Leckagetest und Berechnung von Steuerventilen: Alles, was Sie wissen müssen

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29/01/2022
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Control Valve

Quelle: Depositphotos

Als Regelventil wird ein kraftbetätigtes Gerät bezeichnet, das zur Regulierung und Beeinflussung des Durchflusses von Medien wie Öl, Gas, Wasser und der Spindel dient. Das Gerät ist eine entscheidende Komponente eines Regelkreises und bei weitem das am häufigsten verwendete Endelement zur Steuerung des Pipelinetransports auf der ganzen Welt. Es wird elektrisch, hydraulisch und pneumatisch betrieben, indem ein Signal von einer Steuerung empfangen wird, um den Durchfluss zu ändern.

Die Steuerung ist normalerweise eine SPS, die ein elektrisches Signal sendet, weshalb ein Steuerventil ein Gerät benötigt, um es umzuwandeln, damit es funktioniert. Dieses Ventil ist so konstruiert, dass es drosselt und nicht vollständig schließt, weshalb alle Ventile unterschiedliche Absperrfähigkeiten haben, was zu einer Berechnung der Steuerventilsitzleckage führt .

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Leckagen an einem Regelventil – flüchtige Emissionen in die Umgebung und Leckagen im System. Während flüchtige Emissionen für die Umwelt und die Industrie schädlich sein können, ist Leckage darin für den gesamten Prozess schädlich.

Dieser Leitfaden führt Sie durch die verschiedenen Arten von Leckagen und Tests, um Sie mit der Berechnung einer Regelventilsitzleckage vertraut zu machen .

Klassifizierung von Leckagen in einem Regelventil:

Control Valve Leak

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Die Absperrfähigkeit eines Regelventils hat mit seiner Bauart zu tun. Während ein doppelsitziges Regelventil eine schlechte Schließkraft hat, sind andere anders. Faktoren wie Führung, Sitzmaterial, Flüssigkeitstyp, Druckabfall und Stellantriebsschub beeinflussen, wie ein bestimmtes Ventil schließt, das von einem renommierten Hersteller von Steuerventilen gekauft wurde .

Gemäß der ANSI-Norm FCI 70-2 2006 (europäische Äquivalenznorm IEC 60534-4) gibt es eine Reihe von Klassifizierungen für Dichtheitsprüfverfahren für Sechssitzventile .

Klasse I

Es wird auch als staubdicht bezeichnet und Materialien wie Metall und federnd sitzende Ventile. Sie sind ähnlich wie Klasse II, III und IV eingebaut und ohne Werkstatttest konstruiert.

Klasse II

Bei dieser Ventilklasse wird die Berechnung der maximal zulässigen Leckage des Steuerventilsitzes durchgeführt, die üblicherweise mit kommerziellen Doppelsitz- oder ausgeglichenen Einzelsitz-Steuerventilen mit Metall-auf-Metall-Sitzen oder Kolbenringdichtungen verbunden ist.

Klasse III

In dieser Ventilklasse wird die maximal zulässige Leckage, die im Allgemeinen der Klasse (4.2.2) II zugeordnet ist, festgelegt, jedoch mit einem erhöhten Sitzniveau und einer erhöhten Dichtheit. Es ist für ähnliche Ventiltypen wie in Klasse II gebaut.

Klasse IV

Diese Leckageklasse legt die maximal zulässige Leckage fest, die mit handelsüblichen Einsitzventilen ohne Druckentlastung und entlasteten Einsitzventilen verbunden ist. Es verfügt über extra dichte Kolbenringe und andere Dichtungsmethoden sowie Metall-auf-Metall-Sitze. Auch bekannt als Metall-auf-Metall, ist es eine Berechnungsrate für die Leckage des Steuerventilsitzes , die Sie von einem Ventil mit einem Metallkegel und einem Metallsitz erwarten können.

