Detecteren en voorkomen van lekkages in vloeistofsystemen: een uitgebreide gids

Veelvoorkomende oorzaken en kosten van lekkages in vloeistofsystemen

Nick Iverson, Field Engineer, Noord-Amerika

Lekkages in vloeistofsystemen komen in de meeste installaties regelmatig voor. Omdat u verantwoordelijk bent voor de veiligheid en winstgevendheid van uw installatie, kan zelfs de kleinste lekkage een probleem vormen. Het is daarom essentieel te begrijpen hoe en waarom lekkages ontstaan, hoe u ze kunt lokaliseren en testen, en uiteindelijk een strategie kunt ontwikkelen om lekkages op locatie aan te pakken en te verminderen.

De kosten van lekkages

Hoewel lekkages gangbaar zijn in installaties, zijn er veel financiële redenen om lekkages snel aan te pakken en een plan te ontwikkelen om toekomstige lekkages te voorkomen.

• Jaarlijks wordt geschat dat miljoenen gallons hydraulische vloeistoffen verspild worden. Een enkele gallon hydraulische vloeistof kost ongeveer $40 USD.
• Verlies van smering door vloeistof kan leiden tot dure machineschade, zoals vooruitgang van slijtage en machineuitval.
• Installaties verminderen hun productiepotentieel elke keer dat een proces wordt gestopt om een lekkage te repareren. Deze stilstand kan leiden tot aanzienlijke winstderving.
• Uw team kan onbedoeld een off-spec product produceren door onjuiste instrumentkalibratie of -bediening als gevolg van een lekkage. Dat materiaal moet dan worden herwerkt, tegen een verlaagde prijs verkocht of weggegooid.
• Oliedruppels door lekkages kunnen een onveilige werkomgeving creëren, wat leidt tot uitglijden en ongevallen. Vluchtige emissies kunnen eveneens duur te repareren zijn en gevaarlijk voor de gezondheid van uw werknemers.
• Lekkages kunnen leiden tot zware boetes voor non-compliance als systemen en apparatuur in strijd zijn met veiligheidsvoorschriften.
• Het kost tijd en geld om lekkages te lokaliseren en te repareren. Mogelijk moet u een speciaal team inhuren voor het beheren van giftige chemische lekkages, met de potentiële kosten van een systeemsluiting voor grondige inspectie.

Drie veelvoorkomende oorzaken van lekkages in vloeistofsystemen

Het mag verrassend zijn, maar de meeste lekkages zijn niet het resultaat van onderdelen van mindere kwaliteit. Ze ontstaan door menselijke fouten - ofwel tijdens de installatie van een onderdeel, ofwel bij de selectie van het onderdeel zelf. Het kiezen van de juiste componenten en het correct installeren ervan kan de veiligheid van de installatie verbeteren en aanzienlijk tijd en kosten besparen.

Om uw team te helpen lekkages in uw installatie beter te begrijpen en te mitigeren, hebben Swagelok's Field Engineers de volgende drie meest voorkomende oorzaken gedocumenteerd:

• Onbetrouwbare metaal-op-metaal afdichtingen: Het maken en behouden van zeer betrouwbare metaal-op-metaal afdichtingen kan moeilijk zijn, met name in de loop van de tijd. Fabricage-instructies moeten precies worden gevolgd om lekkages te voorkomen bij het gebruik van deze afdichtingen. In sommige gevallen met kleppen wilt u misschien het onderdeel vervangen door één met een zacht zitafdichting, met name wanneer herhaalde gassluiting vereist is.
• Onjuist geïnstalleerde buisfittings: Het correct monteren van buisfittings vermindert de kans op lekkages aanzienlijk en verbetert de veiligheid van uw installatie. Zorg ervoor dat uw technici getraind zijn in het correct monteren van een fitting, inclusief het correct orienteren van de ferrules en het gebruik van een gaapmeter om de juiste trek te verifiëren.
• Slechte buisselectie, -hantering en -voorbereiding: Uw keuze en voorbereiding van buizen kan ook het lekkagerisico verhogen. Buismaterialen die incompatibel zijn met het procesmedium of de externe omgeving, zijn gevoelig voor corrosie, vroege uitval en lekkages. Daarnaast kunnen oneffen gesneden buizen of buizen die gedempte, beschadigde of niet ontgrat zijn, de afdichtingscapaciteit van de fitting compromitteren.

Drie typen lekkages

Het begrijpen van het type lekkage helpt uw team de juiste correctieve maatregelen te bepalen. Hieronder identificeren Swagelok-ingenieurs de drie veelvoorkomende typen lekkages in vloeistofsystemen:

Echte lekkage: Een lekkage als gevolg van het falen van een drukbarrière om een systeemvloeistof te bewaren of te isoleren van de omringende omgeving. Dit treedt op door scheuren in het materiaal of gaten tussen afdichtingsoppervlakken.

Virtuele lekkage: Een vrijgave van intern opgeslagen vloeistof in een vloeistofsysteem door materiaal-uitgassing, geabsorbeerde of geadsorbeerde vloeistoffen, insluiting in kieren of dode uiteinden.

Permeatie: Een doorgang van vloeistof in, door en uit een drukbarrière die geen gaten heeft groot genoeg om meer dan een kleine fractie van de moleculen door één enkele opening te laten passeren.

