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VENTILWARTUNG & REPARATUR (Dichtungen sind nicht gleich)
- Autor:GREG JOHNSON
- Quelle:http://www.valvemagazine.com/
- Lassen Sie auf:2018-06-20
Dichtungen befinden sich in der Nähe der Lebensmittelkette der Ventilkomponenten; Ordnung, Körpermaterialien und Verpackung scheinen viel mehr Presse zu bekommen. Aber Dichtungen erfüllen einen wichtigen Zweck: Sie sind die statische Dichtung zwischen nicht beweglichen Ventilkomponenten - normalerweise der Körper und die Motorhaube. Ohne Dichtungen würden diese zwei (und manchmal auch drei) Körper- oder Körper- / Haubenteile nach dem Zusammenbau große Schwierigkeiten beim Abdichten haben. Es ist wichtig für das Wartungs- und Reparaturpersonal, um zu verstehen, welche Dichtungen und wie sie funktionieren, weil so viele dieser Dichtungen ersetzt oder repariert werden müssen.
Es gibt Dichtungen, solange Ventile hergestellt wurden. Obwohl einige dichtungslose Ausführungen wie Gewinde- und geschweißte Motorhauben-Typen existieren, haben die meisten Linear- und Rückschlagventile von heute alle Dichtungen.
Die frühesten Dichtungen wurden aus organischen Materialien wie Jute oder Flachs hergestellt. Naturkautschuk war eine beliebte Wahl, bevor die Chrysotil-basierten Asbestmaterialien an der Wende zum 20. Jahrhundert in Mode kamen. Asbest, Gummi und weiches Eisen (eigentlich weicher Stahl) waren bis etwa 1950 die industriellen Dichtungsmaterialien der Wahl.
Während Dichtungen in fast allen zweiteiligen Ventilen zu finden sind, konzentriert sich die Aufmerksamkeit auf die Dichtungsmaterialien und das Dichtungsdesign hauptsächlich auf Ventile mit linearer oder Mehrfachdrehung. In vielen Fällen sind Vierteldrehungsventildichtungen eher eine konstruierte Dichtung oder ein Komponententeil als eine handelsübliche Dichtung. Vierteldrehungsdichtungen oder -dichtungen sind gewöhnlich auch viel kleiner im Querschnitt als ihre Multiturn-Cousins.
Es gibt Dichtungen, solange Ventile hergestellt wurden. Obwohl einige dichtungslose Ausführungen wie Gewinde- und geschweißte Motorhauben-Typen existieren, haben die meisten Linear- und Rückschlagventile von heute alle Dichtungen.
Die frühesten Dichtungen wurden aus organischen Materialien wie Jute oder Flachs hergestellt. Naturkautschuk war eine beliebte Wahl, bevor die Chrysotil-basierten Asbestmaterialien an der Wende zum 20. Jahrhundert in Mode kamen. Asbest, Gummi und weiches Eisen (eigentlich weicher Stahl) waren bis etwa 1950 die industriellen Dichtungsmaterialien der Wahl.
Während Dichtungen in fast allen zweiteiligen Ventilen zu finden sind, konzentriert sich die Aufmerksamkeit auf die Dichtungsmaterialien und das Dichtungsdesign hauptsächlich auf Ventile mit linearer oder Mehrfachdrehung. In vielen Fällen sind Vierteldrehungsventildichtungen eher eine konstruierte Dichtung oder ein Komponententeil als eine handelsübliche Dichtung. Vierteldrehungsdichtungen oder -dichtungen sind gewöhnlich auch viel kleiner im Querschnitt als ihre Multiturn-Cousins.
