Oorzaken van lekkage bij vlinderkleppen en bijbehorende oplossingen

Vlinderkleppen worden veel gebruikt in industrieën zoals waterzuivering, olie en gas, HVAC en chemische processen vanwege hun compacte ontwerp, efficiënte doorstroming en kosteneffectieve regeling.

Een van de meest voorkomende problemen metvlinderkleppenLekkage is een veelvoorkomend probleem. Lekkages kunnen intern (via de klepzitting) of extern (rond de klepstang of het klephuis) optreden. Lekkages kunnen klein of groot zijn en leiden tot een verminderde systeemefficiëntie, ernstige veiligheidsrisico's, milieuproblemen of kostbare stilstand.
Het is daarom van cruciaal belang om de oorzaken van deze lekkages te achterhalen en effectieve oplossingen te implementeren om een ​​betrouwbare werking van de kleppen te garanderen.

---

Soorten lekkages bij vlinderkleppen

Voordat we ingaan op de oorzaken en oplossingen, laten we eerst de meest voorkomende lekkages in vlinderkleppen classificeren:
a. Interne lekkage: Er lekt vloeistof door de klep wanneer deze gesloten is, wat erop wijst dat de klepzitting of -schijf geen goede afdichting kan vormen.
b. Externe lekkage: Vloeistof ontsnapt uit het klephuis, meestal rond de klepstang, pakking of flensaansluiting, waardoor de afdichting wordt aangetast.

Beide soorten lekkages kunnen het gevolg zijn van factoren die te maken hebben met het ontwerp, de installatie, de werking of het onderhoud.
Hieronder bespreken we de belangrijkste oorzaken en bijbehorende oplossingen voor elk type lekkage.

---

1. Versleten of beschadigde zegels

Een veelvoorkomende oorzaak van interne lekkage is de slijtage van afdichtingscomponenten van de klep (zoals elastische voeringen of metalen zittingen).

1.1 Oorzaken

- Materiaaldegradatie: Langdurige blootstelling aan corrosieve vloeistoffen, hoge temperaturen of ultraviolette straling kan ertoe leiden dat afdichtingen uitharden, barsten of hun elasticiteit verliezen.

- Schurende media: Vloeistoffen die zand, grind of andere deeltjes bevatten, zullen afdichtingen na verloop van tijd aantasten.

- Veroudering: Zelfs onder minder veeleisende omstandigheden zullen afdichtingen na verloop van tijd op natuurlijke wijze verslechteren, waardoor ze minder goed op de klepschijf aansluiten. Dit is een onvermijdelijk natuurlijk verouderingsproces.

- Te hoog koppel: Het koppel van de gekozen elektrische, pneumatische en andere actuatoren is te groot, waardoor de klepschijf te veel druk uitoefent op de klepzitting tijdens het sluiten. Dit kan leiden tot vervorming of zelfs scheuring van de klepzitting. Zelfs bij handmatige bediening kan het uitoefenen van een te hoog koppel op vlinderkleppen met een grote diameter vervorming of beschadiging van de klepzitting veroorzaken.

1.2 Oplossingen

- Materiaalkeuze: Selecteer afdichtingsmaterialen die compatibel zijn met de vloeistof en de bedrijfsomstandigheden. Gebruik bijvoorbeeld PTFE voor chemische bestendigheid, EPDM voor toepassingen met water en Viton voor vloeistoffen op oliebasis.
- Regelmatig onderhoud: Voer een preventief onderhoudsprogramma in om afdichtingen te inspecteren en te vervangen voordat ze defect raken. Dit is vooral belangrijk in veeleisende omgevingen.
- Beschermende coating: Bij toepassingen met schurende materialen is het raadzaam kleppen met gecoate of geharde zittingen te gebruiken om de levensduur van de afdichtingen te verlengen.
- Optimaliseer de actuator: Kies, op basis van de door de fabrikant opgegeven koppelwaarden voor de vlinderklep, een actuator met het juiste koppel of een actuator met koppelbeveiliging. Vermijd bovendien overmatige kracht bij handmatige bediening. Zfa adviseert om, indien u twijfelt, een handgreep- of wormwielactuator met koppelbegrenzing te gebruiken.
---

2. Onjuiste installatie

Lekkage wordt vaak veroorzaakt door fouten tijdens de installatie van de klep, waardoor de interne en externe afdichtingen beschadigd raken.

2.1 Oorzaken

- Verkeerde uitlijning: Als de klep niet goed is uitgelijnd met de leiding, kan de schijf mogelijk niet goed afsluiten, wat interne lekkage tot gevolg kan hebben.
- Onvoldoende aanhaalmoment: Het onvoldoende aandraaien van de flensbouten kan leiden tot lekkage aan de buitenkant van de klepbuis.
- Te strak aandraaien: Een te hoog koppel kan vervorming van het klephuis of de klepzitting veroorzaken, waardoor de klep niet volledig sluit en er interne lekkage kan ontstaan.