Lekkagedetectiemethoden

In het algemeen wordt de meeste lekkagetesting uitgevoerd op een gepresuriseerd systeem - hetzij met het daadwerkelijke procesmedium, hetzij met een surrogaatvloeistof zoals water, lucht, stikstof of helium. Voor praktische doeleinden kunnen testmethoden worden gesegmenteerd in die welke doorgaans op geïnstalleerde apparatuur worden uitgevoerd versus die welke vaker op een werkbank (of in een lab) worden gedaan.

1. Visuele testing: Dit is de meest fundamentele vorm van lekkagetesting voor een vloeistofsysteem. Lekkages worden aangegeven door daadwerkelijke druppels of benatting van het oppervlak onder de lekkage. Het wordt meest uitgevoerd op geïnstalleerde apparatuur, maar ook vaak op werkbank om slangassemblages te testen.
2. Bubbel testing: Dit is een eenvoudige, kosteneffectieve test voor gassystemen. Deze test gebruikt een dun film oppervlakte-actieve stof (zoals Snoop) of onderdompeling in een waterbad. Het is een veelvoorkomende test op zowel geïnstalleerde apparatuur als op werkbank. Het wordt meer gebruikt om de aanwezigheid van een lekkage aan te tonen dan om de hoeveelheid te meten en vereist observatie op bobbels.
3. Drukwijzigingstesting: Deze test wordt gebruikt voor zowel vloeistoffen als gassen. Het te testen apparatuur wordt geïsoleerd onder een voorgeschreven druk gedurende een voorgeschreven duur. Lekkage resulteert in een geleidelijke drukdaling die meetbaar is. Een veelvoorkomend type is drukvervaltesting. Het wordt vaker op werkbank uitgevoerd, maar kan op geïnstalleerde apparatuur worden gedaan met zorgvuldige overwegingen bij het testontwerp. Deze test vereist minimale apparatuur en kan geautomatiseerd worden.
4. Luchtgebonden ultrasoon testing: Deze test wordt gebruikt op gassystemen. Het vereist een luchtgebonden ultrasoon meetapparaat dat kan worden gebruikt om de aanwezigheid van een lekkage te lokaliseren. Voor gepresuriseerde systemen kan deze test worden gebruikt om de lekkagesnelheid te benaderen. Deze test kan ook op niet-gepresuriseerde systemen worden uitgevoerd door gebruik te maken van een additioneel, inwendig, geluidgenererend apparaat. Luchtgebonden ultrasoon testing wordt veel gebruikt op geïnstalleerde apparatuur.
5. Massaspectrometrie testing: Deze test wordt gebruikt op gassystemen. Een massaspectrometer wordt gebruikt om de aanwezigheid van sporen van uitgelekte gas te detecteren en de lekkage te kwantificeren. Het wordt bijna uitsluitend uitgevoerd met helium als surrogaat, in welk geval het Helium Lekkage Testing genoemd wordt. Uitwaartse testing wordt gebruikt voor gepresuriseerde systemen, inwaartse testing voor vacuümsystemen. Deze methode wordt meest gebruikt op werkbank om zeer kleine lekkages te identificeren.

Prioriteren van lekkages

Hoewel het niet mogelijk is om elk type lekkage in een installatie direct aan te pakken, kan uw team lekkages categoriseren om onderhoud en reparatie te prioriteren.

• Gevaarlijke lekkages: Elke lekkage die een veiligheidsrisico vormt, moet toprioriteit hebben. Dit omvat lekkages van schadelijke gassen en bijtende chemicaliën, alsook lekkages die uitglij/valrisico's creëren. Laat uw risicomanagers deze veiligheidskwesties eerst identificeren, en stuur daarna uw beste onderhoudstechnici om ze direct te repareren.
• Dure lekkages: Samen kunnen alle lekkages in uw installatie oplopen tot aanzienlijke kosten. Sommige lekkages - zelfs kleine - kunnen echter verantwoordelijk zijn voor een groot percentage van die kosten. Het repareren van een kleine lekkage van duur argongas kan bijvoorbeeld aanzienlijk meer besparen dan het stoppen van een grote lekkage van goedkopere perslucht. Leer hoe lekkagebesparingen snel kunnen oplopen.
• Overige lekkages: Tenslotte kunt u een grote verscheidenheid aan kleine lekkages hebben die geen veiligheidsrisico's vormen en niet verantwoordelijk zijn voor grote verliezen. U kunt wachten met het aanpakken van deze lage-prioriteits lekkages tot uw onderhoudspersoneel niet meer bezig is met kritischere taken.

Wij vinden het nuttig om ingenieurs en technici te trainen - en opnieuw te trainen - in diverse onderwerpen om hun vaardigheden in het identificeren en aanpakken van verschillende typen lekkages te verbeteren. Training kan variëren van educatie over juiste materiaalselectie tot praktische, vaardigheidsgerichte cursussen in buigen en buisfitting installatieprocedures. Gelukkig biedt Swagelok veel gespecialiseerde trainings- en educatieprogramma's om ervoor te zorgen dat uw installatie veilig en efficiënt werkt. Wanneer uw getrainde team zich richt op het identificeren en stoppen van lekkages, zal uw installatie veiliger en kosteneffectiever werken.

Neem contact op met uw lokale Swagelok verkoop- en servicecentrum voor meer informatie over het identificeren en aanpakken van lekkages, evenals het trainen van uw team in best practices.