Uitvoeringstechnieken

1. Toepassingen en keuzecriteria

Afsluiters worden gebruikt in diverse industrieën zoals chemie, petrochemie en voeding. De keuze van een afsluiter hangt af van:

• Materiaal (bijv. gietijzer, RVS, gelegeerd staal, brons, messing, kunststof)
• Drukklasse
• Diameter
• Temperatuurbestendigheid
• Werking en bediening

2. Bedieningstypes

De manier waarop een afsluiter wordt bediend, is belangrijk en wordt gekozen op basis van factoren zoals klepgrootte en werkomgeving. Veelgebruikte besturingsmethoden zijn:

3. Normaal open vs. normaal gesloten ventielen

• Normaal gesloten ventielen sluiten automatisch bij uitval van druk, wat veiligheidsvoordelen biedt (bijvoorbeeld afsluiten bij storing).
• Worden gebruikt voor toepassingen zoals aftappen van staal of het voorkomen van gevaarlijke situaties.

Belangrijk: Afsluiters zijn essentieel voor het veilig en efficiënt sturen van stromingen in leidingsystemen, waarbij materiaal en bedieningstype afgestemd moeten zijn op de specifieke toepassing.

1. Kranen: basisprincipes

Kranen worden geopend of gesloten door een draaiende beweging van het afsluitende onderdeel, niet van het handvat zelf. Belangrijke types:

2. 3-weg afsluiters

• Mogelijkheid om met één kraan het product drie verschillende wegen te laten volgen.
• T-stuk: kan alle drie de wegen verbinden, maar altijd verbinding tussen twee richtingen.
• L-stuk: kan alle drie de wegen afsluiten, maar verbindt nooit alle drie tegelijk en niet recht tegenover elkaar.

3. Kogelkraan

• Werking: kogel met gat draait 90°, open of dicht.
• Reduced bore: gat in kogel kleiner dan buis.
• Full bore: gat in kogel gelijk aan buisdoorlaat.
• Materialen: meestal metaal, kogel verchroomd.
• Bedienbaar manueel of geautomatiseerd.

Voordelen:

• Eenvoudig te bedienen.
• Kan met ‘pig’ gereinigd worden (full bore).
• Geschikt voor 2-, 3-, of 4-weg afsluiters.
• Compact en duurzaam.
• Volledige doorlaat mogelijk (full bore).

Nadelen:

• Alleen open/dicht, geen regeling.
• Verschillende onderdelen.
• Reduced bore beperkt doorstroom.
• Hoog eigen gewicht.
• Beperkt temperatuurbereik.

4. Plugkraan

• Zelfde principe als kogelkraan, maar met een cilinder of conische plug.
• Plug heeft boring, kwartslag draaien voor open/dicht.
• Ook 2-, 3-, 4-weg mogelijk.
• Zeer sterk en robuust.
• Snel schakelen (kwartslag).
• Automatisering: pneumatisch, hydraulisch, elektrisch (niet magnetisch).

Voordelen:

• Volledige doorlaat.
• Klein inbouwhoogte en lengte.
• Eenvoudig te bedienen.
• Sterk en robuust.

Nadelen:

• Alleen open/dicht.
• Product kan in plug blijven zitten bij sluiten.
• Beperkt temperatuurbereik.

5. Vlinderklep

• Schijf draait om as, sluit pijp volledig af.
• Kwartslag draaien voor open/dicht.
• Weerstand door schijf in doorlaat.
• Geen ‘pig’-reiniging mogelijk.
• Lichtgewicht, geschikt voor grote diameters.
• Goedkoop en eenvoudig te monteren.
• Automatisering mogelijk (pneumatisch, hydraulisch, elektrisch zelden).
• Doorstroom kan geregeld worden.
• Binnenkant voorzien van kunststof of rubber afdichting.

Voordelen:

• Eenvoudige bediening.
• Kleine inbouwlengte en hoogte.
• Licht van gewicht.
• Geautomatiseerde bediening mogelijk.
• Product stroomt in rechte lijn.
• Doorstroom instelbaar.

Nadelen:

• Weerstand van as en klep.
• Vervuiling moet vermeden worden.
• Niet beschikbaar onder 2” diameter.

Belangrijk: Kranen werken met een kwartslag draaiing om open of dicht te zetten, en kunnen in verschillende uitvoeringen (2-, 3-, 4-weg) voorkomen afhankelijk van het type afsluiter en de toepassing.