2.2 Oplossing

- Uitlijningscontrole: Gebruik tijdens de installatie een uitlijngereedschap om ervoor te zorgen dat de klep gecentreerd in de leiding zit. Controleer ook of de schijf vrij kan bewegen zonder de leidingwand te raken.
- Aanhaalmoment: Volg de door de fabrikant aanbevolen aanhaalmomentwaarde voor de flensbouten en gebruik een gekalibreerde momentsleutel om een ​​gelijkmatige compressie van de pakking te verkrijgen.
- Pakkingkeuze: Gebruik hoogwaardige, zeer elastische pakkingen die compatibel zijn met de materialen van de klep en de leiding. Zorg er ook voor dat de pakking de juiste maat heeft om overmatige compressie of openingen te voorkomen.
---

3. Schijfinterferentie

Interne lekkage kan optreden wanneer de schijf niet volledig kan sluiten als gevolg van fysieke belemmering door de omringende buis of flens.

3.1 Oorzaak

- Onjuiste pijpdiameter: Als de binnendiameter van de pijp te klein is, kan de schijf bij het sluiten tegen de pijpwand botsen.
- Flensontwerp: Flenzen met een verhoogd vlak of onjuist gedimensioneerde aansluitvlakken kunnen de beweging van de schijf belemmeren.
- Ophoping van vuil: Vaste stoffen of kalkaanslag die zich in de klep ophopen, kunnen voorkomen dat de klepschijf goed afsluit.

3.2 Oplossing

- Compatibiliteitscontrole: Controleer vóór de installatie of de diameter van de klepschijf overeenkomt met de binnendiameter van de leiding.
- Flensafstelling: Volg normen zoals ANSI of DIN om vlakke flenzen of pakkingen te gebruiken om voldoende ruimte voor de schijf te garanderen.
- Reinigingswerkzaamheden: Spoel het systeem door voordat de kleppen worden bediend om vuil te verwijderen en installeer filters stroomopwaarts indien de omstandigheden dit toelaten om toekomstige ophoping te voorkomen.

4. Defecte pakking van de steel

Externe lekkage treedt meestal op rond de klepstang, wat te wijten is aan problemen met de pakking of afdichtingen die voorkomen dat vloeistof langs de as naar buiten stroomt.

4.1 Oorzaak

- Slijtage: Na verloop van tijd zullen verpakkingsmaterialen zoals PTFE of grafiet slijten door beweging van de steel of druk.
- Temperatuurschommelingen: Op basis van het principe van thermische uitzetting en krimp kunnen herhaalde temperatuurschommelingen ervoor zorgen dat de verpakking krimpt, losraakt en zelfs scheurt.
- Onjuiste afstelling: Als de pakkingbus te los zit, kan er vloeistof lekken; als deze te strak zit, kan dit de klepstang beschadigen of de beweging beperken.

4.2 Oplossing

- Onderhoud van de verpakking: Controleer en vervang regelmatig versleten verpakkingsmaterialen.
- Temperatuuroverwegingen: Kies verpakkingsmaterialen die geschikt zijn voor het temperatuurbereik van het systeem, zoals flexibele grafietmaterialen voor toepassingen met hoge temperaturen.
- Afstelling van de pakkingbus: Draai de pakkingbus vast met het door de fabrikant aangegeven koppel, controleer na de afstelling op lekkage en voorkom overmatige compressie.

---

5. Overmatige druk of temperatuur

Wanneer de bedrijfsomstandigheden de ontwerplimiet van de klep overschrijden, kan er lekkage optreden, waardoor de interne en externe afdichtingen worden aangetast.

5.1 Oorzaken

- Overmatige druk: Een druk die de nominale druk van de klep overschrijdt, kan de klepzitting of -schijf vervormen, waardoor afdichting onmogelijk wordt.
- Thermische uitzetting: Hoge temperaturen kunnen ervoor zorgen dat componenten ongelijkmatig uitzetten, waardoor afdichtingen verouderen, zachter worden of zelfs verkoolen. Dit kan de passing van het afdichtingsoppervlak beïnvloeden, de afdichting losmaken of lekkage aan de buitenkant van de verbinding veroorzaken.
- Koude broosheid: Bij temperaturen onder -10 graden Celsius kan de afdichting broos worden en barsten, waardoor lekkage kan ontstaan.

5.2 Oplossingen

- Passende druk- en temperatuurwaarden: Kies kleppen met druk- en temperatuurwaarden die de maximale systeemomstandigheden overtreffen en houd rekening met veiligheidsmarges.
- Drukontlasting: Installeer een drukontlastklep of -regelaar stroomopwaarts om overdruk te voorkomen.
- Isolatie/verwarming: Gebruik isolatiehoezen of verwarmingselementen in koude klimaten om bevriezing te voorkomen.

5.3 Tabel voor temperatuurvergelijking van materialen

Hieronder staan ​​de media- en temperatuurbereiken die overeenkomen met afdichtingen van verschillende materialen.

