Hoe kiest u de juiste kleppen voor uw industriële gas- en vloeistofsysteem?

Hoe kiest u de juiste kleppen of afsluiters voor uw industriële gas- en vloeistofsysteem?

De keuze van afsluiters is een belangrijk onderdeel van het juiste ontwerp en onderhoud van industriële systemen, pijpleidingen en instrumentatie. Zonder de juiste klep voor een specifieke toepassing kunnen operators te maken krijgen met onjuiste of slechte prestaties van het gas- of vloeistofsysteem, meer stilstand en vermijdbare veiligheidsrisico's.

Afsluiters worden meestal geselecteerd tijdens het initiële ontwerp van het gas- of vloeistofsysteem. Tijdens de levensduur van het systeem zullen onderhoudstechnici een klep en de meeste andere componenten meestal vervangen door hetzelfde type dat al in het systeem aanwezig is, volgens de specificatie. Dit maakt het des te belangrijker om vanaf het begin de juiste klep te kiezen en kan operators helpen om te voorkomen dat de klep later voortijdig moet worden vervangen.

Hoe maakt u de juiste keuze?

Voor de juiste klepselectie kunnen ontwerpers en technici de STAMPED-methode volgen, die rekening houdt met grootte, temperatuur, toepassing, media, druk, uiteinden of fittingen en levering. Serieuze overweging van elk van deze operationele omstandigheden kan professionals in industriële gas- of vloeistof- en analytische monsternamesystemen leiden naar de juiste keuze van afsluiters.

Hier wordt uitgelegd hoe STAMPED kan worden toegepast op het ontwerp van uw gas- of vloeistofsysteem:

S: Grootte (Size)

De grootte van uw klep bepaalt de doorstroomcapaciteit en moet overeenkomen met het gewenste (of vereiste) debiet van uw systeem. Fabrikanten geven een debietcoëfficiënt (_Cv), die de relatie aangeeft tussen de drukval over een klep en het bijbehorende debiet.

De doorstroomcoëfficiënt, of _Cv, is de hoeveelheid water in Amerikaanse gallons per minuut die door een klep zal stromen bij een drukval van 1 psi (0.07 bar) over de klep en bij een temperatuur van 60°F. Bij gassen, is het berekenen en gebruiken van de Cv-parameter om de doorstroming te voorspellen complexer, maar het biedt nog steeds een effectieve manier om kleppen te selecteren voor een bepaalde toepassing.

Ontwerpfactoren van kleppen die de _Cv beïnvloeden zijn onder andere de grootte en geometrie van het stromingstraject; de grootte van de opening van een klep beïnvloedt de stroming van het gas of de vloeistof er doorheen. Hoe groter de opening, hoe groter de potentiële doorstroomcapaciteit. Openingen in verschillende typen kleppen kunnen aanzienlijk verschillen; een kogelklep biedt bijvoorbeeld minimale stromingsweerstand en een naaldklep kan de stroming beperken of vertragen. Dit zijn belangrijke overwegingen in uw selectieproces.

Raadpleeg bij twijfel uw fabrikant - deze kan u helpen bij het bepalen van de grootte van de klep die u nodig hebt. Een handige Cv-calculator kan gebruikt worden als uitgangspunt bij het selecteren van de juiste klep voor uw toepassing.

T: Temperatuur (Temperature)

Houd rekening met de temperaturen waar uw klep gebruikt zal worden. Dit omvat zowel de temperatuur van de systeemmedia die uw klep zal helpen regelen als de omgevingstemperatuur van de omgeving. Vraag uzelf af: "Deze omstandigheden kunnen van invloed zijn op de keuze van de afsluiter of de frequentie waarmee preventief onderhoud moet worden uitgevoerd.

Houd rekening met temperatuurschommelingen die ervoor kunnen zorgen dat afdichtingsmaterialen uitzetten en krimpen. Metalen onderdelen kunnen ook aan sterkte verliezen bij hogere temperaturen, waardoor de drukwaarden afnemen. Het is belangrijk om bij de fabrikant na te vragen of een afsluiter volledig getest is op de extremen.

A: Toepassing (Application)

Bedenk wat de klep moet doen in het systeem. Moet u de flow starten of stoppen? Doorstromingsniveau regelen? De stroomrichting regelen? Het systeem beschermen tegen overdruk?

De antwoorden op deze vragen bepalen welk type klep u kiest voor uw ontwerp. Neem opnieuw een eenvoudige tweeweg kogelkraan als voorbeeld. Hoewel sommige kogelkleppen van andere fabrikanten een smoorfunctie hebben, mogen de meeste kogelkleppen niet gebruikt worden om de doorstroming te smoren of te regelen. Ze zijn bedoeld om gebruikt te worden in de volledig open of volledig gesloten stand. Als het doel is om de doorstroming te smoren of te regelen, dan is een naald- of doseerklep wellicht een betere optie. U kunt in dit artikel meer te weten komen over de functie en typen kleppen.