1. Soorten afsluiters

2. Klepafsluiter

• Mechanisme: Conische klep past in conisch gat, bestuurd door spindel met handwiel.
• Automatisering: Spindel zonder schroefdraad, bediend door lineaire actuator (elektrisch, pneumatisch, hydraulisch).
• Varianten: Rechtlijnig en haaks (onder 45°) om weerstand te verminderen.
• Voordelen: Zeer goed regelbaar, makkelijk te openen en bedienen, vervanging stopbuspakking tijdens gebruik mogelijk.
• Nadelen: Hoge stromingsweerstand, gevoelig voor extreme temperaturen, relatief duur en zwaar.

3. Naaldafsluiter

• Mechanisme: Conische naald schuift in zitting, bestuurd door spindel met handwiel of actuator.
• Kenmerken: Hoge weerstand, geschikt voor lage stroming, vooral voor vloeistoffen met lage viscositeit.
• Voordelen: Korte inbouwlengte, uitstekend regelbaar, eenvoudig te automatiseren.
• Nadelen: Weinig doorstroom, hoge weerstand, tamelijk grote inbouwhoogte, duur.

4. Schuifafsluiter (mesafsluiter)

• Mechanisme: Platte plaat (rechthoekig of rond) schuift in pijp om doorstroming te stoppen.
• Bediening: Spindel met hefboom (zichtbare open/dicht-stand) of handwiel met schroefdraad; bij PVC ook handvat.
• Kenmerken: Zeer korte inbouwlengte, weinig drukverlies door open binnendiameter.
• Automatisering: Elektrisch, pneumatisch of hydraulisch.
• Beperkingen: Alleen open/dicht; half open veroorzaakt trillingen en lekkages.
• Voordelen: Weinig drukverlies, eenvoudig te bedienen, goedkoop, breed temperatuurbereik (-196°C tot 534°C).
• Nadelen: Tamelijk zwaar, grote inbouwhoogte, product kan op pakking blijven zitten.

5. Membraanafsluiter

• Mechanisme: Rubber membraan wordt door spindel omlaag gedrukt om af te sluiten.
• Varianten:
  • Model met lage weerstand: bijna volledige pijpdiameter open bij open stand, membraan wordt sterk uitgerekt.
  • Model met hogere weerstand: membraan wordt minder uitgerekt, langere levensduur.
• Materialen: Membraan van rubber, temperatuurbereik afhankelijk van rubbersoort (-50°C tot 175°C).
• Voordelen: Zeer goed regelbaar, weinig onderhoud, geschikt voor vervuilende producten.
• Nadelen: Duurder, temperatuurlimiet, soms hoge weerstand.

Belangrijk: Afsluiters met schuifmechanisme zijn geschikt voor verschillende toepassingen, waarbij keuze afhangt van stromingskarakteristieken, temperatuur, automatiseringsmogelijkheden en mediumeigenschappen.

1. Ventielen: functies en types

Ventielen regelen de stroming en beveiligen leidingen tegen overdruk en ongewenste terugstroming. Belangrijke typen zijn:

2. Terugslagventielen

Doel: Product stroomt in één richting; sluit automatisch bij drukval om terugstroming te voorkomen.

Werking: Productdruk opent klep; bij drukval sluit klep door zwaartekracht, veer of stromingsdruk.

a) Soorten terugslagventielen

Belangrijk: De druktrap (druk bij terugstroming) bepaalt welk type ventiel geschikt is.

3. Regelventiel

• Regelt de doorstroming automatisch via een actuator.
• Actuator wordt gestuurd door een computer die signalen ontvangt van een controller die stroming of druk meet.
• Past doorstroming aan om gewenste parameters te behouden.

4. Overdrukventiel

• Voorkomt te hoge druk in leidingen.
• Bestaat uit een dop die door een veer wordt dichtgehouden.
• Bij te hoge druk overwint productdruk de veer, dop opent en laat product ontsnappen.
• Veer is instelbaar (handmatig of automatisch).
• Bij gevaarlijke producten wordt aanbevolen het ontsnapte product op te vangen.

5. Monsterafnameventiel

• Neemt een staal (monster) uit de leiding voor kwaliteitscontrole.
• Kleine opening laat product sijpelen voor representatief staal.
• Sommige uitvoeringen hebben een spoelleiding om het ventiel te reinigen en een zuiver staal te garanderen.