 

---

6. Cavitatie en corrosie

6.1 Wat is cavitatie?

Cavitatie wordt veroorzaakt door de plotselinge daling van de druk van het vloeibare medium tot de dampdruk van de vloeistof in het smoorgedeelte van de klep (bijvoorbeeld tussen de vlinderklep en de klepzitting), wat resulteert in lokale vergassing van de vloeistof en de vorming van bellen. Wanneer deze bellen met de vloeistof meebewegen naar het hogedrukgebied, imploderen ze snel, waardoor schokgolven en microjets ontstaan. Deze veroorzaken op hun beurt erosie en schade aan het afdichtingsoppervlak, de klepzitting en het klephuis.
Hoewel cavitatie en corrosie in de eerste plaats een prestatieprobleem vormen, kunnen ze indirect lekkage veroorzaken door het afdichtingsoppervlak te beschadigen.

6.2 Wat is corrosie?

Corrosie wordt veroorzaakt door chemische of elektrochemische reacties op het materiaaloppervlak van de vlinderklep als gevolg van langdurig contact met corrosieve media (zoals zuren, basen, zoutoplossingen of stoom bij hoge temperaturen), wat leidt tot schade aan het afdichtingsoppervlak van de klep, de klepstang, de klepzitting of het klephuis.

6.3 Oorzaken

- Grote drukval: Snelle drukveranderingen veroorzaken barstende luchtbellen, die de klepschijf of klepzitting aantasten.
- Corrosieve stroming: Het medium bevat zuren, basen, zouten, enz., die rechtstreeks reageren met het metalen oppervlak, waardoor het afdichtingsoppervlak en het klephuis geleidelijk oplossen, corroderen en dunner worden.
- Schurende media: Vloeistoffen met hoge snelheid die deeltjes bevatten, zullen de afdichtingsrand na verloop van tijd slijten.

6.4 Oplossingen

- Debietregeling: Bepaal de juiste klepgrootte om drukverlies te minimaliseren en gebruik debietcoëfficiënt (Cv) berekeningen om aan de systeemvereisten te voldoen.
- Materiaalupgrade: Kies voor corrosiebestendige materialen zoals roestvrij staal of harde oppervlaktecoatings voor klepschijven en klepzittingen.
- Systeemontwerp: Verlaag de doorstroomsnelheid door de pijpdiameter te vergroten of door stroomopwaarts een drukverlagend apparaat toe te voegen.

6.5 CV-waardetabel

---

7. Productiefouten

Soms ontstaan ​​lekkages door constructiefouten in de klep, die tijdens het eerste gebruik of de eerste tests kunnen worden opgespoord.

7.1 Oorzaken

- Gietfouten: Porositeit of scheuren in het klephuis kunnen externe lekkage veroorzaken.
- Problemen met het afdichtingsoppervlak: Ongelijkmatige bewerking van de schijf of zitting kan een goede afdichting belemmeren, wat interne lekkage tot gevolg kan hebben.
- Montagefouten: Onjuiste installatie van afdichtingen of verkeerde uitlijning van componenten tijdens de fabricage kunnen lekkages veroorzaken.

7.2 Oplossingen

- Kwaliteitsborging: Koop bij gerenommeerde fabrikanten met certificeringen zoals ISO 9001 en vraag om een ​​druktestrapport (bijvoorbeeld volgens API 598) om de lekdichtheid te controleren.
- Testen vóór installatie: Voer hydrostatische of pneumatische lektesten uit vóór de installatie om defecten op te sporen en stuur defecte exemplaren terug naar de leverancier.
- Garantieclaims: Zorg ervoor dat de klep wordt geleverd met een garantie die fabricagefouten dekt, zodat deze kan worden vervangen als er in een vroeg stadium lekkages worden geconstateerd.

---

8. Conclusie

VlinderklepOm lekkage te voorkomen, is een combinatie nodig van de juiste klepkeuze, zorgvuldige installatie, regelmatig onderhoud en systeemoptimalisatie. Door materialen te kiezen die geschikt zijn voor de toepassing, de installatierichtlijnen te volgen en de bedrijfsomstandigheden te bewaken, kunnen gebruikers het risico op lekkage aanzienlijk verkleinen.
Lekkage van de vlinderklepProblemen kunnen door diverse factoren worden veroorzaakt en vereisen verschillende oplossingen voor verschillende soorten lekkages. Of het nu gaat om interne of externe lekkage, deze kan meestal worden toegeschreven aan versleten afdichtingen, installatiefouten, interferentie tussen de klepschijf en de klep, problemen met de pakking van de klepstang, overmatige druk/temperatuur, fabricagefouten of corrosie. Het risico op lekkage bij vlinderkleppen kan effectief worden verminderd door een verstandige selectie, correcte installatie, regelmatig onderhoud en geoptimaliseerde werking. Voor kritische toepassingen kan overleg met klepfabrikanten of systeemingenieurs een lekvrije werking verder garanderen en de systeemveiligheid en -efficiëntie verbeteren.