Ruuvin esijännitys ja kiristyksen virheet

Pultin ja mutterin päätarkoitus on kiinnittää laipat toisiinsa suunnitellulla voimalla, koska putken sisäinen paine pyrkii erottamaan laippoja toisistansa. Pultti toimii jousen tavoin laippaliitoksessa ja pultin tehtävä on näin pitää laipat kiinni. Ruuvin esijännityksen määrä on kriittinen, koska liitos voi vuotaa, jos esijännitys pultissa on liian iso, liian alhainen tai se ei ole yhtenäinen kaikissa pulteissa. Jossain tapauksissa jotkut pultit voivat olla löysällä ja toiset ylikiristettyjä.

Mikäli kiristys jää liian pieneksi, niin liitoksesta katoaa vetokuormitus, jolloin liitos ei ole kestävä ja voi aueta esimerkiksi tärinän tai paineiskujen seurauksena. Myös ylikiristämistä  pitää välttää ja kiristysmomenttia määriteltäessä on pysyttävä elastisella alueella, myötörajan alapuolella, jotta pultteihin ei tule muutoksia. Jos liitosta ylikiristetään ja kiristys  menee yli myötörajan, muuttaa ruuvi pysyvästi muotoa ja vetokuormitus häviää. Ylikiristämisen seurauksena pulteista voi myös särkyä kierteet tai pultti voi mennä kokonaan poikki. Liian tiukkaan kiristetty pultti voi myös rikkoa tiivisteen tai aiheuttaa vaurioita laipassa.

Varmasti suurempi ongelma on ylikiristys. Syitä tähän on muun muassa se, että ei tiedetä mihin momenttiin liitos pitäisi kiristää, ei ole käytössä momenttia mittaavia työkaluja sekä ihmiselle on ihan luonnollista kiristää vähän tiukemmalle, jotta ei ainakaan oma liitos vuoda. Myös alikiristystä tapahtuu, erityisesti suuremmilla liitoksilla.

Väärin kiristyksesstä ilmeneviä ongelmia, jotka voivat aiheuttaa vuodon.

1.  Halkeamat
2. Laipan kiertyminen
3. Vaarnojen kuroutuminen
4. Tiivisteen ylipuristuminen
5. Ei riittävästi puristuspainetta
6. tiivistyspinnan vaurio
7. Vaarna löystyy syklisen kuorman aiheuttaman värähtelyn takia

Turvallisuusnäkökohdat ja liitoksen vuotaminen

Liitokset epäonnistuvat, vika ei ole aina tiivisteestä johtuva! Liian pienet kiristysmomentit, liian tiukalle kiristetyt vaarnat, heikot vaarnan materiaalit, riittämätön vaarnan / aluslevyn / mutterin voitelu, surkeasti suunniteltu laippaliitos tai väärä materiaalivalinta, tiivisteen huono kunto,tiivisteen väärä varastointi, väärät asennuskäytännöt; nämä kaikki voivat osaltaan tai yksin ilmetä tiivistevuotona, vaikka itse tiivisteen materiaalissa ei olisi mitään vikaa.

Yhdysvaltojen paineastioiden tutkimusneuvoston (PVRC) tutkimuksen mukaan laippavuotoja aiheuttivat yleisimmin:

• Väärät asennuskäytännöt (26%)
• Laipan vaurio (25%)
• Tiivisteen viallisuus (22%)
• Riittämätön kiristys (15%)
• Laipan väärä linjaus (12%)

Alla on listattu mistä eri syistä vuodot voivat esimerkiksi johtua. 

