Für welche Ventiltypen und Materialien eignet sich akustische Emissionsprüfung?

Ein Ventil ist ein Gerät zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses durch ein Rohr oder einen Kanal. Die Ventile steuern den Durchfluss beispielsweise beim Starten des Durchflusses, verhindern einen Rückfluss und regeln und entlasten den Druck. Es gibt verschiedene Arten von Ventilen und ihre Einsatzmöglichkeiten hängen von dem Zweck ab, den sie erfüllen sollen. Sie alle tragen jedoch dazu bei, den reibungslosen und sicheren Betrieb industrieller Prozesse zu gewährleisten. Intakte Ventile gewährleisten die Medienqualität und Sicherheit für die Mitarbeiter, da jegliche Leckage von Flüssigkeiten, vor allem brennbarer und korrosiver Flüssigkeiten, gefährlich sein kann. Außerdem können solche Leckagen zu Schäden an der Ausrüstung, Verschmutzung und damit zu Geldverlusten führen. Um seine Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, bedarf ein Ventil einer ordnungsgemäßen Inspektion und vorbeugenden Wartung. Eine der einfachsten und bewährtesten Methoden zur Überprüfung auf Leckagen im Inneren des Ventils ist die Verwendung der Technologie der akustischen Emission.

akustische Emissionsprüfung zur Erkennung innerer Lecks in Ventilen

Eine akustische Emissionsprüfung auf Leckage ist eine zerstörungsfreie Prüfmethode, mit der festgestellt wird, ob während des Betriebs innere Undichtigkeiten in Ventilen auftreten. Ein Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass die Lecksuche ohne Demontage der Ventile erfolgt. Eine Leckage im Ventil führt zu hochfrequenten Spannungswellen, die durch Turbulenzen aufgrund der Strömung entstehen, die entsteht, wenn ein Medium durch die Leckagebohrung des Ventils strömt. Durch regelmäßige Inspektion werden Signalveränderungen früh genug erkannt und interne Leckagen entdeckt, bevor sie zu größeren Schäden an der Ausrüstung oder zu Schäden an den Mitarbeitern führen können.

Abbildung 1: Durch innere Leckage erzeugte Turbulenzen

In Ventilen ist jede Flüssigkeits-/Gasleckage turbulent. Dadurch erzeugen diese Turbulenzen ein schwankendes Druckfeld, das zu einem Anstieg des akustischen Emissionssignals führt. Das AE-Signal wird über die Ventilwand und das Medium übertragen und ist so an der Außenseite des Ventils erkennbar. Zum Zeitpunkt des Tests ist das Ventil geschlossen und es herrscht eine bestimmte Druckdifferenz (mindestens 1 bar) am Ventil an. Ein Sensor berührt die Ventiloberfläche. Die Messung erfolgt an verschiedenen Stellen des Ventils (siehe Abbildung 2), danach wird der höchste stabile Wert erfasst. Die AE-Technologie kann sogar in lauten Umgebungen eingesetzt werden, beispielsweise in der Nähe von Pumpen und Kompressoren.

Abbildung 2: AE-Messungen an 5 Punkten entlang des Ventilkörpers

Für welche Ventile funktioniert die AE-Prüfung?

Absperrschieber, Kükenhähne, Kugelhähne

Absperr-, Küken-, Drossel-, Rückschlagventile (Rückschlagventile) und Kugelhähne sind Arten von Ventilen, die den Flüssigkeitsfluss schließen oder öffnen. Sie funktionieren, indem sie eine tor-/stopfenförmige Scheibe oder eine kugelförmige Scheibe senkrecht zum Flüssigkeitsstrom nach oben oder unten bewegen, um sie entweder zu öffnen oder zu schließen. Sie werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, unter anderem in der Wasserversorgung, der chemischen Verarbeitung, im Bergbau, in der Papier- und Zellstoffindustrie, in Ölraffinerien und in Dampfkraftwerken. Diese Ventile bestehen meist aus Stahl oder Eisen. Die Verwendung von Stahl/Eisen soll dem Ventil eine hohe Festigkeit verleihen und es für Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen sowie abrasive Materialien geeignet machen.

