Momenttiavaimen oikeanlainen käyttäminen

Koulutuksia tehdessämme olemme huomanneet, että momenttiavaimella kiristäessä on ollut selkeitä virheitä tai momenttiavainta ei ole käytetty oikein. Kyse on ollut lähinnä tietämättömyydestä. Yllätyksenä kiristäjille on tullut lähinnä se, että momentit menevät helposti yli aiotusta. Väärä tekniikka voi antaa suurenkin heiton lopulliseen tarkkuuteen, jota käsiteltiin edellisessä tekstissä.

Huolellisesti tehty kiristys halvalla ”Motonet” avaimella tuottaa tarkemman kiristysvoiman liitoksessa kun taitamattomasti huippuavaimella tehty työ. Kaikilla avaimilla on mahdollista kiristää ruuviliitosta liikaa tai liian vähän. Yleisin virhe käytössä on avaimen liian nopea vääntäminen.

Momenttiavaimen oikean käytön todentaminen käyttöolosuhteissa on lähes mahdotonta. Kierreliitoksen laatu ja käyttäjä vaikuttavat toteutuneeseen kiristysvoimaan enemmän kuin eri avainten poikkeamat. Sinänsä jos edes kalibroimatonta momenttiavainta käytetään, niin se on parempi kuin ilman momenttiavainta tehty kiristys. Avaimia tulee käyttää huolellisesti ja käyttöohjeiden mukaisesti haluttaessa varmistua oikeista tuloksista. Momenttiavaimen käyttötarkkuuteen voidaan vaikuttaa parhaiten kouluttamalla käyttäjiä.

Vääntömomentti (Nm), syntyy vääntämällä metrin pituisella varrella yhden newtonin voimalla. Esimerkiksi pyöristäen, jos yhden kilogramman voimalla ja metrin varrella väännetään, niin saadaan 10 Nm vääntömomentti. Varren pituuden ollessa kaksi metriä, niin vääntömomentti on 20 Nm.

Varmasti yleisimmän, naksahtavan, käsimomenttiavaimen käyttäminen.

1. Tarkista, että momenttiavaimen kalibrointi on voimassa. Tarkista myös, että avain ei ole kolhiintunut tai muuten mennyt rikki.
2. Säädä avain haluttuun momenttiin ja lukitse säätörulla. 
3. Älä koskaan laita lisävartta tai putkea momenttiavaimen perään, se tekee siitä epätarkan ja voi rikkoa työkalun.
4. Kiristä mutteri sormitiukkuuteen ja laita avain ja hylsy kiinni mutteriin.
5. Kiinnitä huomiota työasentoon, käytä ruumista oikealla tavalla avuksi kiristyksessä.
6. Laita käsi kahvaan sille tarkoitetulle kohdalle. Monen momenttiavaimeen on merkitty kohta, josta sitä pitää vetää.  Monet eivät tiedä, että tämän kuormituspisteen merkinnällä on vaikutusta avaimen tarkkuutteen. Jos et jaksa vetää yhdellä kädellä vaadittuun momenttiin, niin hae isompi momenttiavain.
   
7. Varmista, että mutteri ei vastapuolella pääse pyörimään käyttämällä vasta-avainta.
8. Kiristä vetämällä tasaisesti ja hitaasti yhdellä liikkeellä ja kun avain ilmoittaa naksahtamalla saavutetun momentin, niin lopeta kiristys välittömästi. Jos kiristysmomentti meni yli halutusta, niin löysää mutteria ja kiristä uudelleen.
9. Vain yksi napsahdus riittää! Älä testaa toista kertaa kiristää samaa mutteria. Mutterit kiristyvät vähän lisää, jos tehdään ylimääräisiä naksauksia.
10. Nollaa avain pyörittämällä momentti pienimpään arvoon jousen vapauttamiseksi. Älä kuitenkaan kierrä avainta mitta-asteikon ulkopuolelle tai pohjaan. (Periaatteessa on mahdollista, että momenttiavaimen vapauttamatta jättäminen voi pienentää jousen kykyä venyä ja palautua ajan myötä, laadukkailla avaimille tämän ei pitäisi kuitenkaan olla ongelmana)
11. Laita avain sille varattuun suojakoteloon. 
12. Älä käytä momenttiavainta muttereiden aukaisuun. Jos momenttiavainta käytetään muttereiden aukaisuun ja ylitetään avaimen suurin vääntömomentti-raja, niin tämä voi vaikuttaa avaimen tarkkuuteen.

Vinkit ja käyttöohjeet ovat yksinkertaisia, mutta näiden perussääntöjen käyttö voi joskus unohtua kiireessä. Haasteena on myös laippaliitostöissä, että momenttiavain ei mahdu aina väliin tai sitä ei päästä vetämään optimiasennossa.

Momenttityökalujen tarkkuus ja momenttiin kiristäminen

Monta kertaa asentajilla ei välttämättä ole tietoa mihin momenttiin kyseinen liitos pitää kiristää. Tarkoitus voi olla vain laittaa kiinni liitos ja varmistaa, ettei se vuoda. Yleisesti voi sanoa, että liitokset kiristetään aivan liian tiukkaan ja näin halutaan varmistaa, ettei itse tekemä liitos ainakaan vuoda.

