Complexe oplossingen voor de dichtheid van flensverbindingen

Als de lekkage zich herhaalt na het vervangen van de afdichting door een identiek type, ligt de oorzaak vrijwel zeker elders. Meestal gaat het om een ongeschikt afdichtingsmateriaal voor de betreffende bedrijfstemperatuur, een foutieve of ontbrekende berekening van het aanhaalmoment, een onjuiste montagetechniek of beschadigde afdichtvlakken van de flenzen.

Cruciaal. Verschillende smeermiddelen hebben verschillende wrijvingscoëfficiënten, die bovendien variëren afhankelijk van de gebruikte meetmethodiek. Als het aanhaalmoment in de tekeningen niet het smeermiddel specificeert waarvoor het is berekend, en u gebruikt een ander, kan de resulterende klemmende kracht tot drie keer hoger of lager zijn dan nodig is. Dit heeft directe invloed op de specifieke druk op de afdichting en de betrouwbaarheid van de verbinding.

Bij flenzen in lagere drukklassen, specifiek tot PN 40, is de langdurige afdichting gecompliceerder dan het lijkt. Voor de afdichting die voldoet aan de dimensionale norm EN 1514-1 kan bij deze flenzen niet voldoende specifieke druk worden afgeleid. De oplossing is optimalisatie van de afmetingen van de afdichting op basis van berekeningen volgens EN 1591-1, en niet slechts een vervanging van het product.

Een dichtheidsbewijs is het resultaat van een berekening volgens EN 1591-1, die controleert of de ontworpen afdichting en schroeven voldoende specifieke druk garanderen in alle operationele toestanden van de verbinding - bij montage, operationele druk en temperatuur. Het is essentieel bij kritische verbindingen, bij wijziging van operationele parameters, bij overstap naar een ander type afdichting en overal waar falen van de verbinding een veiligheids- of operationeel risico vormt.

De temperatuurweerstand van vezelrubberen afdichtingen is beperkt door elastomeerbindmiddelen, niet door grafiet- of aramidevezels. De bovenlimiet ligt ongeveer op 150 °C. Bij hogere temperaturen treedt verharding van de bindmiddelen op, evenals volumeverlies en verlies van elasticiteit, een afname van de voorbelasting van de schroeven en daaropvolgende lekkage. Het argument dat deze materialen kortstondig kunnen worden gebruikt bij 350 °C kan niet betrouwbaar worden onderbouwd, omdat de term kortstondig in deze context niet is gedefinieerd.

Teflon afdichtingen hebben een opgegeven temperatuurweerstand tot ongeveer 260 °C, maar vanuit het oogpunt van het waarborgen van de afdichting ligt hun praktische grens ongeveer op 180 °C. Bij stijgende temperaturen neemt ook de ongewenste vloeiing van het afdichtmateriaal toe, evenals het loslaten van de voorbelasting van de schroeven en de geleidelijke lekkage van de verbinding.

Een sleutelparameter is de oxidatiegraad van grafiet, die afhangt van de zuiverheid van het mijnbouwgebied waaruit het grafiet is gewonnen en ook van het daaropvolgende productieproces. Hoe meer grafiet chloride, fluoride of zwavel bevat, hoe hoger de oxidatie. Bij hoge temperaturen in aanwezigheid van zuurstof treedt er materiaalverlies van de afdichting op, wat leidt tot een daling van de specifieke druk en lekkage. De kwaliteit van grafiet kan objectief worden gecontroleerd met TGA-analyse, waarbij het gewichtsverlies van het monster bij hoge temperatuur per tijdseenheid wordt gemeten.

De waarden die in pT-diagrammen worden weergegeven, zijn indicatief en zijn gebaseerd op ideale omstandigheden. Ze houden geen rekening met de specifieke afmetingen van de flensverbinding, de staat van de afdichtvlakken, het gebruikte bevestigingsmateriaal of de montagetechniek. Een betrouwbare keuze van het afdichtmateriaal moet gebaseerd zijn op gemeten afdichtcurves en berekeningen met bewijs van afdichting voor de specifieke toepassing.

Geleide bevestiging is een proces waarbij schroeven worden aangedraaid tot een precies vastgesteld koppel of axiale kracht, kruisgewijs in meerdere stappen, met behulp van gekalibreerde gereedschappen. In tegenstelling tot het schatten van de aandraaimoment zorgt het voor een gelijkmatige verdeling van de specifieke druk op de afdichting en een herhaalbaar resultaat. Bij kritieke verbindingen wordt dit uitgevoerd met hydraulische aandraaiers, die gelijktijdig het aandraaien van twee of vier schroeven mogelijk maken.

Het protocol van de bevestiging documenteert de bereikte waarden van het aanhaalmoment of de axiale kracht op elke schroef, het gebruikte gereedschap, smeermiddel en de montageprocedure. Het is een bewijs van correct uitgevoerde montage, een basis voor eventuele analyse bij toekomstige lekkages en in sommige sectoren ook een vereiste voor operationele of veiligheidsaudits.

Tot 50 % van de lekkages bij flensverbindingen wordt veroorzaakt door onjuiste montage. Monteurs hebben in de meeste gevallen geen opgegeven aandraaimoment en draaien op schatting. Training volgens de norm EN 1591-4 biedt zowel theoretische als praktische kennis over montagetechnieken, de keuze van afdichtingen, smering en de invloed van het aandraaimoment op de dichtheid. Gecertificeerde monteurs zijn in staat om hun werk zelf te controleren.