HEUTE, MEISTES ZUSAMMENBAU VON BODY / BONNET BOLTING
ERFORDERT DIE VERWENDUNG SPEZIALISIERTER DREHMOMENTE,
WIE DIESER HYDRAULISCHE SCHRAUBENZIEHER
DREI STILE
Die heutigen Dichtungsstile können nach der Art der Kraft unterschieden werden, die erzeugt wird, um sie abzudichten. Die einfachsten Dichtungen werden "Crush" -Dichtungen genannt. Diese Flachdichtungen sind auf Brachialkraft angewiesen, um die Dichtung zwischen zwei flachen Oberflächen dicht zusammenzudrücken, wobei jegliche Unvollkommenheiten in den Flanschdichtflächen aufgefüllt werden. Die gebräuchlichsten quetschartigen Materialien sind Polytetrafluorethylen (PTFE), Gummi und weiches gewelltes Metall. Diese Materialien funktionieren gut, um moderate Drücke von 300 psi oder weniger zu enthalten.
"Controlled-Crush" -Dichtungen verwenden Kraft, um abzudichten, obwohl die Quetschgeschwindigkeit normalerweise durch Zapfen oder geometrische Designs begrenzt wird, die ein Überdrehen verhindern. Die gebräuchlichste kontrollierte Quetschdichtung ist der spiralförmig gewickelte Typ. Um eine maximale Effektivität zu erreichen, ist die Kompression auf ungefähr 20-30% der entspannten Dichtungshöhe beschränkt. Zusätzlich muss die spiralförmig gewickelte Dichtung an ihrem inneren Durchmesser (ID) und äußeren Durchmesser (OD) enthalten sein, um Delaminierung der abwechselnden Ringe von Metall und Füllmaterial zu verhindern.
"Controlled-Crush" -Dichtungen verwenden Kraft, um abzudichten, obwohl die Quetschgeschwindigkeit normalerweise durch Zapfen oder geometrische Designs begrenzt wird, die ein Überdrehen verhindern. Die gebräuchlichste kontrollierte Quetschdichtung ist der spiralförmig gewickelte Typ. Um eine maximale Effektivität zu erreichen, ist die Kompression auf ungefähr 20-30% der entspannten Dichtungshöhe beschränkt. Zusätzlich muss die spiralförmig gewickelte Dichtung an ihrem inneren Durchmesser (ID) und äußeren Durchmesser (OD) enthalten sein, um Delaminierung der abwechselnden Ringe von Metall und Füllmaterial zu verhindern.
Dieses Bild zeigt die Lamellen abwechselnd
Edelstahl und PTFE auf dieser 3-inch Durchmesser Spiraldichtung.
Spiraldichtungen können in praktisch jeder Größe und jedem Durchmesser hergestellt werdenr.
Eine neuere Art der kontrollierten Quetschdichtung ist der Kammprofiltyp. Diese Dichtung basiert auf einer Vielzahl winziger Verzahnungen, die entworfen wurden, um ein Oberflächenmaterial wie Graphit abzulenken oder zu beißen. Kammprofile wurden erfolgreich an viele Anwendungen angepasst, die früher die einzige Domäne der Spiraldichtung waren.
Eine dritte kontrollierte Quetschdichtung ist die Ringverbindung (RTJ). Die RTJ-Dichtung basiert auf einem ovalen oder achteckigen Ring, der zwischen zwei glatt bearbeiteten Nuten liegt. Der RTJ-Ring muss weicher als die Passnuten sein, um eine leichte Verformung oder "Passung" in die Nuten zu ermöglichen. Wie viele andere Ventilinnovationen stammt das RTJ-Design aus Texas. Es wurde zuerst in den West-Texas-Ölfeldern in den 1920er Jahren verwendet, und bis die größte Generation alle im Ruhestand war, wurde es auch als "Texas Joint" bekannt.