6. Ontluchtingsventielen

• Doel: lucht uit leidingen verwijderen.
• Werking:
  1. Nippel omhoog draaien om ventiel te openen.
  2. Terugslagballetje laat lucht ontsnappen door druk in leiding.
  3. Nippel terugdraaien sluit ventiel en voorkomt productverlies.
• Terugslagmechanisme voorkomt dat lucht terug de leiding in komt.

> Terugslagventielen zorgen ervoor dat product slechts in één richting stroomt en voorkomen zo schade door terugstroming.

1. Ondersteunings- en ophangingselementen

Ondersteunings- en ophangingselementen worden gebruikt om leidingen te ondersteunen en op te hangen, zodat ze veilig en functioneel blijven.

2. 1 Voorbeelden van elementen

• Pijpbeugels (DIN 3567 Vorm A en B)
• Bandbeugels
• Penbeugels
• Halve kapbeugels (DIN 3567)
• Schroefbeugels, ook met geluidsisolatie
• Pijpzadels
• U-beugels (DIN 3570)
• Rolopleggingen
• Constanthangers
• Veerhangers en veersteunen
• Glijbevestigingen (hangend en staand)
• PTFE glijlagers: lage wrijvingscoëfficiënt, drukbestendig, onderhoudsvrij, corrosiebestendig, geringe inbouwhoogte

3. 2 Ondersteuningen en ophangingen

a) Doel en eisen

Doel:

• Opvangen van de gewichtsbelasting van leidingen (pijp, vloeistof, afsluiters, isolatie)
• Beperken van verplaatsingen om reacties op apparaten en trillingen te verminderen
• Weerstand bieden tegen uitwendige belastingen (sneeuw, ijs, wind, schokken)
• Correcte werking van compensatoren waarborgen

Eisen:

• Geen ontoelaatbare spanningen of vervormingen veroorzaken
• Geen schadelijke reacties op aangesloten apparaten
• Geen lekkages in flensdichtingen veroorzaken
• Resonantie door trillingen vermijden
• Leiding moet altijd op ondersteuning blijven bij beweging

b) Voornaamste types

Extra:

• Schokdempers beperken snelle verplaatsingen, laten trage bewegingen toe

4. 3 Plaatsing van pijpsteunen

Factoren die plaatsing bepalen:

• Trajectconfiguratie (lengte, bochten, hoogteverschillen, aftakkingen, afsluiters)
• Beschikbare ondersteuningsstructuren
• Temperatuur en procesvereisten
• Diameter en wanddikte van de pijp (bepaalt onderlinge afstand)

Aanbevolen tussenafstanden (niet-geïsoleerde leidingen, mm):

Algemene regels:

• Steunen dicht bij geconcentreerde gewichten plaatsen (aftakkingen, afsluiters)
• Steunen in contact met pijp uit hetzelfde materiaal als pijp
• Leiding voldoende verankeren tegen waterslag
• Schokdempers plaatsen waar nodig
• Afstand tussen steunen beperken om doorbuiging en buigspanningen te beperken

Aanbevolen ondersteuningsafstanden (m) voor koolstofstalen pijpen:

• Bij richtingsverandering tussen steunen wordt pijplengte tussen steunen teruggebracht tot ¾ van afstand in rechte stukken

> Ondersteuningen en ophangingen moeten de leiding veilig dragen, bewegingen beperken zonder schade te veroorzaken, en rekening houden met thermische en mechanische belastingen.

1. Soepel tracé

• Soepelheid van een leiding neemt toe met het aantal bochten.
• Bochtradius beïnvloedt de doorsnede: kleine bochten → ovale doorsnede → grotere soepelheid; grote bochten → meer cirkelvormig.

2. Uitzettingslussen

• Uitzettingslussen zijn U-vormige bochten die de uitzetting van lange leidingen opvangen.
• Bij constante temperatuur wordt een voorspanning aangebracht: de lus wordt koud mechanisch uitgerekt.
• Bij opwarming drukt de lus samen, waardoor de spanningen in warme toestand verminderen.
• Spanningen in koude toestand door voorspanning zijn minder schadelijk dan zonder voorspanning.

