Zahlreiche Anwendungen in der chemischen Industrie erfordern Pumpensysteme, mit denen Chemikalien unter Druck in laufende Prozesse eingespritzt werden. Anbieter, die solche, oft sehr komplexen Systeme entwickeln und anbieten, müssen sichergehen, dass diese bei ihren Kunden zuverlässig und sicher arbeiten.
Ein wesentliches Merkmal von Pumpensystemen zur Chemikalieneinspritzung sind die oft zahlreichen Verbindungen zwischen den Rohrleitungen. Wo diese Verbindungen aus Gründen des Systemdesigns oder Integration von Mess-, Steuerungs- und Kontrollarmaturen unverzichtbar sind, ist stets ein Leckage-Risiko gegeben.
Vor allem für Chemie- und Petrochemie-Unternehmen sind Lecks in ihren Fluidsystemen inakzeptabel, da sie die Betriebssicherheit, Gesundheit der Mitarbeiter und Effizienz der Prozesse gefährden. Zusätzlich wird der Druck immer größer, die Gesamtbetriebskosten zu verringern, einschließlich der Kosten für Wartung und Reparatur.
Erfolgsgeschichte: AGI Industries
AGI Industries ist ein führender US-amerikanischer Anbieter von verpackten Pumpsystemen.
Um die hohen Anforderungen seiner Kunden aus der Öl-, Gas- und Chemie-Industrie erfüllen zu können, vertritt AGI Industries auch seinen Lieferanten gegenüber die Verpflichtung zu höchster Qualität.
Die Herausforderung: 9x 1.500 Rohrleitungsanschlüsse, 1.034 bar Arbeitsdruck und 0 Leckagen
AGI Industries hatte die Aufgabe, neun Systeme zur Chemikalieneinpritzung mit größtmöglicher Sicherheit gegen Leckagen und geringstem Wartungsaufwand zu liefern. Dieses Ziel zu erreichen war insofern eine Herausforderung, als es hierbei um Druckbelastungen von 15.000 psig (1.034 bar) ging und jedes System über 1.500 Rohrleitungsanschlüsse verfügte, also über 1.500 potenzielle Leckagepunkte. Die Anschlüsse bestanden entweder aus Rohrverschraubungen oder aus Ventilinstallationen.
Für eine Anlage dieser Größenordnung bedeutet die Verwendung herkömmlicher Komponenten ein enorm hoher Maintenance-Aufwand mit dem Ergebnis, dass auf diese Weise die Anforderung der signifikanten Steigerung der Betriebseffizienz nach Berechnungen von AGI Industries nicht erreicht werden konnte. Bei allen neun Einspritzsystemen sollte der bisher übliche Ressourcen-Aufwand für die Instandhaltung auf ein Minimum reduziert werden, ebenso wie der Zeitbedarf von 12 bis 14 Wochen, in denen das System abgeschaltet werden musste, wenn Leckagen aufzuspüren und instand zu setzen waren.
Die Anforderungen waren demnach:
- Größtmögliche und langfristige Leckagesicherheit bei 9 Chemikalien-Einspritzsystemen mit jeweils 1.500 Rohrleitungsanschlüssen – insgesamt 13.500
- bei einem Arbeitsdruck von jeweils 15.000 psig (1.034 bar)
- Signifikante Reduzierung von Personal- und Zeitaufwand bei Wartungs- und Instandsetzungsmaßnahmen
Die Lösung: Die FK Serie von Swagelok für mittleren Druck bis 1551 bar
Herkömmliche Komponenten waren nach Ansicht der Experten von AGI Industries diesen Anforderungen nicht annähernd gewachsen. Beispielsweise wiesen konventionelle Kugelhähne Leckagen schon nach 60 - 120 Zyklen auf. Deshalb kam AGI Industries auf Swagelok zu, um sich davon zu überzeugen, dass die Rohrverschraubungen der Serie FK und Ventile der Serie FKB eine bei weitem höhere Standfestigkeit aufwiesen.
Schon die zertifizierten technischen Daten der Swagelok® Verschraubungen und Adapter mit der patentierten Klemmring-Technologie haben die Ingenieure von AGI Industries überzeugt:
- Druckraten bis 1.551 bar (22.500 psig)
- Temperaturbereich bis 537 °C (1.000 °F)
- Ausführungen in Edelstahl 316, Super Duplex Alloy 2507 und Alloy 625
- Größen von 1/4 bis 1 Zoll; 6, 10, 12 mm (1 Zoll nur in Edelstahl 316 verfügbar)
- Ausführungen in NPT, Außengewindekonus-Adapter für mittleren Druck SAE/MS
- Zahlreiche Konfigurationen wie z.B. gerade Stücke, Winkel, T-Stücke, Kreuzstücke, Rohrstücke, Rohradapter, Kappen, Stopfen
Da auch die Swagelok Ventile der Serie FKB gleichwertige Eigenschaften aufwiesen – z.B. 6.000 Zyklen bei Hydrotests ohne Leckagen – haben sich AGI Industries für die Komponenten von Swagelok entschieden.
