Meest gelezen – GF - Expert Engineering Zone

9 veel voorkomende types kleppen en appendages

Frederik Koninckx — Sun, 01 Oct 2023 06:29:00 +0000

Er bestaan heel wat verschillende types van appendages en afsluiters voor diverse soorten vloeistoffen. Globaal gezien komen een 10-tal specifieke types appendages/afsluiters in aanmerking voor het transporteren van corrosieve vloeistoffen. Hiervan bespreken we de belangrijkste vier uitvoerig en de andere beknopt. Mocht u vragen hebben over één van deze of andere kleppen, neem dan gerust contact op ons op, onze experten helpen u graag vooruit: feedback@gf-eez.com.

Kogelkraan
Membraanventiel
Vlinderklep
Drukregelventiel
Ventilatieklep (korte intro)
Kegelterugslagklep (korte intro)
Wafer type terugslagklep (korte intro)
Inline terugslagklep met schuine zitting (korte intro)
Doorstroom type debietmeting (kortre intro)

Veel van de bekendste soorten kleppen en appendages bestaan in de klassieke metalen, zoals staal, RVS en gietijzer. Voor het transport van corrosieve vloeistoffen of toepassingen waar gewicht een belangrijke factor is, zijn de metalen afsluiters vaak niet de meest geschikte oplossingen. De laatste jaren worden voor deze toepassingen steeds vaker kunststof kleppen en appendages ingezet. Ze worden speciaal ontwikkeld voor corrosieve vloeistoffen en bieden een uitgesproken meerwaarde op het vlak van levensduur, veiligheid, montagegemak enz. Typische toepassingen voor kunststofkleppen zijn:

Industriële waterbehandeling
Waterzuivering en neutralisatie
Oppervlaktebehandeling in de metaalindustrie
Vullen en ledigen van tanks voor chemicaliën
Doseren, batchen en mixen van chemicaliën
Gaswassers (scrubbers)
Transporteren van chemicaliën binnen of buiten het gebouw
Toepassingen met hoogzuiver water in labo’s en farmaceutische processen
Zwembaden en aquaria
Industriële secundaire koelsystemen
Aircosystemen op industrieel niveau

1. Kogelkraan

De kogelkraan steunt in haar werking vooral op een centraal gelegen kogel waarin een opening is gemaakt en waar het medium doorheen kan stromen in “geopende” stand, terwijl het medium tegen gehouden wordt in “gesloten” stand. Over het algemeen zal de kogel over een hoek van 90° draaien van open naar gesloten positie en vice versa. De kogelkraan wordt voornamelijk gebruikt voor open / dicht (On/Off) functies en kent vooral haar voordeel in de volle doorlaat. Ze garandeert ook minimaal drukverlies bij 100% open stand. Kogelkranen zijn echter minder aangewezen voor het inregelen van een debiet.

De betere industriële kogelkranen maken gebruik van het principe van de zwevende kogel. Dit principe zorgt ervoor dat de afsluitende werking van de klep verhoogt bij stijgende mediumdruk. Een kogelkraan met zwevende kogel wordt vooral gekenmerkt door het feit dat ze één enkele centrale as heeft en waarbij de kogel in gesloten toestand enigszins vrij horizontaal kan bewegen tov de as en zich daarmee krachtiger of minder krachtig (ifv de mediumdruk) in de kogelzitting kan nestelen. De kogelzittingen moeten in dat geval voorzien zijn van een elastomeer backing ring. Op onderstaande afbeelding ziet u bij wijze van voorbeeld de industriële kogelkraan GF type 546Pro en hoe die opgebouwd is.

Bij kogelkranen dient opgemerkt te worden, dat er een heel brede verscheidenheid aan types en kwaliteiten op de markt is, gaande van zeer eenvoudige types voor tuinbouw en aquaria tot zeer hoogwaardige types voor de chemische industrie.

Naast het wel of niet beschikken over een zwevende kogel, zijn er uiteraard nog veel andere verschillen die de kwaliteit of de toepassing zullen bepalen. Het kan dan gaan over:

enkele of dubbele as-afdichting
monteer -en demonteerbaarheid van het binnenwerk van de klep (de kogel, de kogelzittingen, de spindel, de interne O-ringen)
diversiteit aan afdichtingsmaterialen (bij eenvoudige kranen voor water zijn dat veelal enkel EPMD en NBR, daar waar chemiekranen ook beschikbaar zijn met FKM en FFKM)
kogelzittingen in PE (voor eenvoudige types) of PTFE (voor chemiekranen)
vergrendelbaarheid van de klep
mogelijkheid voor elektrische positiemelding van de klep
het type schroefdraad waarop de bodywartels van de klep gemonteerd zijn
de mogelijkheid om al dan niet TAG nummering te voorzien
de mogelijkheid om afsluiters te automatiseren (elektrisch, pneumatisch)
de beschikbaarheid aan diverse kunststof materialen voor de klep: PVC-U, PVC-C, ABS, PP, PVDF
de uitgevoerde fabricage-kwaliteitstesten en bijhorende certificaten
de beschikbare dichtheidstesten vanuit de fabriek en bijhorende certificaten (testen van volledige series versus eenvoudige monsternametests)
…

Enkele voorbeelden van verschillende kogelkraan types en hun voornaamste toepassingsdomeinen:

Het is sterk aan te bevelen om met uw fabrikant in gesprek te gaan over de specifieke toepassing waarvoor de afsluiter dienst zal moeten doen, teneinde de best mogelijke keuze te kunnen maken.