Abbildung 3: Absperrschieber als Beispiel für Auf/Zu-Ventile

Steuerventile

Regelventile sollen den Flüssigkeitsfluss durch eine Rohrleitung regulieren. Steuerventile funktionieren durch Neigen der Steuerscheibe relativ zur Richtung des Flüssigkeitsflusses. Es gibt verschiedene Regelventile: unter anderem Durchgangsventile, Absperrklappen und Quetschventile. Jeder Steuerventiltyp kann im Vergleich zu den anderen leicht unterschiedlich funktionieren. Aufgrund der für ihre Herstellung verwendeten hochfesten metallischen Materialien wie Bronze, Messing und Edelstahl sind sie sehr stabil. Auch wenn diese Ventile unterschiedlich sind, haben sie einen gemeinsamen Zweck: den Schutz von Geräten durch die Regulierung von Durchflussvariablen: Druck, Flüssigkeitsmenge und Temperatur.

Die Wahl des Ventils für einen bestimmten Industrieprozess hängt von bestimmten Faktoren ab: der Art des Mediums, der Ventilfunktion und den Anwendungsbedingungen. Die akustische Emission kann zur Erkennung innerer Leckagen bei allen genannten Ventiltypen verwendet werden, unabhängig von ihrer Größe und den verwendeten Materialien (Messing, Edelstahl, Zink, Kohlenstoffstahl usw.). Allerdings leitet Edelstahl bei den verwendeten Materialien die Signale besser, was zu besseren Messergebnissen führen könnte, sodass die kleinste nachweisbare Leckrate möglicherweise geringer ausfällt als bei anderen Materialien. Außerdem hat die Erfahrung gezeigt, dass die Prüfung der akustische Emission bei Ventilen aus Grauguss aufgrund des Graphits, der die Schallsignale reflektiert, schwierig sein kann.

Abbildung 4: Absperrklappe als Beispiel für Regelventile

Zu berücksichtigende Faktoren bei der Prüfung von Ventilen mithilfe der akustische Emission

• Stellen Sie sicher, dass das Ventil zugänglich ist. das heißt, es ist beispielsweise nicht durch eine Isolierung abgedeckt. (Isolierung entfernen oder Inspektionslöcher verwenden)
• Die Temperatur am Ventilkörper sollte nicht zu hoch sein, um den Sensor direkt darauf zu platzieren. Die maximale Temperatur beträgt 150°C; Andernfalls verwenden Sie einen Wellenleiter.
• Der minimale Differenzdruck beträgt 1 bar.
• Wiederholen Sie bei großen Ventilen die Messungen am Gehäuse, um die Genauigkeit zu erhöhen.

Abschluss

Ventile sind Komponenten, mit denen der Flüssigkeitsfluss in verschiedenen industriellen Prozessen reguliert, gestoppt und ermöglicht wird. Es gibt verschiedene Arten von Ventilen und ihre Anwendungen hängen von der Anlagenkonfiguration ab. Die beiden Hauptfunktionen von Ventilen sind: Ein/Aus- oder Steuerventile. Der Unterschied zwischen den beiden Typen besteht darin, dass Steuerventile dazu gedacht sind, Durchflussvariablen, also Druck, Durchflussrate und Richtung, zu steuern, und dass sie komplexer sind. Auf/Zu-Ventile hingegen sind einfacher aufgebaut (z. B. Absperrschieber) und dienen der Absperrung von Flüssigkeitsströmen. Flüssigkeitsaustritt in Ventilen kann zu Verletzungen des Ventilbedieners und zu Umweltverschmutzung und damit zu rechtlichen Schritten führen. Eine Möglichkeit zur Überprüfung, ob ein Ventil undicht ist, ist die Technik der akustischen Emission. akustische Emission ist eine bereits etablierte Technologie und liefert schnelle, kostengünstige und zuverlässige Ergebnisse. Diese Technologie gilt für alle Arten von Ventilen, unabhängig von den gängigen Baumaterialien.

Sind Sie daran interessiert, wie Sie akustische Emissionen für die Ventilinspektion nutzen können?

Für weitere Informationen oder eine Live-Demo vor Ort kontaktieren Sie bitte: office@senseven.ai

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