Klasse V

In dieser Klasse von Ventilleckagen sind kritische Anwendungen spezifiziert, bei denen das Ventil über einen längeren Zeitraum ohne Verstopfung und hohen Differenzdruck über den Sitz geschlossen werden muss. Es erfordert einzigartige Konstruktions-, Montage- und Ventillecktestverfahren in Bezug auf Metallsitze, unausgeglichene Einsitz-Steuerventile und ausbalancierte Einsitzkonstruktionen mit atypischer Sitz- und Dichtungssteifigkeit.

Klasse VI

Es handelt sich um die letzte Prüfverfahrensklasse für Ventile, in der der maximal zulässige Sitz in Verbindung mit Industrieventilen mit elastischem Sitz , entweder ausgeglichenen oder unausgeglichenen Einzelsitzen mit denselben Spalten oder O-Ring-Dichtungen, festgelegt wird. Hier werden die Sitze, die Absperrscheibe oder beides aus elastischem Material hergestellt, das für Ventile mit elastischem Sitz vorgesehen ist.

Auch als Weichsitzklassifikation oder Weichsitzventile bezeichnet, handelt es sich um die Art der Leckrate, bei der entweder der Stopfen oder der Sitz oder beide aus Verbundwerkstoffen wie Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt sind.

Lecktests und Berechnungen in einem Regelventil:

Industrial Piping

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Ein Hersteller von Steuerventileninspiziert und testet jedes Ventil gründlich, um den erforderlichen Standards zu entsprechen. Es kann auch eine optionale oder regelmäßige Prüfung der Ventilsicherheit und -wartung angefordert werden. In den meisten Fällen wird empfohlen, ein Ventil jährlich zu testen. Das Intervall kann jedoch je nach Zustand, Wartung und Leistungsniveau eines Ventils variieren.

Blasentest

Dieser Test wird für Sitzleckagen der Klasse VI basierend auf der Austrittsrate von Luft oder Stickstoff am Ventilsitz verwendet, berechnet aus der Rate der Blasen, die aus dem in Wasser getauchten Rohr entweichen. Die obere Grenze der Blasenrate für ein 6-Zoll-Ventil beträgt 27 Blasen pro Minute. Eine Absperrung nach Klasse VI ist nur mit einem weichen Sitz und nicht mit einer strengen Metall-auf-Metall-Verbindung zwischen Kegel und Sitz möglich.

Zu den Einschränkungen bei der Verwendung dieses Verfahrens gehören ein begrenzter Betriebstemperaturbereich und die Unfähigkeit, nukleare Strahlung zu ertragen.

Hydrostatischer oder pneumatischer Test

Beim hydrostatischen Ventillecktestverfahren ist das Medium eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Kerosin oder Wasser. Beim pneumatischen Test ist das Medium üblicherweise ein Gas, wie beispielsweise Stickstoff oder Luft. Null Leckage ist bei dieser Methode selten wahrscheinlich; es gibt die höchstzulässige Leckage (MAL) an.

Sowohl für hydrostatische als auch für pneumatische Tests wird die MAL durch die Ventilgröße interpretiert – weniger Leckage durch ein Ventil mit einer kleinen effektiven Öffnung birgt viele Risiken im Vergleich zu einer gleichen Leckagemenge durch ein Ventil mit einer großen effektiven Öffnung. MAL kann die Funktion einer Ventilklasse und eines Drucks sein.

Typisches Ventiltestverfahren:

  1. Der erste Schritt ist das Füllen eines Ventils mit Prüfflüssigkeit bei einer bestimmten Temperatur.
  2. Der nächste Schritt ist das Aufbringen eines definierten Druckniveaus für eine festgelegte Zeitdauer.
  3. Messung der Leckage über das interessierende Element (Schaft, Sitz oder Verschlussverfahren) mit visuellen Untersuchungs- und Messwerkzeugen. Nach den meisten Normen ist keine optisch erkennbare Leckage zulässig.
  4. Der letzte Schritt besteht darin, eine Sichtprüfung durchzuführen, um sicherzustellen, dass das Ventil während des Testverfahrens nicht verunstaltet wurde.