M: Media

De procesvloeistof of -gas in uw systeem moet ook zorgvuldig overwogen worden bij het selecteren van de juiste klep met de juiste materiaalsamenstelling. Zorg ervoor dat de media in uw systeem compatibel zijn met de materialen waaruit uw klephuizen, zittingen, stanguiteinden en andere zachtere materialen bestaan. Incompatibiliteit kan leiden tot corrosieproblemen, verbrossing of spanningscorrosiescheuren, wat allemaal veiligheidsrisico's en dure productieproblemen met zich mee kan brengen.

Net als bij de temperatuur dient u ook rekening houden met de plaats waar de klep in gebruik wordt genomen. Zal de klep in een klimaat gecontroleerde omgeving werken, zoals binnen in een fabriek of in een verwarmde instrumentenkast? Zal het buiten zijn, blootgesteld aan elementen zoals direct zonlicht, regen, sneeuw, vorst, ijs en temperatuurschommelingen? Een maritieme omgeving met aanzienlijke blootstelling aan chloriden? Afsluiters en hun componenten zijn verkrijgbaar in verschillende materialen. Kies de materialen die het best geschikt zijn voor deze factoren om de levensduur en functionaliteit van de kleppen te maximaliseren.

P: Druk (Pressure)

Druk is een andere belangrijke overweging bij de keuze van afsluiters. Let op de twee verschillende contexten waarin de term wordt gebruikt:

• Werkdruk: de normale werkdruk in uw systeem.
• Ontwerpdruk: De door de fabrikant opgegeven maximale druklimiet van de klep; overschrijd nooit de ontwerpdruk van een component van een gas- of vloeistofsysteem, tenzij dit onder gecontroleerde testomstandigheden gebeurt.

De druklimiet van een gas- of vloeistofsysteem is gebaseerd op de laagst gewaardeerde component - onthoud dit bij het selecteren van uw afsluiter. De druk en temperatuur van de procesvloeistof hebben een aanzienlijke invloed op de prestaties van de component. De klep die u selecteert moet druk houden en werken wanneer dat nodig is en onder een breed temperatuur- en drukbereik. Het ontwerp, de materiaalselectie en de validatie zijn allemaal kritieke aspecten van de prestaties van de klep. Onthoud ook dat druk en temperatuur elkaar aanzienlijk beïnvloeden. Over het algemeen neemt de werkdruk af naarmate de temperatuur van de procesvloeistof of -gas toeneemt.

E: Eindaansluitingen (End connections)

Afsluiters worden geleverd met een verscheidenheid aan verschillende eindaansluitingen. Dit kunnen integrale tubefittingen zijn, pijpschroefdraad, pijpflenzen, gelaste uiteinden, enz. Hoewel dit traditioneel niet geassocieerd wordt met de constructie van een afsluiter, is de keuze van de eindaansluitingen zeer belangrijk voor de algehele samenstelling van de afsluiter en zijn vermogen om een lekdicht systeem te handhaven. Zorg ervoor dat uw eindaansluitingen geschikt zijn voor uw systeemdruk en -temperatuur en de juiste afmetingen hebben - de juiste eindaansluiting kan de installatie vereenvoudigen en extra lekkagepunten voorkomen.

D: Levering (Delivery)

Zodra u elk van deze factoren hebt overwogen en de klep hebt gekozen die het meest geschikt is voor uw toepassing, vraag uzelf dan af:"Wanneer heb ik mijn kleppen nodig? Hoeveel heb ik er nodig?"

Tijdige levering en betrouwbare bevoorrading zijn net zo belangrijk om uw gas - of vloeistofsysteem operationeel en efficiënt te houden als elke andere factor. Als laatste stap van de STAMPED-methode is het contact met uw leveranciers. Zijn ze in staat om u de onderdelen te leveren die u nodig hebt wanneer u ze nodig hebt? Zijn ze toegankelijk? Werken ze met u samen om de behoeften van uw systeem te begrijpen?

De keuze van kleppen maakt integraal deel uit van het ontwerp van veilige, efficiënte gas- en vloeistofsystemen. Wilt u meer weten over afsluiterselectie en het ontwerp van gas- en vloeistofsystemen? Overweeg dan om een van onze trainingen te volgen om uw kennis over werkend ontwerpen te vergroten.

Joe Bush

Senior Product Manager, Swagelok