Oorzaken van defecten aan klepzittingen en suggesties voor structurele verbeteringen
Na jarenlang aan kleppenprojecten te hebben gewerkt, heb ik eerlijk gezegd te veel problemen met klepzittingen gezien. Meestal klagen gebruikers over lekkage, terwijl het in werkelijkheid niet om een probleem met de spoel gaat, maar om een versleten klepzitting. Soms is het materiaal niet goed, soms is de constructie bij het ontwerp simpelweg niet afgestemd op de bedrijfsomstandigheden.
We hadden eerder kogelkranen geïnstalleerd in een cokesfabriek, geschikt voor media met stof en hoge temperaturen. De ontwerptekeningen toonden een roestvrijstalen zitting met zachte zitting. Na minder dan een half jaar gebruik constateerden we bij een controle dat verschillende kranen ernstige interne lekkage vertoonden. Na demontage bleek dat de afdichtingsring was afgesleten en dat de rand van de klepzitting enigszins was ingezakt. Na vervanging door een gelaste metalen klepzitting met een harde oppervlaktebehandeling is de levensduur met meer dan twee jaar verlengd.
Er zijn verschillende veelvoorkomende oorzaken van defecten: ten eerste slijtage van het afdichtingsoppervlak, vooral bij vaste deeltjes in het medium, waardoor het afdichtingsoppervlak snel en frequent opent en sluit door wrijving; ten tweede afbladderen van de laslaag, wat meestal te wijten is aan een onjuist oppervlaktebehandelingsproces of onvoldoende warmtebehandeling; een ander veelvoorkomend probleem is dat de spoel en zitting niet concentrisch zijn, met als gevolg dat aan de ene kant de oude spanning blijft en aan de andere kant lekkage optreedt.
Als er in de ontwerpfase geen rekening wordt gehouden met de klepzitting, zijn problemen bijna onvermijdelijk. We hebben een klant in de aluminiumproductielijn met tientallen V-kogelkranen. De klepzittingen waren allemaal van gewoon roestvrij staal, maar na minder dan een jaar liepen ze vast en konden ze niet meer gereinigd worden. Later hebben we een versie met een conische vorm geleverd om de structuur te versterken, een afschuining aan de boven- en onderkant toegevoegd en een interne steungroef aangebracht. Deze kranen functioneerden vervolgens twee jaar lang zonder noemenswaardige slijtage.
Structureel gezien wordt aanbevolen om bij het ontwerp rekening te houden met drie punten: Ten eerste, zorg ervoor dat het afdichtingsoppervlak zoveel mogelijk vervangbaar is, zodat eventuele problemen ter plaatse kunnen worden verholpen; Ten tweede, maak het materiaal zo dat het mogelijk is om het te lassen op één stuk roestvrij staal, zodat er geen gedoe ontstaat; Ten derde, zorg voor een centreerpunt bij de montage en vertrouw niet op handmatige uitlijning. Anders kan een kleine afwijking bij de installatie leiden tot honderden keren opnieuw vastdraaien van de spoel.
De door ons ontwikkelde klepzittingconstructie, met een combinatie van een metalen afgeschuinde rand en een composiet afdichtingsinzetstuk, biedt zeer stabiele prestaties onder bedrijfsomstandigheden met steenkoololie, ammoniumfosfaat en afvalwater met een hoog zoutgehalte. Veel klanten hebben onze op maat gemaakte constructie inmiddels direct in hun technische pakketten opgenomen, wat aantoont dat deze oplossing daadwerkelijk problemen in de praktijk kan oplossen.
De klepzitting is iets waar niemand aandacht aan besteedt tijdens het ontwerpen, en als er iets misgaat, kan dat grote gevolgen hebben. Ik raad aan dat alle ontwerp- en inkooppartners niet alleen naar de specificaties kijken, maar ook luisteren naar wat de mensen in de praktijk zeggen over de bediening en het onderhoud. Want de werkomstandigheden wachten nooit op mensen; een goede constructie is essentieel na drie maanden installatie.