Die letzte Art der Dichtung ist das "druckunterstützte" Design. Diese Dichtungen werden auch als Druckdichtungen bezeichnet. Sie entstanden in den 1920er Jahren in Deutschland, wo sie für die Hochdruckforschung eingesetzt wurden. Erst Mitte der 1940er Jahre wurde die Druckdichtung in der Ventilkonstruktion als ausgezeichnete Hochtemperatur-Hochdruckdichtung eingesetzt.Ursprünglich wurden Druckdichtungsringe aus weichem Stahl hergestellt und mit Silber beschichtet. Dieses Design funktionierte gut, aber die Versilberung war leicht zu zerkratzen. Entwicklungen im späten 20. Jahrhundert führten zu Druckdichtungen aus einem Verbund aus Edelstahl und Graphit. Diese Verbunddichtungen bieten aufgrund ihrer Fähigkeit, die negativen Auswirkungen von winzigen Kratzern oder Verformungen im Ventilkörper an dem Punkt, an dem die Druckdichtung in Kontakt kommt, zu beseitigen, eine überlegene Abdichtung.
Eine dritte kontrollierte Quetschdichtung ist die Ringverbindung (RTJ). Die RTJ-Dichtung basiert auf einem ovalen oder achteckigen Ring, der zwischen zwei glatt bearbeiteten Nuten liegt. Der RTJ-Ring muss weicher als die Passnuten sein, um eine leichte Verformung oder "Passung" in die Nuten zu ermöglichen. Wie viele andere Ventilinnovationen stammt das RTJ-Design aus Texas. Es wurde zuerst in den West-Texas-Ölfeldern in den 1920er Jahren verwendet, und bis die größte Generation alle im Ruhestand war, wurde es auch als "Texas Joint" bekannt.
Die letzte Art der Dichtung ist das "druckunterstützte" Design. Diese Dichtungen werden auch als Druckdichtungen bezeichnet. Sie entstanden in den 1920er Jahren in Deutschland, wo sie für die Hochdruckforschung eingesetzt wurden. Erst Mitte der 1940er Jahre wurde die Druckdichtung in der Ventilkonstruktion als ausgezeichnete Hochtemperatur-Hochdruckdichtung eingesetzt.Ursprünglich wurden Druckdichtungsringe aus weichem Stahl hergestellt und mit Silber beschichtet. Dieses Design funktionierte gut, aber die Versilberung war leicht zu zerkratzen. Entwicklungen im späten 20. Jahrhundert führten zu Druckdichtungen aus einem Verbund aus Edelstahl und Graphit. Diese Verbunddichtungen bieten aufgrund ihrer Fähigkeit, die negativen Auswirkungen von winzigen Kratzern oder Verformungen im Ventilkörper an dem Punkt, an dem die Druckdichtung in Kontakt kommt, zu beseitigen, eine überlegene Abdichtung.
Eine delaminierte Spiraldichtung ist gezeigt
neben dem Originalersatzdichtung.
Delamination kann katastrophale Undichtigkeiten verursachen
Schäden an nachgeschalteten Rohrleitungskomponenten.
DICHTUNGEN FÜR SPEZIFISCHE APPS
Ventiltypen, Druckklassen und -größen verwenden verschiedene Dichtungstypen aus verschiedenen Gründen. Ventile in Niederdruckumgebungen wie Wasser und Abwasser arbeiten sehr gut mit Plattenmaterialien wie Gummi oder in Fällen, in denen die Medien hart sind, PTFE. Gummi-O-Ring-Dichtungen werden auch häufig als Dichtungen in diesen Arten von Ventilen verwendet.
Viele Ventile in der chemischen Industrie sind klein und sehen üblicherweise nur niedrigere Drücke. Diese Ventile, oft aus Edelstahl, funktionieren auch sehr gut mit Platten-PTFE-Materialien. In Fällen, in denen etwas mehr Festigkeit des PTFE erforderlich ist, können Zusätze von Materialien wie Glas und Graphit mit dem Grundmaterial vor der endgültigen Formung gemischt werden. Für Rundhaubenventile der Klasse 300 wird entweder der Spiral- oder Kammprofiltyp angegeben.