2. Membraanventiel

Membraanafsluiters zijn qua basisconcept erg eenvoudig; via een verticale neerwaartse beweging van een spindel (as) van de klep wordt het membraan op de zitting van de klep gedrukt om te sluiten. Bij het openen wordt exact de omgekeerde verticale beweging gemaakt. Het membraan wordt meestal uit elastomeer (EPDM, FKM of NBR) vervaardigd omwille van de benodigde flexibiliteit, maar kan voorzien worden van een tweede laag in PTFE, wanneer het getransporteerde medium dit vereist omwille van chemische bestendigheidsredenen. Membraanventielen zijn over ‘t algemeen bijzonder geschikt voor corrosieve, abrasieve en vervuilde vloeistoffen en worden gekenmerkt door een goede inregelbaarheid qua debiet.

Kunststof membraanventielen zijn echter niet full-bore (omwille van de schansvormige zitting), waardoor ze niet dezelfde doorstroomwaardes (Kv100) halen als kogelkranen. Niettemin, zijn er de afgelopen jaren grote inspanning geleverd op vlak van design, waardoor de Kv100 waardes een sterke inhaalbeweging gemaakt hebben. Het onderwerp mbt Kv100/doorstroming wordt in dit onderdeel… (link leggen) besproken. Hieronder vindt u alvast de opmerkelijke ontwerpverschillen tussen een klassiek membraanventiel (bv. GF type 3-serie) en een moderne versie (bv. GF type 5-serie). Let hierbij vooral op de vorm van zowel de behuizing (oud = vierkant versus nieuw = rond) als van de zitting (oud = erg verticale schans versus nieuw = sterk afgeronde en afgevlakte schans) en het feit, dat het moderne ontwerp geen gebruik meer maakt van corrosiegevoelige bouten.

Tabel met vergelijkende Kv100 waardes en ontwerp verschillen:

DN	Kv klassiek ontwerp [l/min @ ▲P = 1bar]	Kv modern ontwerp [l/min @ ▲P = 1bar]	Verbetering modern ontwerp tov klassiek ontwerp [%]
15	56 à 72	125	+74% à +123%
20	120 à 137	271	+98% à +126 %
25	175 à 230	481	+109% à +175 %
32	301 à 341	759	+123% à +152 %
40	418 à 460	1263	+175% à +202 %
50	685 à 768	1728	+125 % à +152%

Hierboven: klassiek ontwerp met vierkante behuizing en bouten (links) tov. modern rond ontwerp zonder bouten (rechts). Daaronder telkens een afbeelding van de flow. Hier wordt duidelijk dat de doorstroom van de vloeistof in de moderne behuizing vlotter is.

Opbouw van een moderne membraanafsluiter (GF type 5-serie):

3. Vlinderklep

Een vlinderklep wordt voornamelijk gekenmerkt door de centraal gelegen cirkelvormige schijf (ook vlinder genaamd). De as van de klep staat loodrecht op de richting van stroom in de buis. Over het algemeen zal de vlinder over een hoek van 90° draaien van open naar gesloten positie en vice versa. De vlinderklep vraagt weinig ruimte mbt de inbouwlengte en wordt vooral gebruikt voor open/dicht (On/Off) toepassingen, maar kan in bepaalde gevallen ook als regelklep (vooral in geautomatiseerde uitvoering) gebruikt worden.

Vlinderkleppen worden steeds tussen flenzen ingebouwd en zijn verkrijgbaar van DN50 mm. Het dient evenwel gezegd dat, gezien de omvang van de vlinder, de vlinderklep vooral een efficiënte werking heeft m.b.t. debiet in de grotere diameters vanaf pakweg DN100.

Vlinderkleppen bestaan, net als kogelkranen, in heel diverse types voor een brede waaier aan toepassingen, gaande van heel eenvoudig (tuinbouw, aquaria, eenvoudige watertoepassingen) tot zeer hoogwaardig (chemische industrie). De meest eenvoudige types maken gebruik van een elastomeer (EPDM, FKM, NBR) voering waarbinnen een centraal gelegen vlinder draait. Maar er bestaan ook types waarbij het afdichtend elastomeer bovenop de centraal gelegen vlinder gemonteerd zit. Beide types zijn eenvoudig qua concept en fabricage. Ze zijn dan ook voordelig aan te schaffen.

Ze hebben echter als nadeel dat zij, als gevolg van het permanent contact tussen vlinder, dichting en behuizing, meer frictie tussen deze drie onderdelen veroorzaken en daarbij dus meer bedieningskoppel vereisen en meer slijtage veroorzaken, wat de potentiële standtijd verlaagt. Daarom zijn deze types vlinderkleppen vooral geschikt voor diverse soorten zuiver water en minder tot niet geschikt voor uitgesproken chemische vloeistoffen of vloeistoffen die vaste deeltjes of smurrie bevatten (aanlading, ophoping, abrasie).

Vlinderklep met centraal gelegen vlinder (links) en met dubbel-excentrisch gelegen vlinder (rechts).