Kiinnitysosista johtuvat viat

Yleisimmät syyt sille, kun kiinnitysosat eivät ole riittävän tiukalla ovat:

• Väärä asennus
• Vika kiinnitysosissa (esimerkiksi kulunut, ruosteessa)
• Itsestään löystyminen (esimerkiksi lämpötilanvaihtelut, paineen vaihtelut)
• Väsyminen/ jännitysten laukeaminen ajan myötä

Toisaalta, kun kiinnitysosat ovat liian tiukalle kiristetty, liitos voi epäonnistua, koska liiallinen kuormitus voi:

• Murskata tiivisteen
• Edistää jännityskorroosiota, joka aiheuttaa halkeamia
• Lisätä kiinnitysosien väsymistä

Vaarnojen vaurio ilmenee, kun käytetty kuorma ylittää vaarnan tai kierteiden lopullisen vetolujuuden, esimerkiksi:

• Vaarnat eivät ole suunnittelun mukaisia
• Vaarnat on ylikiristetty asennuksen aikana
• Korroosio on päässyt vaikuttamaan vaarnaan
• Ylikiristyksen aiheuttama jännityskorroosio, josta aiheutuu halkeamia
• Vaarnojen väsyminen

Väsymisellä tarkoitetaan metallin rakenneominaisuuksien heikkenemistä pitkäaikaisen vaihtuvan kuormituksen alaisuudessa. Jos vauriot etenevät tarpeeksi pitkälle, voi materiaali pettää vaikkei sen nimellistä lujuutta ylitettäisi.

Tiivisteestä johtuvat viat
Tämä voi johtua useista tapauksista, kuten:

• Väärän tiivisteen valinta käyttöolosuhteisiin
• Väärän tiivisteen paksuuden valinta, erityisesti pehmeillä tiivisteille
• Operointi normaalien käyttöolosuhteiden ulkopuolella tai putkistosta aiheutuvat taivutusmomentit
• Tiiviste, joka on vaurioitunut varastoinnissa, käsittelyssä tai asennuksessa
• Tiiviste murskautuu liiallisella kiristyksellä kokoonpanon aikana
• Normaali tiivisteen ikääntyminen
• Tiivistettä on käytetty uudestaan, vaikka tämä olisi kiellettyä
• Liitos kiristetään uudelleen korotetun lämpötilan jälkeen (jos tätä ei ole ohjeistettu tehtäväksi)

Laipasta johtuvat viat

Melko epätavallista, mutta se voi johtua seuraavista:

• Laippapinnat ovat vaurioituneet
• Laippa on vääntynyt
• Laippapinnat eivät ole yhdensuuntaisia
• Korroosio laipoissa
• Laipat eivät ole puhtaat asennuksessa

Tiivistepinnan vauriot

Laippojen  ja  erityisesti  laippojen  tiivistepintojen  on  oltava  moitteettomassa  kunnossa, jotta saavutetaan riittävä kuormankantokyky. Laippojen tiivistepinnan säteensuuntaiset vauriotovat tiiveyden kannalta erityisen haitallisia. Pienet kehän suuntaiset vauriot voidaan sallia. Tiivistepinnan vaurioiden hyväksymisrajat on esitetty alla olevissa kuvissa Havaitessaan viottuneen tiivistepinnan asentajan pitäisi ottaa yhteyttä työnjohtajaan tai valvojaan, joka tekee päätöksen virheen jäämisestä liitokseen tai laipan koneistamisesta tai uusimisesta.

Erilaisia virheitä laipassa, osa hyväksyttäviä ja osa hylkääviä. Virheen kriittisyyteen vaikuttaa esimerkiksi linjan sisältö, paine, lämpötilat ja käytetty tiiviste

Ajan mittaan ja useista syistä laippapinnat voivat vahingoittua. Kukin vaurioitunut alue luo mahdollisen vuotokohdan, jonka tiivisteen on yritettävä tiivistää. Alla on lueteltu joitakin yleisiä laippapinnan vaurioita, niiden ominaisuuksia ja mahdollisia syitä:

Naarmut — Tämän tyyppinen vaurio on kapea ja pitkänomainen, jossa on terävät ja matalat pohjat, ne voivat olla myös syviä. Naarmut syntyvät usein terävällä esineellä, jolla raapaistaan laippapinnan yli. Näitä naarmutus työkaluja voivat olla esimerkiksi puukot, ruuvimeisseli, taltat sekä teräsharja.