Die meisten Stahl-Industrieventile der Klasse 150 verwenden eine gewellte Weichkohlenstoff-Stahldichtung, die mit Graphit ummantelt ist. Diese Kombination aus Graphit und leicht verformbarem weichen Stahl eignet sich gut für die rechteckig geformten Hauben der Absperrschieber der Klasse 150. Die runden Hauben von Rückschlag- und Absperrventilen der Klasse 150 sind in der Regel mit der gewickelten oder Kammprofil-Dichtung ausgestattet. Dichtungsspezifikationen für Absperr-, Kugel- und Rückschlagventile in der Raffinerie und im petrochemischen Service sind in den Spezifikationen des American Petroleum Institute (API) beschrieben: 594, 600, 602, 603 und 623.
Wenn die Drücke höher werden, ändert sich auch das Design der entsprechenden Dichtungen. API-Raffinerieventile der Klasse 300 und in einigen Fällen der Klassen 600, 900 und 1500 verwenden einen vollumfänglichen Spiral- oder Kammprofil-Dichtungstyp. Wenn die Drücke größer als die der Klasse 300 sind, wird häufig das RTJ- oder Druckdichtungsdesign verwendet. RTJ-Dichtungen sind in weichem Kohlenstoffstahl, niedrig legierten Stählen und nichtrostenden Stählen erhältlich, um praktisch alle Materialanforderungen an Ventilkörper zu erfüllen.
Die meisten Stahl-Industrieventile der Klasse 150 verwenden eine gewellte Weichkohlenstoff-Stahldichtung, die mit Graphit ummantelt ist. Diese Kombination aus Graphit und leicht verformbarem weichen Stahl eignet sich gut für die rechteckig geformten Hauben der Absperrschieber der Klasse 150. Die runden Hauben von Rückschlag- und Absperrventilen der Klasse 150 sind in der Regel mit der gewickelten oder Kammprofil-Dichtung ausgestattet. Dichtungsspezifikationen für Absperr-, Kugel- und Rückschlagventile in der Raffinerie und im petrochemischen Service sind in den Spezifikationen des American Petroleum Institute (API) beschrieben: 594, 600, 602, 603 und 623.
Wenn die Drücke höher werden, ändert sich auch das Design der entsprechenden Dichtungen. API-Raffinerieventile der Klasse 300 und in einigen Fällen der Klassen 600, 900 und 1500 verwenden einen vollumfänglichen Spiral- oder Kammprofil-Dichtungstyp. Wenn die Drücke größer als die der Klasse 300 sind, wird häufig das RTJ- oder Druckdichtungsdesign verwendet. RTJ-Dichtungen sind in weichem Kohlenstoffstahl, niedrig legierten Stählen und nichtrostenden Stählen erhältlich, um praktisch alle Materialanforderungen an Ventilkörper zu erfüllen.
Die Druckdichtung ist in den höchsten Druck- / Temperaturanwendungen zu Hause. Seine Fähigkeit, dichter zu werden, wenn der Druck steigt, ist ein vorteilhaftes Merkmal. Druckdichtungsdichtungen können jedoch auch sehr unbeständig sein, wenn ihre Hochdruckdiät stark reduziert wird. Diese einmal dichte Hochdruckdichtung kann leicht undicht werden, wenn der Arbeitsdruck deutlich nachlässt und die Deckelschrauben nicht nachgezogen werden.
Dies ist ein Beispiel für einen Ausfall eines Graphit-Laminats
weiche Stahldichtung an einem Absperrschieber der Klasse 150.
Der Fehler führte zu einem katastrophalen Leck.
Richtiges DREHEN
Damit alle diese Dichtungen so funktionieren, wie sie entworfen sind, muss ein angemessenes Drehmoment auf die Verschraubung und somit auf die Dichtung selbst aufgebracht werden. Die auf die Dichtung aufgebrachte Last ist eine Folge der Federkraft, die von der Dichtungsschraube ausgeübt wird. Die "Feder" ergibt sich aus dem Anziehen der Schraube auf einen Prozentsatz ihrer maximalen Streckgrenze. Solange das Drehmoment kleiner als die maximale Streckgrenze ist, funktioniert der Bolzen als eine fest gewickelte Feder. Wenn die Streckgrenze überschritten wird, verformt sich der Bolzen und wird etwas länger als er ursprünglich war - er wird nicht auf seine ursprüngliche Länge zurückkehren und er wird "locker".