Voor de meer veeleisende toepassingen bestaan er vlinderkleppen met dubbel excentrische as. Dit betekent concreet, dat de as en de vlinder van de klep lichtjes uit het centrum van de klep staan, zowel vanuit de diameter van de klep bekeken als vanuit inbouwlengte. In dit geval zal de vlinder bij het openen en sluiten een niet-gecenterde rotatieve beweging maken, waarbij de vlinder en de profielafdichting op de binnenkant van de behuizing slechts in de laatste 7° à 9° van het sluiten (of de eerste 7° à 9° bij het openen) contact maken. De vlinder zal zich bij het sluiten ook eerder in de profieldichting duwen, veeleer dan deze te belasten door frictie.

Doorsnede van een vlinderklep met dubbel excentrisch gelegen vlinder.

In het geval (links), wanneer maximale sluitveiligheid en/of verhoogde bescherming tegen drukstoten aan orde is, zullen we de klep zodanig monteren dat ze afsluit met de stromingsrichting mee. In het andere geval (rechts), wanneer vooral een nog lager bedieningskoppel verwacht wordt, zullen we de klep eerder tegen de stromingszin laten sluiten. Over de effecten van de ene of andere manier van monteren kan u altijd best de fabrikant raadplegen.

Vlinderkleppen kunnen zich verder nog van elkaar onderscheiden op het vlak van bediening- en montage:

Bediening:

- Klassieke hendel (per 5° à 10° verstelbaar, afhankelijk van de fabrikant)
- Traploos instelbare hendel (fabrikantafhankelijk
- Wormwielaandrijving

Montage:

- - “Wafer type” (versie zonder getapte boutgaten)
  - “Lug type” (versie met getapte boutgaten)

Van links naar rechts: “Wafer type” met klassieke hendel, traploos instelbare hendel, wormwielaandrijving en “Lug type”.

4. Drukregelventiel

Drukregelventielen gaan, gebruik makend van de beschikbare mediumdruk en een heel specifieke interne constructie, de mediumdruk bijregelen, zonder daarbij hulp te krijgen van een gemotoriseerde aandrijving. We onderscheiden over het algemeen drie verschillende types mbt de specifieke werking:

De inkomende mediumdruk regelen (veelal drukhoudventiel genoemd)
De uitgaande mediumdruk regelen (veelal drukreduceerventiel genoemd)
Het vermijden van overdruk in bepaalde secties van leidingen

Op de afbeelding hierboven vinden we het voorbeeld van een drukreduceerventiel GF type V582. Let op de symbooltjes die een variabele inkomende druk suggereren en een stabiele instelbare uitgaande druk. Voor een drukbehoudventiel is de situatie uiteraard omgekeerd. Het spreekt ook voor zich, dat de stromingsrichting doorheen het ventiel belangrijk is. De fabrikant duidt dit aan dmv een richtingaangevend pijltje op het lichaam van het ventiel.

Concreet komt de algemene werking van een drukregelventiel erop neer, dat we eerst via een veer bovenaan het ventiel de specifiek gewenste druk gaan instellen, dewelke via een manometer (soms op de leiding, soms op het ventiel zelf) kan nagekeken worden. Door de specifieke weg die het medium doorheen het ventiel moet volgen, gecombineerd met de ingestelde veerdruk en de specifieke locatie van het regelmembraan in het ventiel, zal het ventiel automatisch de optredende en ongewenste drukvariaties in het medium compenseren.

Membraan of cartridges

Op de markt bestaan types die met een klassiek membraan werken en types die eerder met verwisselbare pastilles/cartridges werken. Dit laatste heeft als voordeel, dat door het eenvoudig verwisselen van de pastille, de werking als drukhoud-of drukreduceerventiel kan gewisseld worden. Ook zijn eventuele herstellingen sneller en correcter uitvoerbaar, doordat montage en demontage van de onderdelen veel eenvoudiger is (de kap van de klep is via een schroefverbinding op het lichaam van de klep gemonteerd) en minder gevoelig inzake potentiële foutenlast. Omwille van constructieredenen zijn versies met verwisselbare pastilles veelal beperkt tot DN50 mm. In de grotere afmetingen wordt met een klassiek membraan gewerkt en zijn de lichaamsonderdelen van de klep via metalen bouten onderling verbonden. Over de werking van een drukregelventiel inzake het vermijden van overdruksituaties vindt u meer informatie terug in dit artikel over het gebruik van PRV’s.

Hieronder ziet u twee doorsnedes. Merk hierbij op, dat de algemene constructie van de klep identiek is, maar het verschil in werking zich concentreert rond de verwisselbare pastille.

De constructie van een drukregelventiel in DN65-DN100 ziet er behoorlijk anders uit, zoals u op onderstaande afbeelding kan opmerken. Hier wordt gebruik gemaakt van een ander soort membraan en dito piston.

Het selecteren van het juiste ventiel voor een specifieke toepassing is van groot belang. Niet enkel om redenen van compatibiliteit op materiaalniveau mbt het medium en de temperatuur/druk, maar ook op vlak van het juiste werkingstype en inzake de juiste afmeting. Dit laatste aspect wordt heel vaak over het hoofd gezien, waarbij men al te gauw dezelfde diameter voor de klep kiest als voor de leiding, wat vaak leidt tot een slechte werking van het ventiel en het regelproces. Hoe het juiste ventiel gekozen wordt, kan u bekijken via deze tool.

