 Løsning

- Vedlikehold av emballasje: Sjekk og skift ut slitt emballasjemateriale regelmessig.
- Temperaturhensyn: Velg pakkematerialer som er egnet for systemets temperaturområde, for eksempel fleksible grafittmaterialer for høytemperaturapplikasjoner.
- Justering av pakkboks: Stram pakkboksen til momentet som er angitt av produsenten, kontroller for lekkasjer etter justering og unngå overkompresjon.

---

5. For høyt trykk eller temperatur

Når driftsforholdene overstiger ventilens designgrense, kan det oppstå lekkasje som påvirker interne og eksterne tetninger.

5.1 Årsaker

- For høyt trykk: Trykk som overstiger ventilens kapasitet kan deformere ventilsetet eller -skiven, slik at det blir umulig å tette.
- Termisk ekspansjon: Høye temperaturer kan føre til at komponenter utvider seg ujevnt, noe som kan forårsake aldring, mykning eller til og med karbonisering av tetningen, noe som kan påvirke tetningsflatens passform, løsne tetningen eller forårsake ekstern lekkasje ved skjøten.
- Kuldesproøhet: Under forhold under -10 grader kan tetningen bli sprø og sprekke, noe som forårsaker lekkasje.

5.2 Løsninger

- Passende trykk- og temperaturklassifiseringer: Velg ventiler med trykk- og temperaturklassifiseringer som overstiger de maksimale systemforholdene, og vurder sikkerhetsmarginer.
- Trykkavlastning: Installer en oppstrøms trykkavlastningsventil eller regulator for å forhindre overtrykk.
- Isolasjon/oppvarming: Bruk isolasjonshylser eller varmekabler i kaldt klima for å forhindre frysing.

5.3 Tabell for sammenligning av materialtemperatur

Nedenfor er medie- og temperaturområdene som tilsvarer tetninger av forskjellige materialer.

 

---

6. Kavitasjon og korrosjon

6.1 Hva er kavitasjon

Kavitasjon forårsakes av det plutselige fallet i trykk i det flytende mediet til væskens damptrykk ved strupedelen av ventilen (for eksempel mellom butterflyplaten og ventilsetet), noe som resulterer i lokal forgassning av væsken og danner bobler. Når disse boblene beveger seg til høytrykksområdet med væsken, kollapser de raskt og genererer sjokkbølger og mikrostråler, som igjen forårsaker erosjon og skade på ventilens tetningsflate, ventilsete og ventilhus.
Selv om kavitasjon og korrosjon primært er et ytelsesproblem, kan det indirekte forårsake lekkasje ved å skade tetningsflaten.

6.2 Hva er korrosjon?

Korrosjon forårsakes av kjemiske eller elektrokjemiske reaksjoner på materialoverflaten til butterflyventilen på grunn av langvarig kontakt med etsende medier (som syre, alkali, saltløsning eller høytemperaturdamp), noe som resulterer i skade på ventilens tetningsflate, ventilstamme, ventilsete eller ventilhus.

6.3 Årsaker

- Høyt trykkfall: Raske trykkendringer vil føre til sprekkende bobler, som vil korrodere ventilskiven eller ventilsetet.
- Korrosiv strømning: Mediet inneholder syrer, alkalier, salter osv., som reagerer direkte med metalloverflaten, noe som fører til at tetningsflaten og ventilhuset gradvis oppløses eller korroderes og tynnes ut.
- Slipende medier: Høyhastighetsvæsker som inneholder partikler vil slite på tetningskanten over tid.

6.4 Løsninger

- Strømningskontroll: Bestem ventilstørrelsen riktig for å minimere trykkfallet og bruk strømningskoeffisientberegninger (Cv) for å oppfylle systemkravene.
- Materialoppgradering: Velg korrosjonsbestandige materialer som rustfritt stål eller harde overflatebelegg for ventilskiver og ventilseter.
- Systemdesign: Reduser strømningshastigheten ved å øke rørdiameteren eller legge til en trykkreduserende enhet oppstrøms.

6.5 CV-verditabell

---

7. Produksjonsfeil

Noen ganger stammer lekkasjer fra feil i ventilkonstruksjonen som kan oppdages under første gangs bruk eller testing.

7.1 Årsaker

- Støpefeil: Porøsitet eller sprekker i ventilhuset kan forårsake utvendig lekkasje.
- Problemer med tetningsflaten: Ujevn maskinering av skiven eller setet kan forhindre riktig tetting, noe som resulterer i intern lekkasje.
- Monteringsfeil: Feil montering av tetninger eller feiljustering av komponenter under produksjon kan forårsake lekkasjer.

7.2 Løsninger

- Kvalitetssikring: Kjøp fra anerkjente produsenter med sertifiseringer som ISO 9001, og be om en trykktestrapport (f.eks. i henhold til API 598) for å bekrefte lekkasjetetthet.
- Testing før installasjon: Utfør hydrostatiske eller pneumatiske lekkasjetester før installasjon for å identifisere feil, og returner defekte enheter til leverandøren.
- Garantikrav: Sørg for at ventilen leveres med en garanti som dekker produksjonsfeil, slik at den kan byttes ut hvis lekkasjer oppdages tidlig.

---

8. Konklusjon

Butterflyventillekkasje, og løsning av disse problemene krever en kombinasjon av valg av riktig ventil, nøye installasjon, regelmessig vedlikehold og systemoptimalisering. Ved å velge materialer som er egnet for bruken, følge installasjonsretningslinjene og overvåke driftsforholdene, kan brukere redusere risikoen for lekkasje betydelig.
Lekkasje av sommerfuglventilProblemer kan skyldes en rekke faktorer, og det kreves ulike løsninger for ulike lekkasjetyper. Enten det er intern lekkasje eller ekstern lekkasje, kan det vanligvis tilskrives slitte tetninger, installasjonsfeil, ventilskiveforstyrrelser, problemer med ventilstammepakningen, for høyt trykk/temperatur, produksjonsfeil eller korrosjon. Lekkasjerisikoen for butterflyventiler kan reduseres effektivt gjennom rimelig valg, korrekt installasjon, regelmessig vedlikehold og optimalisert drift. For kritiske applikasjoner kan det å konsultere ventilprodusenter eller systemingeniører ytterligere sikre lekkasjefri drift og forbedre systemsikkerheten og driftseffektiviteten.