Die Klemmringverschraubung: Genial einfach und deshalb so überlegen
Überzeugende Argumente für die Entscheidung von AGI Industries pro Swagelok Komponenten lieferte die patentierte Verschraubungstechnologie. Diese von Swagelok entwickelte Klemmringverschraubung beruht auf dem Zusammenspiel von zwei in der Überwurfmutter integrierten Klemmringen, die während des Installationsvorgangs von zwei Rohrenden zum einen die Dichtungsfunktion, zum anderen die Fixierung der Rohrleitung in einem Arbeitsgang sicherstellen.
Damit ergeben sich für die Swagelok Klemmringverschraubung gegenüber der üblichen Cone&Thread folgende Vorteile:
- Sehr einfache Installation mit wenigen Standardwerkzeugen
- Enorm zeitsparende Installation (20% Zeitbedarf im Vergleich zu herkömmlichen Rohrverschraubungen)
- Dauerhaft leckagefreie Leistung
Die Klemmringverschraubung im Systemvergleich zur herkömmlichen Cone&Thread
Die Cone&Thread setzt Fachkenntnis und große Sorgfalt bei der Montage einer leckagefreien, sicheren Verschraubung von zwei Rohrleitungen voraus. Hierbei müssen mehrere Arbeitsgänge genau aufeinander abgestimmt und ausgeführt werden wie z.B.: Entgraten der Rohrenden, Gewindeschneiden, Zusammenfügen verschiedener Einzelkomponenten, drehmomentorientiertes Anziehen der Muttern.
Das kostet viel Zeit, erfordert Spezialwerkzeuge und die Bereitschaft, umsichtig zu arbeiten. Denn die beim Entgraten und Gewindeschneiden anfallenden Metallspäne dürfen keinesfalls zwischen die Rohrenden oder in die Rohrleitungen geraten.
Hoher Zeit- und Kostendruck und oft mangelnde Qualifikation der Mitarbeiter sind daher leider nicht selten der Grund für Leckagen, die schon nach kurzer Zeit auftreten und die mit erneutem Kostenaufwand instandgesetzt werden müssen.
Bei der innovativen Swagelok Klemmringverschraubung sind die Risiken der nicht fachgerecht ausgeführten Rohrverschraubung gegen Null minimiert. Denn die Einzelkomponenten, die für das absolut dichte Zusammenfügen und Fixieren der beiden Rohrenden verantwortlich sind, erledigen ihre Aufgabe automatisch – allein durch das Anziehen der Überwurfmutter.
Bei diesem Vorgang bewirken zwei Klemmringe gleichzeitig das Abdichten und sichere Fixieren der Verschraubung. Dies erfolgt, indem die in der Überwurfmutter integrierten Klemmringe beim Anziehen der Mutter in Axialrichtung gegeneinandergepresst werden (Scharnier-Spann-Effekt).
Somit können absolut zuverlässige und dauerhaft dichte Rohrverschraubungen in einem Bruchteil der bisher erforderlichen Arbeitszeit, ohne Spezialwerkzeug und von einfach geschulten Mitarbeitern montiert werden. Wartungskosten und kostspielige Ausfallzeiten werden durch die robuste und zuverlässige Verbindung reduziert. Dadurch erreichen Fluidsysteme mit Klemmringverschraubungen bedeutend einfacher die mitunter sehr strengen Umweltvorgaben.
Fazit: Alle Kundenerwartungen erfüllt und ein eindrucksvoller Erfolg für AGI Industries
Nachdem neun Chemikalien-Einspritzsysteme mit insgesamt 13.500 Rohranschlüssen und potenziellen Leckagepunkten installiert waren und sich unter Praxisbedingungen bei einem Druck von über 1.000 bar bewährt hatten, konnte AGI Industries bestätigen, dass es kein einziges Leck gab. Dank der Swagelok Klemmringverschraubung konnten 160 Arbeitsstunden eingespart werden. Und es wurden teilweise 100 mal mehr Ventilzyklen störungsfrei durchgeführt.
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