bedrijfsnieuws over Flens in hogedrukgassystemen: een zero-tolerance-benadering

In hogedrukgassystemen, of het nu gaat om het transport van aardgas over continenten, het leveren van industriële gassen zoals waterstof of zuurstof, of het verwerken van procesgassen in chemische fabrieken, de integriteit van elke verbinding is van het grootste belang. Voor metalen flenzen in deze toepassingen is de foutmarge vrijwel nihil. Een zero-tolerance benadering van lekkage vereist een rigoureus ontwerp, nauwgezette installatie en geavanceerde inspectie, waarbij de grenzen van de techniek worden verlegd om insluiting en veiligheid te garanderen.

De uitdagingen die hogedrukgassen met zich meebrengen zijn verschillend en vaak ernstiger dan die met vloeistoffen:

1. Hoge energieafgifte: Samengeperste gassen slaan enorme hoeveelheden energie op. Een kleine lekkage kan snel escaleren tot een hogesnelheidsstraal, die aanzienlijke geluidsoverlast, trillingen en de mogelijkheid van snelle expansie veroorzaakt, waardoor kleine deeltjes in gevaarlijke projectielen kunnen veranderen.

2. Ontvlambaarheid/explosiviteit: Veel hogedrukgassen (aardgas, waterstof, propaan) zijn zeer brandbaar of explosief in combinatie met lucht. Zelfs een kleine lekkage kan een gevaarlijke explosieve atmosfeer creëren.

3. Toxiciteit: Industriële gassen zoals ammoniak, chloor of waterstofsulfide (H2S) zijn giftig. Een lekkage vormt ernstige gezondheidsrisico's voor het personeel en kan leiden tot milieuverontreiniging.

4. Onzichtbare lekkages: Veel gassen zijn geurloos en kleurloos, waardoor lekkages moeilijk te detecteren zijn zonder speciale apparatuur, waardoor ze onopgemerkt kunnen ophopen totdat een gevaarlijke concentratie is bereikt.

5. Kleine molecuulgrootte: Gassen zoals waterstof hebben zeer kleine moleculen, waardoor ze bijzonder moeilijk in te dammen zijn. Ze kunnen ontsnappen via onvolkomenheden die grotere vloeistofmoleculen zouden bevatten, wat uitzonderlijk dichte afdichtingen vereist.

Flenzenontwerp en materiaalkeuze voor hogedrukgas:

• Lasnekflenzen: Bijna uitsluitend de voorkeur voor hogedrukgastoepassingen vanwege hun superieure spanningsverdeling en robuuste, integraal gelaste verbinding met de pijp. Dit minimaliseert spanningsconcentraties in vergelijking met andere flenstypes.

• Hoge drukklasse-classificaties: Flenzen met een classificatie van Klasse 900, 1500, 2500, of zelfs hoger, zijn gebruikelijk om extreme interne drukken veilig te weerstaan.

• Materialen met hoge sterkte: Gesmede koolstofstaalsoorten (bijv. ASTM A105) voor gematigde temperaturen en gelegeerde staalsoorten (bijv. ASTM A182 F11, F22 voor verhoogde temperaturen, of A350 LF2/LF3 voor lage-temperatuurdiensten zoals LNG) zijn cruciaal vanwege hun sterkte en taaiheid.

• Ring Type Joint (RTJ) flenzen: Voor de meest kritieke hogedrukgasdiensten worden RTJ-flenzen met metalen pakkingen (vaak zacht ijzer of koolstofarm staal) gebruikt. De metaal-op-metaal afdichting die wordt geboden door de RTJ-pakking, in combinatie met uiterst precieze bewerking van de groeven, biedt uitzonderlijke lekdichtheid en weerstand tegen uitblazen.

Pakkingen en bouten: De kern van de afdichting:

• Pakkingselectie: Hoogwaardige spiraalvormige pakkingen met robuuste binnen- en buitenringen zijn gebruikelijk voor hogedrukgas en bieden veerkracht en weerstand tegen uitblazen. Voor RTJ wordt de metalen ringpakking specifiek gekozen vanwege de materiaalcompatibiliteit en het vermogen om in de flensgroeven te vervormen.

• Precisie bouten: De toepassing van een nauwkeurige en uniforme boutbelasting is van het grootste belang.

  • Hydraulisch spannen: Vaak gebruikt voor kritieke hogedrukgasflenzen om een precieze, gelijkmatige en verifieerbare boutspanning te garanderen, waardoor het risico op ongelijke pakkingcompressie wordt geminimaliseerd.

  • Gespecialiseerde smeermiddelen: Hoogwaardige anti-seize compounds worden gebruikt op bouten om wrijving te verminderen en nauwkeurige koppeltoepassing mogelijk te maken, cruciaal voor het bereiken van de gespecificeerde boutvoorspanning.

  • Boutmateriaal: Hoogwaardige gelegeerde stalen bouten (bijv. ASTM A193 B7 voor hoge temperaturen, A320 L7 voor lage temperaturen) worden gebruikt, vaak met beschermende coatings om corrosie te voorkomen die hun sterkte of verwijderbaarheid zou kunnen aantasten.

Rigoureuze kwaliteitsborging en inspectie:

• Niet-destructief onderzoek (NDO): Elke kritieke flens en de bijbehorende lassen ondergaan uitgebreid NDO, waaronder 100% ultrasoon onderzoek, magnetisch deeltjesonderzoek en radiografie, om vrijheid van interne en oppervlaktedefecten te garanderen.

• Hydrostatische/pneumatische tests: Na montage wordt het hele systeem rigoureus getest, vaak met stikstof voor pneumatische tests, om zelfs de kleinste lekkages op te sporen.

• Lekdetectie: Regelmatige monitoring met zeer gevoelige gasdetectoren is gebruikelijk in operationele fabrieken om eventuele emissies snel te identificeren.

In hogedrukgassystemen is de metalen flens veel meer dan een eenvoudige connector; het is een kritieke veiligheidsbarrière. De zero-tolerance benadering van lekkage vereist een onwrikbare toewijding aan de hoogste normen op het gebied van ontwerp, materiaalkwaliteit, fabricage, montage en voortdurende waakzaamheid. De integriteit van deze flenzen is een directe weerspiegeling van de toewijding van een faciliteit aan veiligheid en milieubescherming.