{"id":1750,"date":"2021-12-28T08:51:04","date_gmt":"2021-12-28T08:51:04","guid":{"rendered":"https:\/\/zecovalve.com\/explosive-decompression-of-o-rings-in-trunnion-ball-valves-zeco.html"},"modified":"2022-08-20T09:32:56","modified_gmt":"2022-08-20T09:32:56","slug":"explosive-decompression-of-o-rings-in-trunnion-ball-valves-zeco","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/zecovalve.com\/de\/explosive-decompression-of-o-rings-in-trunnion-ball-valves-zeco.html","title":{"rendered":"O-Ringe zur explosiven Dekompression im Zapfenkugelhahn"},"content":{"rendered":"

Was ist explosive Dekompression?<\/h2>\n\n\n\n

Viele Hersteller und Betreiber in der \u00d6l- und Gasindustrie haben mit Dichtheitsproblemen bei Elastomerdichtungen zu k\u00e4mpfen, insbesondere wenn es zu einem Druckabfall kommt. Dies tritt vor allem bei Dichtungen auf, die eine Barriere gegen gasf\u00f6rmige Medien bilden, wenn hoch unter Druck stehendes Gas innerhalb k\u00fcrzester Zeit auf ein sehr niedriges Druckniveau absinkt. Die Folge dieses Vorgangs sind h\u00e4ufig Besch\u00e4digungen der Viton-O-Ringe. Das Elastomermaterial rei\u00dft entweder an verschiedenen Stellen oder es bilden sich Blasen an der Oberfl\u00e4che. Dieses Ph\u00e4nomen nennt man explosive Dekompression.<\/p>\n\n\n\n

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F\u00fcr die hohen Anforderungen an Elastomerdichtungen gegen explosive Dekompression (AED \/ Anti Explosive Decompression) sind alle Zapfenkugelh\u00e4hne von ZECO-Ventil<\/a><\/mark><\/strong> sind mit Viton AED O-Ringen ausgestattet. Die meisten vorr\u00e4tigen Marken sind mit zertifizierten O-Ringen nach NORSOK-Standard M-710 ausgestattet (dem f\u00fchrenden internationalen Standard in diesem Bereich).<\/p>\n\n\n\n

Was ist ein O-Ring zur explosiven Dekompression?<\/h2>\n\n\n\n

Standard-Elastomer-O-Ringe bieten Leistung der FE-Klasse A bei Temperatur, Druck und Fl\u00fcssigkeiten. Wasser, Aromaten, Amine, CO2, Glykol, Methanol usw. k\u00f6nnen die Matrix in der O-Ring-Nut bis zum Bersten aufquellen lassen oder das Polymer selbst chemisch angreifen. Niedrige Temperaturen (Blowdown-Situationen) erfordern spezielle ED-best\u00e4ndige O-Ringe, da Standard-Elastomere hart werden und seitlichen Bewegungen der Spindel nicht mehr folgen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Die Komponente in Ventilen, die zu dem eingeschr\u00e4nktesten \u201eBetriebsfenster\u201c f\u00fchrt, sind O-Ringe aus Elastomer. Solche O-Ringe findet man vor allem in zapfengelagerten Kugelh\u00e4hnen. Bei niedrigen Temperaturen werden Elastomere h\u00e4rter, weniger elastisch und verlieren ihr Formged\u00e4chtnis. Bei statischen Dichtungen ist die Niedertemperaturtoleranz etwas besser, da hier keine starke Abh\u00e4ngigkeit von der Elastizit\u00e4t besteht. Bei Temperaturen unter -29 \u00b0C werden Lippendichtungen empfohlen (deshalb ist \u201eAED\u201c anzugeben).<\/p>\n\n\n\n

Es ist zu beachten, dass in Australien Viton AED O-Ringe in allen Gr\u00f6\u00dfen und Klassen frei spezifiziert werden, sogar im Standardbetrieb bei Standardtemperatur und sogar f\u00fcr schwimmende Kugeln. Sogar die Shell Oil Company spezifiziert AED O-Ringe nur f\u00fcr Klasse 600 und h\u00f6her in ihren Zapfenventilen. Bei Klasse 150 und 300, insbesondere im Standardbetrieb bei normalen Temperaturen, tritt das Ph\u00e4nomen nicht auf, und es tritt auch nicht bei Ventilen der Klassen 900 und 1500 und schwimmenden Kugelh\u00e4hnen bei normalen Temperaturen in kleineren Gr\u00f6\u00dfen bis zu 100 NB auf.<\/p>\n\n\n\n

Au\u00dferdem enthalten schwimmende Kugelh\u00e4hne oft nur eine statische Ersatzschaftdichtung, die weniger stark beansprucht wird, und schwimmende Kugelh\u00e4hne haben normalerweise keine dynamischen Sitz-O-Ringe.<\/p>\n\n\n\n

Bestandteile, die besondere Aufmerksamkeit erfordern, sind Wasser, Methanol, Glykol, Amine, Ammoniak, CO2 und H2S. Wenn relativ kleine und\/oder Molek\u00fcle in die offene Polymerstruktur oder das Elastomer migrieren, kommt es zu einer Quellung. Es sind zahlreiche andere ED-best\u00e4ndige Elastomertypen erh\u00e4ltlich, wie etwa Aflas\u00ae, East-O-Lion 985\u00ae (HBNR) usw., je nach Einsatz, Temperatur usw.<\/p>\n\n\n\n