3. Compensatoren

• Compensatoren zijn gegolfde metalen pijpstukken die verplaatsingen opvangen zonder hoge spanningen.
• Ze worden meestal met voorspanning gemonteerd om krachten tijdens normaal gebruik te beperken.
• Regel: nooit twee compensatoren in een recht pijpstuk zonder vast steunpunt ertussen.
  • De minst stijve compensator vangt de meeste uitzetting op, waardoor de tweede overbodig is.
• Geleidingen nabij compensatoren voorkomen dwarsverschuivingen, die blijvende schade kunnen veroorzaken.
• Laterale compensatoren vangen uitzetting loodrecht op de pijpas op.
  • Uitzetting in lengterichting wordt voorkomen door trekstangen.

Een effectieve maatregel tegen thermische expansie is het opvangen van lengteveranderingen door soepele tracés, uitzettingslussen en compensatoren met juiste voorspanning en ondersteuning.

1. Definitie en Toepassing van Pakkingen

Pakking: Een materiaal dat gebruikt wordt om een dichting te verkrijgen tussen twee ruimten, bijvoorbeeld tussen een afgesloten ruimte en de buitenlucht of tussen twee ruimten met ongelijke druk.

Manieren van afdichting:

• Statische afdichting: pakking wordt geklemd tussen twee niet bewegende vlakken.
• Dynamische afdichting: pakking in een stopbus waar een stang of as beweegt ten opzichte van de pakking.

Voorbeelden:

• Statische: flenzen van leidingen, pompen, motoren.
• Dynamische: afsluiters, zuigerstoommachines, centrifugaalpompen.

2. Overzicht Afdichtingsmethoden bij Flenzen

Belangrijk: Pakking moet schoon en elastisch zijn; pasvlakken moeten schoon en parallel zijn.

3. Overzicht Afdichtingsmethoden bij Stopbussen (Dynamisch)

4. Overzicht Afdichtingsmethoden bij Zuigers en Plunjers

• D-ring: elastisch, oefent druk uit op cilinderwand en groefwand, afdichting meestal in één richting.
• Expansieruimten in zuiger: groeven zorgen voor drukafname en minimale lekkage.
• Nauwkeurige passing plunjer: zeer kleine speling, drukafname in nauwe ruimte, afdichting tot 400 bar oliedruk.

5. Overzicht Afdichtingsmethoden bij Draaiende Assen

6. Soorten Pakkingen

Indeling naar materiaal:

Indeling naar doel:

• Plaatpakking (statisch): gemaakt van platen of rollen, diverse vormen.
• Stopbuspakking (dynamisch): vezels, snoeren, bossen, ringen, speciaal voor bewegende delen.

7. Kenmerken en Voorbeelden Niet-metallieke Pakkingen

8. Semi-metallieke Pakkingen

• Spiraalgewonden pakkingen (CRIR): grafiet/316L, geschikt voor hoge druk (tot 250 bar) en temperatuur (450-600°C), uitblaasveilig.
• Kamprofiel pakkingen (MM 109): 316L met grafietoplage, geschikt voor hoge druk en temperatuur, ANSI standaard.

9. Metallieke Pakkingen

• Ring Joint pakkingen: volledig metalen afdichtingsringen, geschikt voor zeer hoge druk (tot 1500 bar) en temperatuur (tot 1000°C).
• Worden gebruikt met speciale flenzen voor betrouwbare afdichting.
• Montage vereist nauwkeurigheid, maar is robuust en eenvoudig.

10. Keuzecriteria voor Pakkingen

• Temperatuur en druk van de toepassing.
• Chemische aard van het medium.
• Materiaal van bewegende delen (geen metalen pakkingen op non-ferrometalen; geen gegrafiteerde pakkingen op roestvast staal).
• Snelheid van bewegende delen.
• Duur van de afdichting zonder vervanging.

Belangrijk: Leveranciersinformatie en montagevoorschriften strikt volgen.

11. Montage

• Zorg voor schone, vlakke en parallelle pasvlakken.
• Pakking moet schoon en elastisch zijn.
• Bouten gelijkmatig en volgens voorschrift aandraaien om juiste druk te verkrijgen.
• Bij dynamische pakkingen: juiste plaatsing van ringen en drukstukken, juiste speling en reinheid.

> Een pakking moet altijd voldoende elastisch zijn en correct gemonteerd worden om een blijvende en betrouwbare afdichting te garanderen.