5. Ventilatieklep en ventilatie-ontluchtingsklep

Deze kleppen zorgen voor ontluchting van leidingsystemen en tanks. De ventilatieklep wordt overal gebruikt waar een veilige en gecontroleerde luchttoevoer moet worden gewaarborgd. Daarnaast voorkomt ze ook overloop van het medium. Dankzij een recente innovatie in de vlotter is de klep nog betrouwbaarder geworden. De vlotter heeft de contouren van een bolvormig oppervlak in de afdichtingszone en is volledig uitgelijnd met de afdichtring. De dubbele lager van de vlotter voorkomt bovendien dat deze vastloopt, zelfs bij zeer snelle sluitbewegingen.

6. Kegelterugslagklep

Een controlekegel die het terugstromen van media voorkomt, vormt de kern van de nieuwe generatie kleppen. De geoptimaliseerde stromingsgeometrie herleidt de stromingsweerstand en het drukverlies tot een minimum. Dankzij een nieuwe afdichtingzone en een speciaal ontworpen profielafdichting, is de klep compleet afgedicht, zelfs met zeer snelle sluitbewegingen. De controlekegel heeft de vorm van een bol in de afdichtingszone. De dubbele lager van de kegel voorkomt ook vastlopen. Storingen zijn dus uitgesloten.

7. Wafer type terugslagklep

Als een medium in de stroomrichting stroomt, gaat de schijf van de waferterugslagklep open en laat zo stroming toe in de bedoelde richting. Als de gemiddelde druk onder een bepaalde limiet daalt, sluit de wafer opnieuw af.

8. In-line terugslagklep met schuine zitting

De hoekzitting-terugslagklep heeft een plunjer, die is opgesteld in het midden van de klep en drukt op een platte stempel of zitplaats. De klep gaat open zodra de stroom van het medium de kegel omhoog duwt.

9. Doorstroom type debietmeter

Een debietmeter met variabel oppervlak bestaat uit een conische buis waarin het medium van onder naar boven kan binnenstromen. In de kegelpijp is een verticaal bewegende vlotter. Als een medium met voldoende stroomsnelheid naar boven door de verticaal gemonteerde conische buis stroomt, wordt de vlotter opgetild tot het punt waarop een toestand van evenwicht is tussen de hefkracht van het medium en het gewicht van de vlotter. Omdat het gemiddelde debiet evenredig is met de hoeveelheid die per eenheid doorstroomt binnen een bepaalde tijdspanne, komt de evenwichtstoestand overeen met de meting van het debiet op dat moment.

Verken onze sectie gewijd aan Kleptechniek om meer te weten te komen over de werking en gevarieerde toepassingen van de verschillende kleppen.

Als u vragen hebt over de getoonde kleppen of appendages, aarzel dan niet om contact op te nemen met onze experts. Zij zullen uw vragen met plezier beantwoorden.

L’article 9 veel voorkomende types kleppen en appendages est apparu en premier sur GF - Expert Engineering Zone.

Wat is een geautomatiseerde regelklep ?

Joeri Tomas Fahim — Sat, 15 Apr 2023 13:40:46 +0000

Een geautomatiseerde regelklep wordt voornamelijk in de procesindustrie gebruikt om een procesvariabele binnen een bepaald gewenst bereik te houden en zo de kwaliteit van het eindproduct te kunnen garanderen.

Dit wordt gedaan aan de hand van een regelkring waarin de volgende componenten worden gebruikt: sensor, transmitter, controller en regelklep.

Hoe werkt deze gesloten regelkring?

De sensor verzamelt informatie over de procesvariabele en de transmitter vertaalt deze naar een bruikbaar signaal, voorziet eventueel een visualisatie en stuurt deze door naar de controller.

De controller dat een PLC, SCADA- of DCS-systeem kan zijn, zal deze informatie verder verwerken en berekenen wat er moet gebeuren om het gewenste setpunt te bereiken.

Hierna wordt vanuit de controller de regelklep aangestuurd en zal het openingspercentage van de regelklep worden bepaald. Afhankelijk van de gemeten procesvariabele en de gewenste procesvariabele zal de controller de regelklep op een hoger, lager of gelijk openingspercentage houden. Op deze manier wordt de procesvariabele gemanipuleerd en op de gewenste waarde gehouden.

Een regelklep bestaat uit 3 hoofdcomponenten:

Positioner of klepstandsteller
Actuator of aandrijving
Valve body of kleplichaam

De positioner of klepstandsteller ontvangt het elektrisch signaal van de controller. Dit elektrisch signaal hangt af van het communciatieprotocol van de controller en kan een van de volgende signalen zijn: 4-20 mA analoog elektrisch signaal (met of zonder HART) of een digitaal signaal via Modbus, Profibus, Profinet of Foundation Fieldbus. De positioner zet het signaal om en stuurt de aandrijving van de klep aan.

De actuator of aandrijving is de motor van de klep. Deze zal een kracht (lineaire beweging of moment) (roterende beweging) overbrengen naar het mechanisch gedeelte van de klep zodat de klep open, dicht of in een tussenpositie komt te staan. Er bestaan 3 soorten aandrijvingen: Pneumatisch, elektrisch of hydraulisch. De positioner stuurt afhankelijk van de energiebron van de aandrijving een pneumatisch, elektrisch of hydraulisch signaal naar de aandrijving.

De valve body of het kleplichaam is het gedeelte van de klep dat in de pijpleiding gemonteerd staat en deze is in directe mechanische verbinding met de aandrijving.

Hoe wordt de juiste klep gekozen?

Voor het correct dimensioneren en selecteren van een regelklep zijn een aantal belangrijke gegevens nodig.

Deze zijn de volgende:

Debieten (Q)
naam van het medium en concentratie of samenstelling
massadichtheid (in geval van vloeistof), moleculair gewicht (in geval van gas) of specifieke graviteit (SG)
procestemperatuur en designtemperatuur van het medium
ingangsdruk en uitgangsdruk van de klep (P1 & P2) alsook de designdruk van het proces
soort aandrijving en gewenste faalactie
pijpleidingdiameter, materiaal van de pijpleiding, drukklasse en gewenste connectie
input signaal positioner

Indien de leidingdiameter nog niet bepaald is, kan deze aan de hand van de volgende formule bepaald worden:

di= interne leidingdiameter (mm)

Q= debiet (m³/h)

v= snelheid medium (m/s)

De snelheid van het medium wordt benaderd afhankelijk van het type leiding en de toestand van het medium.

Standaard waardes voor snelheid zijn:

Vloeistoffen

v = 0.5 – 1.0 m/s voor aanzuigleidingen

v = 1.0 – 3.0 m/s voor drukleidingen

Gassen

v = 10 – 30 m/s

Voorbeeldberekening:

Drukleiding water

Q= 14 m³/h

v= 2m/s

De gekozen leiding wordt dan een DN50.

Vaak wordt een regelklep een maat kleiner dan de leiding gekozen maar dit is geen volledige benadering.

Het correct dimensioneren van een regelklep is van groot belang. De capaciteit van een klep wordt uitgedrukt via de Kv-waarde (in Europa) of de Cv-waarde (in de rest van de wereld). Deze wordt berekend via de volgende gesimplificeerde formule:

Dit is de experimenteel bepaalde capaciteit gerealiseerd door een klep voor een specifieke opening bij een drukverlies van 1 bar met als medium water bij een temperatuur van 5 tot 40°C. Deze capaciteit wordt uitgedrukt in m³/h of l/min.

Hieronder vindt u een voorbeeld van de flowkarakteristiek van het type 546 pro kogelkraan in DN40:

Aan de hand van de opgegeven procescondities kan de Kv-waarde berekend en vergeleken worden met de flowkarakteristiek van de klep die men wenst. Deze conditie moet binnen het regelbereik (groene gebied van de curve) liggen van de klep. Voor een goede dimensionering ligt dit tussen 20 en 80 graden opening van de klep.

Indien de berekende Kv-waarde van de procesconditie onder 20 graden ligt, valt deze buiten het regelbereik van de klep en wordt beter een kleinere klep geselecteerd. Onder 20 graden opening kan een onstabiele regeling ontstaan wat trillingen kan veroorzaken met mogelijke schade aan de klep of leiding tot gevolg.

Indien de berekende Kv-waarde van de procesconditie boven 80 graden opening ligt, zal er ook een onstabiele regeling ontstaan met mogelijkheid tot cavitatieschade, verhoogde vibraties en geluidsniveaus tot gevolg. Er wordt best een grotere maat van klep geselecteerd.

Voorbeeldberekening:

Waterleiding DN50

P1= 3 bar(g)

P2= 2 bar(g)

Q= 14 m³/h

SG=1

Als aanname voor de klepdiameter wordt een maat kleiner dan de leidingdiameter gekozen dus DN40.

Uit de flowkarakteristiek van de DN40 546 pro (zie curve) blijkt dat de Kv-waarde overeenkomt met een opening van 50° hetgeen mooi in het regelbereik van de kogelkraan ligt.

De volgende zaken bepalen mee de keuze van het type klep:

dampdruk (gasvorming of niet)
viscositeit
aanwezigheid van partikels en/of kristallisatie van het medium
omgevingsparameters
aanwezigheid van vacuumcondities

De mogelijke types kleppen binnen het GF portfolio voor een regeltoepassing zijn de volgende:

Hieronder vindt u 2 tabellen die een overzicht geven over de meest geschikte klep bij enkele specifieke toepassingen:

Welke zijn de mogelijke toepassingen?

In elke toepassing waar vloeistoffen of gassen in een pijpleiding getransporteerd worden en een bepaalde procesvariabele nauwkeurig onder controle moet gehouden worden, biedt een geautomatiseerde regelklep de oplossing.

De procesvariabele dat onder controle moet worden gehouden kunnen 1 van de volgende zijn: debiet, druk, temperatuur, zuurtegraad (ph), niveau, geleidbaarheid en meer.

Voorbeelden van toepassingen:

Voor meer informatie over regelkleppen gaat u naar de categorie Kleptechniek.

Bezoek onze GF Piping Systems website of neem contact op met een van onze experts voor meer informatie over onze oplossingen.

L’article Wat is een geautomatiseerde regelklep ? est apparu en premier sur GF - Expert Engineering Zone.

Hoe kies je de juiste klep of afsluiter voor het transporteren van corrosieve vloeistoffen?

Frederik Koninckx — Thu, 01 Oct 2020 03:06:00 +0000

Er bestaan heel wat verschillende types van appendages en afsluiters voor diverse vloeistoffen, maar niet elke type is even geschikt voor het transporteren van corrosieve vloeistoffen. Globaal genomen komen een 10-tal specifieke types appendages/afsluiters concreet in aanmerking hiervoor. Een korte bespreking van de belangrijkste afsluiters vindt onder deze link.

Om de juiste klep te kiezen, doorloopt u best enkele onontbeerlijke stappen. Deze stappen zijn:

Check het medium
• Chemische bestendigheid
• Druk en temperatuur
• Zuiverheid van het medium mbt aanwezigheid van partikels en kristalvorming
• Viscositeit
• Gasvormig medium
Bepaal aan welke functionaliteit(en) uw klep moet voldoen
• Regelbaarheid of gewoon ON/OFF
• Positie-indicatie nodig of niet
• Volle doorlaat of niet
• Lekbestendigheid onder vacuüm
• Triggering van drukstoten/waterslag
Verbindingstechnieken voor kleppen en appendages
Automatisering van kleppen en appendages

Automatisering kan een oplossing bieden waar vandaag nog manueel geregeld wordt.

Stap 1: chemische bestendigheid

Voor het onderzoeken van de benodigde chemische bestendigheid van het materiaal van de klep en bijhorende dichtingen volgen we in eerste instantie dezelfde logica als die voor de keuze van buismaterialen. U kan dit nalezen in dit artikel over de selectie van buismateriaal voor corrosieve vloeistoffen.

Bij de keuze van afsluiters en appendages dient er echter nog iets meer aandacht besteed te worden aan het type dichtingen. Aangezien afsluiters en appendages bepaalde dichtingen ook dynamisch en mechanisch belast worden (via bewegingen, vervormingen, frictie, etc) kan de keuze voor van het dichtingsmateriaal variëren. Bijvoorbeeld: het membraan van een membraanafsluiter ondergaat een heel andere mechanische belasting dan de O-ringen op de as van een kogelkraan.

In het eerste geval ondergaat het membraan een directe vervorming door de verticale beweging van de as aan dewelke ze verbonden is en bij sluiting wordt dit membraan ook deels samengedrukt tegen de zitting van de behuizing van de klep. De O-ringen op de as van een kogelkraan ondergaan een heel andere mechanische belasting. In dit geval is de beweging roterend van aard en zorgt deze voor wrijving. In beide gevallen is het vooral belangrijk om weten dat kleppen ontworpen zijn met het oog op het kunnen uitvoeren van een theoretisch minimum aantal open-sluit-cycli volgens DIN. Het spreekt voor zich, dat de inwerking van bepaalde chemicaliën de levensduur en het aantal beschikbare open-sluit-cycli negatief kan beïnvloeden. Deze situatie is echter case per case te beoordelen, bij voorkeur in nauw overleg met de fabrikant.

Druk en temperatuur

Net zoals bij buismaterialen dient het P/T (druk-temperatuur) diagram van het afsluiter-materiaal onderzocht te worden. Ook hier moet de link met de chemische bestendigheid gemaakt te worden en moeten beide aspecten als geheel een beoordeling krijgen. We verwijzen hiervoor naar het artikel over het lezen van een P/T diagram.

Bij afsluiters en appendages dient men echter met een bijkomend aspect rekening te houden, namelijk het feit dat er voor afsluiters veelal afwijkende P/T diagrammen bestaan tov de P/T diagrammen van het buismateriaal. De reden hiervoor is te vinden in het feit dat, in tegenstelling tot buismaterialen, afsluiters en appendages samengestelde producten zijn, waarvan de diverse componenten als één geheel moeten kunnen functioneren bij alle daarvoor voorziene P/T èn chemische omstandigheden. Dit betekent dus ook, dat in een leidingsysteem met afsluiters, het niet volstaat om enkel het buismateriaal te beoordelen m.b.t. chemische bestendigheid en P/T, maar het geheel van buizen, fittingen, dichtingen, afsluiters, appendages, etc. moet beoordeeld worden, inclusief de overwogen verbindingstechnologie.

Hieronder vindt u een concreet voorbeeld van de P/T diagrammen van respectievelijk: GF PVC-U buismateriaal, GF membraanafsluiter in PVC-U, GF kogelkraan 546Pro in PVC-U.

P/T diagram van GF buismateriaal in PVC-U

P/T diagram van GF membraanafsluiter type 5-reeks in PVC-U

P/T diagram van GF kogelkraan type 546Pro in PVC-U

Stappen 1C, 1D en 1E

In deze stappen ontdekken we, dat ook de specifieke aard van het medium onze afsluiterkeuze sterk kan beïnvloeden. Een heel concreet en praktisch vaak voorkomende voorbeeld vinden we in vloeistoffen met vaste deeltjes (bv. chemisch afvalwater met kleine metallische partikels uit een oppervlaktebehandelingsproces) en vloeistoffen dewelke kristalliserende eigenschappen hebben (bv. NaOH). In dit geval zijn kogelkranen over het algemeen matig tot niet geschikt, terwijl membraanafsluiters eerder wel geschikt zijn. Opgemerkt dient evenwel, dat we hierin rekening dienen te houden met zowel de aard van de partikels, de grootte van de grootte van de partikels en de concentratie aan partikels. De onderstaande tabel geeft een eerste algemeen overzicht van de algemene mogelijkheden. Het is zeker aan te bevelen, in geval van twijfel, de fabrikant te consulteren.