Bei gasf\u00f6rmigen oder fl\u00fcchtigen Medien besteht eine ernsthafte Hochdruckbeschr\u00e4nkung, wenn leichte Komponenten der Fl\u00fcssigkeit mit der Zeit in das Elastomer diffundieren und sich bei schneller Dekompression in der Matrix ausdehnen, bevor sie wieder ausdiffundieren k\u00f6nnen. Der Effekt wird als explosive Dekompression (ED) bezeichnet und tritt bei besonders niedrigem Druck auf, wenn CO2 oder H2O vorhanden sind.<\/p>\n\n\n\n

Dichtungen gegen explosive Dekompression (AED)<\/h2>\n\n\n\n

AED-Dichtungen und AED-O-Ringe sind von PPE in einer Reihe von Elastomerwerkstofftypen erh\u00e4ltlich, darunter HNBR, FEPM (Aflas\u00ae), FKM und FFKM unter den Markennamen EnDura\u00ae, Perlast\u00ae und Perlast\u00ae ICE.<\/p>\n\n\n\n

Neben Viton ist HNBR (das von Natur aus AED-best\u00e4ndig ist) ein weiteres akzeptiertes O-Ring-Material. In der Klasse 1500 und h\u00f6her werden von gro\u00dfen Unternehmen wie Shell im Allgemeinen viel teurere Lippendichtungen spezifiziert. Bei gr\u00f6\u00dferen Gr\u00f6\u00dfen von Zapfenventilen sind jedoch mindestens Nylon- oder PEEK-St\u00fctzringe unmittelbar hinter dem Viton-O-Ring erforderlich (eine Praxis, die bei chinesischen Designs mit westlichen Abzeichen nicht angewendet wird).<\/p>\n\n\n\n

Der Einsatz mit Kohlendioxid ist beispielsweise ein Einsatzfall, bei dem ED-resistente O-Ringe f\u00fcr Zapfenkugelh\u00e4hne erforderlich sind. Abgesehen davon, dass vermieden werden muss, dass fl\u00fcssiges Kohlendioxid in der Kugelbohrung eingeschlossen wird, sollte der Konstrukteur bei der Materialauswahl f\u00fcr die \u00fcbrigen Komponenten, aus denen ein Ventil besteht, sorgf\u00e4ltig vorgehen.<\/p>\n\n\n\n

Elastomere enthalten Hohlr\u00e4ume und starre Einschl\u00fcsse, die w\u00e4hrend der Herstellung entstehen. Fl\u00fcssigkeiten, die mit dem Material in Kontakt kommen, werden absorbiert und verteilen sich im gesamten Material. Bei hohem Druck bleibt die Fl\u00fcssigkeit fl\u00fcssig; wenn der Druck abf\u00e4llt, dehnt sich die Fl\u00fcssigkeit zu einem Gas aus, das mechanische Sch\u00e4den wie Extrusion und Blasenbildung verursachen kann und eine schnelle Gasdekompression (RGD) erf\u00e4hrt, die oft als explosive Zersetzung bezeichnet wird. Daher sind ED-best\u00e4ndige O-Ringe erforderlich.<\/p>\n\n\n\n

Das Problem bei einigen Dichtungsmaterialien ist die explosive Dekompression (RGD). Bei Anwendungen mit mehrfacher Dekompression, bei denen der Druck zyklisch erh\u00f6ht und verringert wird, k\u00f6nnen sich Risse bilden und bei Belastungen wachsen, die viel niedriger sind als die Bruchpunkte. Wenn die Anzahl der Zyklen h\u00f6her ist als die Anzahl der Erm\u00fcdungszyklen bis zum Versagen, werden die Risse gr\u00f6\u00dfer und das Material versagt schlie\u00dflich.<\/p>\n\n\n\n

Explosive Dekompressionstests<\/h2>\n\n\n\n

PPE ist ein f\u00fchrender Hersteller und Entwickler von Dichtungsl\u00f6sungen gegen explosive Dekompression (AED). Die Materialentwicklungslabors von PPE in Gro\u00dfbritannien und Houston verf\u00fcgen \u00fcber moderne ED-Testeinrichtungen f\u00fcr Gummi in der Industrie.<\/p>\n\n\n\n

Die Hochdruckpr\u00fcfst\u00e4nde k\u00f6nnen verschiedene Dichtungsgeometrien \u00fcber einen beliebigen Zeitraum, eine beliebige Anzahl von Druckentlastungszyklen und bei jeder Temperatur bis zu 250 \u00b0C (482 \u00b0F) mit bis zu 13,8 MPa oder 20.000 psi unter Druck setzen. Die Anlagen k\u00f6nnen zum Testen von Materialien anhand verschiedener Industriestandards oder zum Durchf\u00fchren kundenspezifischer Tests verwendet werden, um den tats\u00e4chlichen Einsatz vor Ort zu simulieren.<\/p>\n\n\n\n

Die Pr\u00fcfst\u00e4nde bei PPE sind in der Lage, Tests nach Normen wie TOTAL GS PVV 142, NORSOK M710, NACE TM0297 und ISO 23936-2 durchzuf\u00fchren. Die O-Ring-Tr\u00e4gereins\u00e4tze sind austauschbar, um verschiedene Quetschgrade in Stirn- und Kolbengeometrien zu ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n\n\n\n\n