In den vergangenen Jahren war das Hauptwerkzeug zum Anziehen der Schrauben ein Handschlüssel oder ein Druckluft-Schlagschrauber. Mit der heutigen Betonung von Qualitätsfertigung und -aufarbeitung (Reparatur) in Verbindung mit Bedenken über flüchtige Emissionen sind die Brute-Force-Drehmomentmethoden der Vergangenheit nicht mehr in Mode. In den heutigen Armaturenwerken und Werkstätten wurde das störend laute Rattern von Schlagschraubern durch die nahezu geräuschlose Wirkung hydraulisch gesteuerter Drehmomentschlüssel ersetzt. Diese Geräte bieten das genaue Drehmoment, wo und wann es zum Festziehen der Dichtung erforderlich ist.RTJ-Dichtungen erfordern sorgfältig bearbeitete glatte Nuten
damit die Metalldichtung richtig abdichtet.
Die RTJ-Dichtung muss auch weicher sein als das Nutmaterial
es kann sich leicht in den Nutbereich verformen.
WAS KANN SCHON SCHIEF GEHEN?
Solange das Drehmoment stimmt, sind die Flanschflächen genau parallel, das Material der Dichtung ist richtig, die Abmessungen der Dichtung sind richtig, die Oberflächenbeschaffenheit der Flanschflächen stimmt und die Verbindung wurde korrekt montiert - nichts kann schiefgehen. Alle Ventildeckeldichtungen funktionieren einwandfrei und lecken nie!
Die Realität ist, dass manchmal abgedichtete Ventilverbindungen versagen, egal ob es sich um Flachdichtungen oder RTJ-Dichtungen handelt. Die häufigste Ursache ist eine falsche Belastung der Dichtung. Dies kann durch die Verwendung der falschen Dichtung oder durch das Nicht-Anziehen der Schrauben erfolgen, um eine gute Abdichtung zu erreichen. Das falsche Problem beim Anziehen kann sich aus dem Unter- oder Überdrehen der Verschraubung ergeben.
Spiralgewickelte Dichtungen können katastrophal versagen, wenn eine Schulter oder ein Ring an der ID nicht vorhanden ist, um eine Delaminierung der Metall- und Füllmaterialringe zu verhindern. Die Verwendung einer Quetschdichtung in einer Anwendung, die einen kontrollierten Quetschstil erfordert, kann ebenfalls ein großes Leck verursachen. Die Oberfläche der Dichtungsflächen muss den Anforderungen des Dichtungstyps entsprechen. Jegliche seitlichen Kratzer über der Dichtungsfläche der Dichtung können einen Leckpfad verursachen. Wenn ein RTJ-Dichtungsring zu hart ist und das Verschraubungsdrehmoment zu hoch ist, kann die Ringdichtung die Nuten des Gehäuses und der Haubenflanke verformen, was zu einer undichten Verbindung führt.
Dichtungskonstruktionen und Montagetechniken haben sich neben den Fortschritten in der Konstruktion der Ventile, wo sie installiert sind, verbessert. Obwohl es keine perfekte Dichtung gibt, macht die Vielzahl der heute verfügbaren Designs und Materialien die Auswahl der richtigen Dichtung für jede Anwendung viel einfacher als noch vor 75 Jahren. Es sind jedoch geeignete Montagetechniken erforderlich, um sicherzustellen, dass diese Dichtungen funktionieren, wie sie sollten.
RTJ - Nuten müssen an den Seiten glatt sein
Dichtungsberührungen oder Leckagen werden auftreten. Dies ist beschädigt
Die RTJ-Nut erfordert eine Bearbeitung und möglicherweise eine Reparatur der Schweißnaht.