Stap 2: De functionele eigenschappen van de klep

Bij de selectie van de juiste klep is het van belang om te weten waarvoor de klep specifiek gebruikt zal worden. Onderaan vindt u bondig overzicht van enkele veel voorkomende functionele eigenschappen, dewelke best even nagekeken worden.

We lichten er één voorbeeld uit, nl. de regelbaarheid. De meeste afsluiters in een leidingsysteem worden ofwel gebruikt om te openen en te sluiten (On/Off werking) of om een debiet in te regelen (modulerende of inregelwerking). In On/Off werking ligt de focus inzake het gebruik van de klep vooral op haar primaire functie; nl. veilig openen en afsluiten van de leiding. Hierbij is het in gesloten toestand essentieel dat de klep, ongeacht de mediumdruk, zo goed mogelijk afsluit en intern lekkages vermeden worden. In geopende toestand wensen we liefst een zo vol mogelijke doorlaat en dus zo min mogelijk ladingsverliezen (drukverliezen). Nemen we deze parameters mee en toetsen we ze af aan bijvoorbeeld kogelkranen en membraanafsluiters, dan stellen we vast, dat kogelkranen vooral uitblinken in een On/Off werking, terwijl membraanafsluiters een veel beter inregelbare werking hebben.

Het antwoord m.b.t. de regelbare werking vinden we terug in de regelkarakteristieken van de afsluiters. Belangrijk hierbij is, dat de lineaire en proportionele zone van de regelcurve zo breed mogelijk is en liefst redelijk centraal in het diagram ligt. Dit gegeven is duidelijk veel sterker aanwezig bij de membraanafsluiters dan bij de kogelkranen. Bij de kogelkranen zien we, dat de eerste 70% opening slechts een effect heeft op de eerste 30% van maximaal mogelijke debiet doorheen de klep. Wetende dat een kogelkraan over het algemeen slechts over 90° draait van volledig gesloten tot volledig geopend, zorgt dit dus voor een erg moeilijke instelbaarheid/inregelbaarheid van de klep. Bij de membraanafsluiters is deze situatie totaal anders.

Hier zien we, dat de tussen pakweg 20% opening en 80% opening van de klep er een quasi volledig lineair en proportioneel verband bestaat tussen openingsgraad en debiet. Bovendien ligt deze lineaire zone mooi centraal in de curve. Bijkomende voordeel in dit verband is het feit, dat bij een membraanafsluiter u de spindel meerdere malen 360° dient door te draaien, om van volledig gesloten tot volledige geopende stand te komen. Dit genereert dus de mogelijkheid om behoorlijk fijn een gewenst debiet in te stellen.

Regelcurve van GF kogelkraan type 546Pro (d16-d63 mm)

Regelcurve van GF membraankraan type 5-serie (d20-d63 mm)

Er dient opgemerkt te worden, dat er ook kogelkranen bestaan, dewelke over een groot deel van hun regelcurve een proportioneel verband vertonen. De betreffende kogel bevat dan geen klassieke centrale boring meer, maar eerder een speciaal gevormde uitsparing. Hierbij dient wel opgemerkt te worden, dat dit type kogelkranen minder gunstig zijn m.b.t. ladingsverliezen en potentieel maximaal debiet en tevens dat het proportioneel en lineair verband, afhankelijk van de nominale diameter van de klep, slechts vanaf een bepaalde openingshoek start. De keuze tussen een membraanafsluiter of “lineaire” kogelkraan hangt, m.b.t. regelbaarheid / modulerend karakter, af van diverse parameters m.b.t. het process waarin de klep functioneert. Dit onderwerp wordt meer in detail belicht in het artikel automatische afsluiters.

Regelcurve van GF kogelkraan type 546Pro “linear” (d20-d63 mm)

Wanneer het echter gaat over de veroorzaakte ladingsverliezen enerzijds en het maximaal mogelijke debiet anderzijds bij geopende toestand van een klep, dan stellen we vast dat de kogelkranen, dewelke een volle doorlaat genieten bij 100% opening, het beste scoren in vergelijking met de membraanafsluiters. De tabellen mbt de Kv100 waardes (deze beschrijven het debiet bij 100% opening van de klep en een verschildruk van 1 bar over de klep) tonen de verschillen mbt het genereerbare debiet.