Urat — vauriot ovat leveitä ja pitkänomaisia, tylpät, pyöristetyt pohjat ja ne luodaan usein tylpällä ​​esineellä, jolla osutaan laippaan. Urat voi johtua esimerkiksi ruuvimeisselistä, pudonneesta laipasta tai taltasta.

Kuopat- Vauriot on yleensä pieniä, hieman pyöristettyjä alueita, joissa on korroosion vaikutuksesta on tullut pieniä kuoppia materiaaliin. Usein nämä esiintyvät rykelminä tai ryhmissä.

Lommot - Tämäntyyppinen vahingon aiheuttaa jokin kappaleen iskusta laippapintaan. Lommot johtuvat joskus laitteiden tai osien iskusta, kun jokin kappale tippuu pinnan päälle tai kolhaisee sitä.

Vaikka virhe löytyisi laipasta, niin se ei välttämättä ole varsinaisella tiivisteen kohdalla ja näin vaikuta tiiveyteen. Työkaluja, kuten taltat tai ruuvimeisseleitä, ei kannattaisi käyttää pintojen puhdistamiseen.

ASME PCC-1 löytyvät tiivistepinnan virheet ja määritelmät.

Edelliseen kuvaan liittyvät virheen mitat. Alkuperäiset mitat tuumia, joten siksi mitat tarkkoja lukuja.

Vuodot ovat uhka voitoille

Useimmilla teollisuuslaitoksilla on huomattava määrä riskialttiita laippoja, jotka edellyttävät laitosten huoltamista ja kunnossapitoa.  Yleensä nämä laipat kuuluvat yhteen tai useampaan seuraavista riskeistä:

1. Laipat, jotka JATKUVASTI vuotavat. Tietyt laipat ovat jatkuva ongelma, koska niillä on taipumus vuotaa huolimatta jatkuvista ponnisteluista niiden korjaamiseksi.

2. Laipat, jotka EIVÄT SAA vuotaa. Tietyt laipat aiheuttavat mahdollisesti niin vakavia ongelmia, joten niiden ei pitäisi koskaan vuotaa. Tällaiset vuodot voivat aiheuttavat:

a) fyysisiä vammoja
b) ennalta arvaamattomat tuotannon alasajon - tuotannon menetykset
c) laitoksen tai laitteiden vaurion
d) tuotannon pysähtelyt ja myöhästymiset tuotanto aikataulussa
e) tulipaloja
f) lainsäädölliset ja/tai oikeudelliset seurauksia
g) ympäristöongelmia

Kaikki VUODOT on ehkäistävissä. Laippavuotojen aiheuttamat ongelmat voivat vaihdella paikallisesti vakavista, koko laitosta koskeviin katastrofiin. Vaikka vuotojen vaihteluväli voi vaihdella laajalti, näillä korkean riskin laippavuodoilla on yksi yhteinen merkittävä tekijä, kaikki vuodot ovat ennalta ehkäistävissä.

Tutkimusten (The American Petroleum Institute, API) mukaan Pohjois-Amerikassa keskikokoisella jalostamolla on 180 vuotoa vuodessa, joista 2-3% johtaa tehtaan alasajoon tai suuriin korjauksiin.Näistä kaikista putkivaurioista (vuodoista) noin 98% kohdistui laippaliitoksiin.

Huolimattomuus aiheutti vesivahingon

Epävirallisena kommenttina tästäkin voi kysyä, että onko asentajat koulutettu käyttämään kyseistä puristusmenetelmää ja onko laadun merkitystä painoitettu tarpeeksi? Jos asentajille ei anneta onnistumisen edellytyksiä, kuten kunnollisia työkaluja, ohjeita tai putkenkatkaisuun  kunnolliset laitteet, niin voiko edes tarvittavaa laatua saavuttaa. 

 Ylen juttu jatkuu:


Lähde: YLE ja Kiinteistölehti