Verschiedene Arten von Lecktests:

Die Prüfmethoden zur Berechnung einer Regelventilleckage hängen vom verwendeten Typ und den Ventilelementen ab. Hier sind einige der am häufigsten durchgeführten Ventilleckagetests:

  • Sitzleckagetest – Wird für Druckentlastungsventile verwendet.
  • Rücksitztest – Wird für Ventile mit Rücksitz verwendet, einschließlich Schieber- und Absperrventile .
  • Shell Leakage Test – Wird für Ventile im vollständig geöffneten und vollständig geschlossenen Betrieb verwendet, wie z. B. Absperr-, Absperr- und Rückschlagventile.
  • Verschlusstest – Wird verwendet, um den Schließmechanismus verschiedener Ventile zu testen, wie z. B. Schieber-, Küken-, Kugel- und Kugelventile.

Wann ist der richtige Zeitpunkt für die Reparatur eines Regelventils?

Engineer Fixing Valve

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Interne Steuerventile lecken

Der Hauptgrund für interne Lecks in Steuerventilen ist ihre Konstruktion, die verhindert, dass sie zu 100 % schließen. Der ANSI/FCI-Standard 70-2 hat sie nach sechs Ventillecktestverfahrensraten unterteilt und gibt jeweils die maximal zulässige Leckage (MAL) an. Wenn Ihr Ventil also innerhalb des zulässigen Bereichs undicht ist, muss es wahrscheinlich noch nicht repariert werden.

Aber wenn Ihr Ventil über die MAL hinaus leckt, sind hier einige mögliche Gründe dafür:

  • Unsachgemäße Einstellung des Stellantriebs
  • Abgenutzte interne Komponenten
  • Der Stellungsregler ist nicht richtig kalibriert
  • Distributed Control Systems (DCS) ist falsch konfiguriert.

Externe Steuerventile lecken

Wenn ein Steuerventil von außen leckt, kann es giftige flüchtige Emissionen in die Umgebung abgeben. In der Welt der Raffinerien sind Probleme mit Ventilverpackungen normalerweise auf externe Lecks zurückzuführen. Hier sind einige Fälle, die Verpackungsprobleme in der chemischen Verarbeitung und anderen Industrien verursachen:

  • Schlechte Wartung
  • Thermisches Radfahren
  • Unverträgliches Material
  • Vibrationsventilanordnung
  • Hohe Temperatur der Verpackungsbox

Steuerventil-Sticks

Im Falle einer Ventilleckprüfung muss der Bediener versuchen, dies durch Anziehen der Verpackung zu stoppen, aber das Ventil bleibt an einer Stelle hängen. Da das Ventil mit einem Packungsdrehmomentventil für einen bestimmten Zweck dimensioniert ist, funktioniert es nicht richtig, wenn es über dem Drehmoment liegt. Stellungsreglerprobleme manifestieren sich auch als klebrige Ventile, insbesondere bei pneumatischen Ventilen, die die meisten der in Betrieb befindlichen Steuerventile umfassen.

Regelventil funktioniert nicht

Manchmal funktioniert ein Steuerventil nicht, weil sich seine pneumatische Membran verschlechtert. Er wird in einem ungeeigneten Zustand eingesetzt, der Antrieb hat die falsche Größe oder der Stellungsregler ist nicht richtig kalibriert.

Wenn Sie also einen Markt betreten, um von einem Regelventilhersteller zu kaufen , stellen Sie sicher, dass Sie über alle notwendigen Informationen verfügen, die für die Dimensionierung und Auswahl der Komponenten erforderlich sind, wie z. B. Details zu den Prozessbedingungen, einschließlich Durchfluss, Medien und Temperatur. Wenn Sie diese Informationen nicht haben, riskieren Sie den Kauf ungeeigneter Geräte, was dazu führt, dass Sie jedes Jahr dieselbe Ventilbaugruppe reparieren.

Water Steam Leak

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Letzte Worte

In diesem Artikel haben wir alles über die Leckageklassifizierung, das Verfahren und die Tests eines Steuerventils gelernt, und vor allem das Recht, es ändern zu lassen. Wir hoffen, dass es Ihnen einen Einblick in die Funktionsweise und Fehlfunktion dieses Geräts gegeben hat. Für weitere Hilfe oder Unterstützung zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren .