Venttiilin valinta kuin juoksukilpailu?

Prosessiventtiilin hankinta on kuin juoksukilpailu – voiko näin kirjoittaa tai sanoa? Mitä lyhyempi juoksumatka, sen tärkeämpi on asettaa juoksupiikkarit oikein lähtötelineisiin ja keskittyä ensimmäisten askelien aikana oikean tekniikan mukaiseen suorittamiseen.

VAIHE YKSI Valmistaudu huolella: tunne prosessisi vaatimukset

Myös venttiilien valinta perustuu korvauslaitteiden osalta valmistautumiseen, toisin sanoen ennakointiin ja suunnitelmallisuuteen. Ennakoinnin aikana tehty työ tarkentuu, vähän samalla tavalla kuin juoksukenkä asettuu lähtötelineeseen, ja viimeisimpien vaatimusten mukainen tarvetieto lähetetään alkuperäiselle venttiilitoimittajalle.

Uusien laitosten tai prosessiyksikköjen suunnittelu lähtee tyhjästä liikkeelle, joten on tärkeää valmistautua suunniteltaviin prosesseihin huolella. Pääsuuntaviivojen ja -laitteiden selkiydyttyä kannattaa venttiilitoimittajaa varten koostaa (ja päivittää) tekniset tiedot iterointiprosessin tuottamien sen hetkisten tietojen pohjalta. Telineistä irtoamisen tai tilauksen lähdön hetkellä uuden prosessin vaatimukset pitäisi olla oikein kirjattuna toimittajan myyntijärjestelmässä.

Seuraavaksi keskitymme juostavan matkan pituuteen. Tarvittavalla ja hyvin jäsennellyllä lähtötietoaineistolla tilaajan – tai juoksijan – tarvitsee juosta vain pikamatka saavuttaakseen palkinnon, jota kuvastavat alan tavoitellut termit luotettavuus ja käytettävyys. Valitettavan usein on tilaajia, jotka 100 metrin juoksijan asenteella ja heikoilla lähtötiedoilla varustettuna aina tahtomattaan ilmoittautuvat 3000 metrin estekilpailuun. Palkinto voi olla lopulta sama, mutta vasta monen tuskaisen metrin jälkeen.

Ennen venttiilin hankintaa on hyvä käydä venttiilin valintaprosessi kohta kohdalta läpi. Seuraavat vaiheet kuuluvat hyvään valmistautumiseen, jonka avulla venttiilin valmistusprosessi – eli toisin sanoen venttiilin hankinta – muistuttaisi pitkän juoksumatkan sijaan pikamatkaa.

Ennen venttiilin hankintaa on hyvä käydä venttiilin valintaprosessi kohta kohdalta läpi.
Mikko Tikka, myyntipäällikkö, Neles

VAIHE KAKSI Uusi venttiili vai uusi laitepositio?

Vanhan laiteyhdistelmän korvaustapauksissa on olennaista kerätä laite- ja kunnossapitotiedot sähköisistä järjestelmistä. Lisäksi kannattaa käydä laitteen luona kentällä tallentamassa muistikortille laiteyhdistelmän eri komponenttien tyyppikilvet sekä venttiiliyhdistelmän asennusasennot, ellei tätä ole jo tehty laiteauditoinnin yhteydessä. Kysy laiteauditoinnista Neleksen Suomen myyjiltä.

Asennusasentoa putkistossa tarvitaan muun muassa venttiili- ja tiivistetyypin valinnassa ja toimilaitteen asentoa uuden venttiiliyhdistelmän kokoonpanovaiheessa. Mikäli ajan hammas on syönyt tyyppikilvet pois, laitteesta on syytä ottaa muutama mitta: rakennemitta, ja jos laipallinen niin putkilaipan paksuus ja pulttijako. Entä onko venttiili varustettu älykkäällä asennoittimella, joka sisältää mittaus, laskenta- ja tallennuskykyä? Otathan diagnostiikkadatan samalla talteen. Diagnostiikkadata sisältää muun muassa venttiiliyhdistelmän tilatiedot sekä venttiilin käytön aikaiset avautumat, joista voidaan johtaa mitoitusteknilliset juurisyyt mahdollisille kulumille ja epäkäytettävyyksille. Prosessin ohjausnäkökulmasta katsoen olisi myös hyvä tietää prosessin pyytämät minimi- ja maksimitoimintapisteet keskiarvoistettuna.

Oletko hankkimassa uutta laitetta uuteen positioon prosessissa? Valittaessa venttiiliä uuteen positioon tulee venttiilityypin valintaan suhtautua erityisellä tarkkuudella. Eri ventiilityypit ovat parhaimmillaan hyvin erilaisissa sovelluksissa. Oikealla valinnalla voidaan merkittävästi pidentää laitteen elinikää ja optimoida esimerkiksi säätösuorituskykyä tai haitallisen melun muodostumista. Neleksellä on 65 vuoden kokemus prosessiteollisuuden venttiilien suunnittelusta ja kuulumme alan johtaviin palveluntarjoajiin, joten voit myös halutessasi jättää huoletta valinnan asiantuntijoidemme haltuun. Venttiilin valinnasta lisää seuraavassa kappaleessa.

Diagnostiikkadata sisältää muun muassa venttiiliyhdistelmän tilatiedot sekä venttiilin käytön aikaiset avautumat, joista voidaan johtaa mitoitusteknilliset juurisyyt mahdollisille kulumille ja epäkäytettävyyksille.
Mikko Tikka
Neleksellä
65 vuoden
kokemus prosessiteollisuuden venttiilien suunnittelusta

VAIHE KOLME Säätö- vai sulkuventtiili?

Venttiilityyppi- tai käyttötarkoitus joko säätö- tai sulkuventtiilinä rajaa tarjontaa, mutta ei poissulje mitään venttiilivaihtoehtoa. Venttiilit suunnitellaan käytännössä asiakassegmenttien asettamien standardien ja vaatimusten mukaisiksi. Standardit on toisaalta voitu suunnitella tai sovittaa tiettyyn käyttötarkoitukseen. Siksi puhutaan siis säätö- ja sulkuventtiileistä, joita voidaan käyttää ristiin, sovelluskohteesta riippuen.

Neleksen automaattisia säätö- ja sulkuventtiileitä on toimitettu runsaasti vuosikymmenten aikana niin bio-, paperi- ja sellutehtaille sekä hiilivetyjalostamoille ja muille kemian tehtaille, sekä näitä kaikkia edellisiä palveleville voimantuotannon tuotantolaitoksille.

Seuraavaksi on listattuna ne tiedot, jotka vastaanotamme mielellämme venttiilin valintaa ja mitoittamista koskevien kyselyiden ohella. Mitoitus tapahtuu Neleksen omalla ja laajasti käytetyllä Nelprof-mitoitusohjelmalla.

    1. Sovelluskohde ja virtaava väliaine
    2. Säätö- vai sulkukäyttö, ja arvioitu syklimäärä (kiinni-auki-kiinni per vuosi)
    3. Putkiston paineluokka tai suunnittelulämpötila ja -paine, putkimateriaali ja -koko
      • Säätöventtiilien osalta seinämävahvuus ja eristepaksuus vaikuttavat mitoituksessa tehtävään melulaskentaan, joka on yksi merkitsevä parametri arvioitaessa mitoitustulosta, ja laitoksen HSE-arviointia tehtäessä.
    4. Prosessiarvot:
      • Sulkuventtiili: suurin ja pienin paine-ero kiinni-asennossa sekä lämpötila.
      • Säätöventtiili: kolmessa mitoituspisteessä virtaama, lämpötila, tulopaine ja paine-ero, sekä suurin ja pienin paine-ero kiinni-asennossa.
    5. Vanhan laitteen tiedot, jos laite korvataan uudella (ks. Korvaaminen vai uusi laitepositio)
    6. Venttiilityyppi, jos vaaditaan tiettyä tyyppiä
    7. Venttiilin tiivisteen tiiveysvaatimus ja -suunta (”venttiilin sisäinen tiiveys”)
    8. Huoltoväli, eli käytettävyysaika
      • Ajan määrittäminen yleensä aina unohtuu, mutta sillä on suurin merkitys lopullisen ratkaisun hintaan ja toimitusaikaan.
    9. Erikoisvaatimukset, jos on
      • ATEX-laiteluokka ja suojausrakenne
      • Toimintanopeus kiinni- ja/tai auki-suuntaan
      • Avauskulmarajaukset
      • Hajapäästöstandardi ja -tiiveysvaatimus
      • Palotestaustodistus
      • SIL-todistus ja/tai -laskelma
      • NDT-testaukset (ainetta rikkomattomat testit)
        • NACE
Venttiilit suunnitellaan käytännössä asiakassegmenttien asettamien standardien ja vaatimusten mukaisiksi. Puhutaan siis säätö- ja sulkuventtiileistä, joita voidaan käyttää ristiin, sovelluskohteesta riippuen.
Mikko Tikka

VAIHE NELJÄ Käyttövoima

Pneumaattinen sylinteritoimilaitesarja Neles B1 on alansa mittapuu, jonka tunnistaa ”Neleksen sinisestä” väristään prosessilaitoksilla. Mitoitusnäkökulmasta katsottuna ensimmäinen tieto, joka tilaajalta tarvitaan, on turvatoiminnon suunta (kiinni/auki/pysyy paikallaan). Tuleeko toimilaitteeseen jousi vai ei? Kun turvatoiminnon asento on tiedossa, mitoitetaan venttiili ja toimilaite Nelprof:lla.

Pneumaattisilla toimilaitteilla varustettujen venttiilien avauskulmien rajoitukset hoidetaan pneumaattisen toimilaitteen rajaruuvilla/-ruuveilla. Lisäksi toimintanopeutta voidaan kasvattaa kasvattamalla pneumaattisen sylinteritoimilaitteen ilma-aukkoja. Muutoin toimintanopeuksiin vaikuttaminen hoidetaan lisäinstrumentoinnilla, kuten esimerkiksi ilmabuustereilla, kuristimilla jne.

Kyselyvaiheessa olisi siis hyvä listata seuraavat tiedot käyttövoiman osalta:

10. Turvatoiminnon suunta (kiinni/auki/pysyy paikallaan)

11. Instrumentointi-ilman paine laitoksella

12. Ympäristön lämpötila-alue (vaikuttaa materiaalivalintaan)

13. Käsipyörän tarve, jos on

14. Asentoon lukitus -tarpeet, jos on

Pneumaattinen sylinteritoimilaitesarja Neles B1 on alansa mittapuu, jonka tunnistaa Neleksen sinisestä väristään prosessilaitoksilla
Mikko Tikka

VAIHE VIISI Ohjaus- ja tilatiedot sekä lisävarusteet

Venttiiliyhdistelmä pneumaattisella toimilaitteella varustettuna tarvitsee säätökäytössä älykkään instruilman ohjaimen / asennoittimen, jolla säädetään ilmamolekyylien määrää toimilaitteen sylinterissä. Sulkukäytössä, ja välillä myös säätökäytössä, on olennaista tietää venttiilin auki-kiinni-tila, ja tätä varten on rajakytkimet/rajakytkinlaite. Neleksen asennoittimiin ja rajakytkinlaitteisiin saa optiona myös asentolähettimen. Lisäksi asennoittimen ja rajakytkinlaitteen rinnalle voidaan vaatia esimerkiksi solenoidiventtiiliä turvatoimintoa varmistamaan.

Asennoittimen osalta tarvitsisimme aiempien tietojen lisäksi:

15. Tiedonvälitysprotokollan (esim. HART 4-20 mA)

16. Kytkentätiedot, esim. kaapelit M20x1.5

17. Painemittarit, jos tarvetta

18. Suodinsäädin, jos tarvetta

Rajakytkinlaitteen osalta tarvitsisimme lisätietona rajakytkimien tyypin ja tarvittavien kytkinten määrän sekä tottakai kytkentätiedot esimerkiksi kaapeleille.