Kv100 waardes van de GF kogelkranen type 546Pro en type 546Pro “linear”

Kv100 waardes van de GF membraankranen type 5-serie (d20-d63 mm)

De onderstaande tabellen tonen de verschillen m.b.t. veroorzaakte ladingverliezen tussen kogelkranen en membraanafsluiters. Het gaat in dit geval over afsluiters tot maximaal d63/DN50 mm. Voor grotere diameters bestaan er soortgelijke diagrammen: Planning Fundamentals

Ladingsverliezen van GF kogelkraan type 546Pro (d16-d63 mm)

Ladingsverliezen van GF membraankraan type 5-serie (d20-d63 mm)

Stap 3: Verbindingstechnieken voor kleppen en appendages

Gezien we geen prioriteit aan de octopuslink m.b.t. kunststof verbindingstechnieken kunnen geven, zullen we dit topic meer in detail later uitwerken! Ik stel voor, dat we ons voorlopig beperken tot onderstaande.
De diverse types van afsluiters en appendages in kunststof kunnen op hun beurt op verschillende manieren in het leidingsysteem ingebouwd worden. Kunststof afsluiters kunnen vrij makkelijk met zowel kunststof leidingen als met diverse metalen leidingen gekoppeld worden. De meest voorkomende verbindingsmethodes zijn:

Flenzen (losse of vaste flenzen)
Driedelige koppelingen (langs beiden kanten hetzelfde of een ander materiaal)
Schroefdraadverbindingen

Eén van de voordelen van kunststof afsluiters is de flexibiliteit inzake keuzemogelijkheden. Zo bestaan er bijvoorbeeld kunststof afsluiters dewelke vanuit fabricage uitgerust zijn met flenzen of driedelige koppelingen, maar evengoed dezelfde types van afsluiters met las-of kleefuiteindes aan dewelke men à la carte laskragen met flenzen of driedelige koppelingen kan verbinden in functie van wat op de werf op dat ogenblik het meest aangewezen is. Veelal bestaan deze laskragen voor diverse las-of kleefmethodes (Tangit kleven, stuiklas, moflas). Een breed overzicht van de diverse verbindingsmethodes en bijhorende componenten is makkelijk terug te vinden via volgende link: Planning Fundamentals

Stap 4: Automatisering van kleppen en appendages

De laatste stap is het automatiseren van de kleppen en appendages. Hiervoor zal weldra een nieuw onderwerp worden gepost. Wens je op de hoogte te blijven? Schrijf in op onze updates en je verneemt het als eerste.

L’article Hoe kies je de juiste klep of afsluiter voor het transporteren van corrosieve vloeistoffen? est apparu en premier sur GF - Expert Engineering Zone.

Bepaal in 3 stappen welk buismateriaal u nodig hebt voor corrosieve vloeistoffen

Frederik Koninckx — Wed, 30 Sep 2020 09:06:00 +0000

De keuze voor buismateriaal is afhankelijk van de corrosieve vloeistof die u wenst te transporteren. In veel gevallen is kunststof de meest aangewezen keuze. De chemische bestendigheid van kunststofmaterialen is immers groter dan die van metaal. Maar natuurlijk zijn er ook limieten waarmee rekening moet gehouden worden om een goede werking en lange levensduur te verzekeren. Volg deze 3 stappen om de juiste materiaalkeuze te maken al het gaat over pijpleidingen voor corrosieve vloeistoffen

Stap 1: Chemische resistentie – maak gebruik van een lijst

Kunststofleidingsystemen worden heel vaak ingezet voor agressieve vloeistoffen en gassen. De chemische bestendigheid van het gebruikte materiaal zal in grote mate bepalend zijn voor de materiaalkeuze. De chemische bestendigheidslijst is een betrouwbare gids die makkelijk geconsulteerd kan worden. Hierin vindt u gedetailleerde aanbevelingen over de belangrijkste kunststoffen en elastomeren (dichtingen) die gebruikt worden in combinatie met de veelgebruikte chemicaliën. De lijst stelt u in staat om een eerste ruwe selectie te maken en in de volgende stap met de weerhouden materialen de keuze te verfijnen.

Stap 2: P/T-diagram opzoeken en interpreteren

Om het juiste materiaal voor leidingen te selecteren moet ook rekening gehouden worden met het P/T diagram (pressure-temperature, druk /temperatuur). Dit diagram toont de toelaatbare combinatie tussen druk en temperatuur voor een bepaald materiaal in theoretisch ideale omstandigheden. Deze P/T curves zijn opgesteld op basis van water als medium (of media met een chemisch gedrag vergelijkbaar met water) en voor een theoretische levensduur van 25 jaar. Aangezien het medium meestal geen water is, wordt de finale keuze qua materiaal bepaald door de combinatie van chemische bestendigheid en P/T diagram. Noteer ook dat de P/T diagrammen van buismaterialen verschillen van die voor kleppen en fittingen. Wil je te weten komen hoe je een P/T diagram interpreteert, lees dan ook dit artikel.

P/T Diagram uit de online tool

Stap 3: Andere criteria

Naast de minimale gegevens van medium, concentratie, procestemperatuur en -druk zijn er nog een aantal andere parameters die de materiaalkeuze kunnen en zullen beïnvloeden. Enkele voorbeelden van parameters zijn:

• Grond- en verkeerslasten

• Omgevingstemperatuur

• UV-straling in geval van buitenopstelling

• Chemische omgeving

• Vacuüm

• Waterslag of grote drukvariaties

• Mediumdiffusie

• Statische oplading en explosieve omgeving

• De voor handen zijnde verbindingstechnieken (*)

• De voor handen zijnde types afsluiters

• …

In deze blogpost leest u waarom PVC-U leidingsystemen snel terrein winnen.

Verder is het is altijd aangewezen om in overleg te gaan met uw leverancier teneinde alle parameters voor uw specifieke toepassing in overweging te kunnen nemen.

L’article Bepaal in 3 stappen welk buismateriaal u nodig hebt voor corrosieve vloeistoffen est apparu en premier sur GF - Expert Engineering Zone.