19. Rajakytkimien tyyppi

20. Rajojen määrä

21. Rajakytkinlaitteen kytkentätiedot

VAIHE KUUSI Yhdistelmän asennusasento ja asennusasento putkessa

Yhdistelmän asennusasento viittaa pneumaattisen toimilaitteen ja asennoittimen/rajakytkinlaitteen asennusasentoon suhteessa venttiiliin, jonka suunniteltu asento vaaka-tai pystyputkilinjassa määrittää edellä mainitut. Suunniteltuun asennusasentoon putkessa vaikuttaa käytössä oleva tila, venttiilityyppi ja virtaussuunta. Venttiilin akseli tulisi aina olla joko vaaka- tai pystysuuntaan, jotta väliaineen epäpuhtaudet eivät pääsisi kertymään venttiilin akselin läpivientiin, kasvattaen kitkaa ja kulumaa. Mitä suuremmasta neljänneskiertoventtiilistä on kyse, sitä suositeltavampi asennusasento on akseli vaakatasossa. Lineaari- eli istukkatyyppisissä venttiileissä suositeltu asennusasento on aina akseli ylöspäin.

22. Yhdistelmän asennusasento

VAIHE SEITSEMÄN Tiedostoformaatti tietojen välitykseen

Hyvä lukija, kun olet selvinnyt tähän asti lukiessasi tätä artikkelia, lienet hivenen hengästynyt tarvittavien lähtötietomääritteiden lukumäärästä. Valitettavasti venttiilin valinnassa ei ole oikotietä ja tarvittavat lähtötiedot on selvitettävä tarpeisiin soveltuvan ratkaisun hinnan ja toimitusajan selvittämiseksi. Onneksi apunamme ovat digitaaliset tiedonsiirtovälineet. Yksinkertaisimmillaan tiedonsiirto saadaan puoliautomatisoitua jo pelkän yhdessä standardoidun excel-tiedoston avulla. Haluatko apua sopivan venttiilin valintaan? Otathan yhteyttä Suomen myyntiimme: myynti.flowcontrol@neles.com 

Haluatko apua sopivan venttiilin valintaan? Otathan yhteyttä Suomen myyntiimme: myynti.flowcontrol@neles.com 

Lähtötiedot yhteenvedettynä

V = Venttiili, T = Toimilaite, A = Asennoitin, R = Rajakytkinlaite, Y = Venttiiliyhdistelmä

  1. V: Sovelluskohde ja virtaava väliaine
  2. V: Säätö- vai sulkukäyttö, ja arvioitu syklimäärä
  3. V: Putkiston paineluokka tai suunnittelulämpötila ja -paine, putkimateriaali ja -koko
  4. V: Prosessiarvot
  5. V: Vanhan laitteen tiedot, jos korvaustapaus
  6. V: Venttiilityyppi, jos vaaditaan tiettyä tyyppiä
  7. V: Venttiilin tiivisteen tiiveysvaatimus ja -suunta (”venttiilin sisäinen tiiveys”)
  8. V: Huoltoväli
  9. V: Erikoisvaatimukset
  10. T: Turvatoiminnon suunta (kiinni/auki/pysyy paikallaan)
  11. T: Instrumentointi-ilman paine laitoksella
  12. T: Ympäristön lämpötila-alue (vaikuttaa materiaalivalintaan)
  13. Käsipyörän tarve, jos on
  14. T: Asentoon lukitus -tarpeet, jos on
  15. A: Tiedonvälitysprotokollan (esim. HART 4-20 mA)
  16. A: Kytkentätiedot, esim. kaapelit M20x1.5
  17. A: Painemittarit, jos tarvetta
  18. A: Suodinsäädin, jos tarvetta
  19. R: Rajakytkimien tyyppi.
  20. R: Rajojen määrä.
  21. R: Rajakytkinlaitteen kytkentätiedot
  22. Y: Asennusasento
Asiantuntijana: Mikko Tikka
Asiantuntijana: Mikko Tikka

Lue lisää sopivan venttiilin valinnasta