Vaikka olisi käytössä momentit, niin pitäisi myös käyttää oikeanlaisia työkaluja kiristämiseen. Mitä tarkempaan halutaan mennä laatua ajatellen, niin sitä laadukkaampia työkaluja pitäisi käyttää. Monta kertaa ajatellaan, että nämä pienet liitokset voi tehdä miten vain ja suuret laippaliitokset ja lämmönvaihtimet sitten laitetaan kiinni momenttiavaimella. Haasteena on, että esimerkiksi monettiavainta käytettäessä kiristyksen vaihtelu voi olla suurtakin riippuen asentajan tekniikasta, työkaluista ja muista asennusolosuhteista. Käsityökaluja käyttäessä todellinen kiristys voi olla mitä vain. Pienissä liitoksissa voi olla yllättävän pienet suunnitellut momentit ja tiivisteen puristuskestävyys voi tulla nopeasti vastaan.

Kiristystyökalujen tarkkuus

Kuten yllä olevassa taulukosta nähdään, niin parhaaseen tulokseen pääsee käyttämällä venymää mittaavia vaarnoja, kuten esimerkiksi RotaBoltia. Sitten tulee hydrauliset vaarnan venytystyökalut ja voimaa näyttävät aluslevyt ja hydrauliset momenttivääntimet. Käsikäyttöisillä momenttiavaimella on myös aika suuri vaihtelu, ja tämä riippuu käyttäjän osaamisesta. Paineilmatyökaluilla, vasaroilla ja muilla hakkaavilla työkaluilla liitos varmasti menee kiinni, mutta eri asia on, että vuotaako se.

Laippakortti ja sen merkitys

Laippaliitoskorttien käyttäminen parantaa asennuksen luetettavuutta. Laitoksen tuhansia laippoja puretaan ja sitten asennetaan uudelleen tiimeissä, joissa on osa omia asentajia ja osa ulkopuolisia urakoitsijoita. Seisokin jälkeen, jos löytyy huonosti asennettu litos, voi olla vaikeaa tai mahdotonta tunnistaa epäonnistumisen syy, jos laippakorttia ei ole. Laippakortti kannustaa asentajia asentamaan laippaliitoksen huolellisesti ja toisin sanoen huolimaton asentaja voidaan myös tunnistaa asennuksen jälkeen (ja käydä tarkistamassa muut asentajan liitokset). Hitsausliitoksen tekijätkin ovat jäljitettävissä, joten miksi laippaliitoksen pitäisi olla eria asia? Tärkein merkintä laippakortissa on kuitenkin tieto siitä, että milloin liitos on viimeksi avattu.

Asennuksen jälkeen laippaan on asennettava laippakortti. Tosin kaikilla laitoksilla ei tämä ole käytössä ja laippaliitoskortin merkinnän vaatimukset poikkeavat. Laippakortti osoittaa, että ruuviliitos on asennettu laatuvaatimuksen mukaisesti ja se voidaan ottaa prosessin  käyttöön.  Laippakortiin merkitään yleensä ruuviliitoksen asennuksesta vastaava yritys, työntekijä, ajankohta ja käytetty kiristysmomentti.

Laippakortin laittanut henkilö käytännössä osoittaa, että hänen tekemänsä liitos täyttää vaaditut laatuvaatimukset ja se on tehty oikein. Vaikka pöytäkirjaa ei välttämättä tehdä, niin laippakortin kiinnättäminen pitäisi tarkoittaa, että laippa on linjattu ja tehty vaatimusten mukaisesti.

Mahro Oy:n laippaliitoskortti

Kun liitos avataan, niin vanha laippakortti pitää ottaa pois! On väärin alkuperäisiä asentajia kohtaa, jos joku toinen on välillä avannut liitoksen ja vanha laippakortti jätetään paikalleen.

Borealis Polymers Oy:n käyttämä laippakortti (kuvassa vanha versio)

Laippaliitosten linjaamisen apuvälineet

Laippojen linjaamista ja kohdistamista varten on saatavilla erilaisia työkaluja, kun laipat eivät satu kohdalleen. Perinteinen tapa on käyttää raakaa voimaa sekä erilaisia, ei niin soveltuvia, työkaluja kohdistamiseen. Kohdistamista varten tehdyt työkalut voivat säästää aikaa ja työn tekemisen turvallisuus kasvaa.

Kohdistustapit

Alla olevalla videolla näytetään, miten kohdistustappi asetetaan ruuvin reikiin ja kierretään ympäri vääntöavaimella. Videossa musta laippa on alempana kuin punainen, ja saadaan pakotettu samaan linjaan. (Kouluttajan huomio - olen nähnyt vain yhden tällaisen kohdistustappi sarjan livenä Suomessa, ilmeisesti näitä ei ole käytössä)

Kohdistustappien käytössä on oltava erityisen varovainen, ettei kolhi tiivistepintaa, kun asettaa niitä paikoilleen. Niiden käyttöön liittyy toinenkin kyseenalaisuus: Periaatteena ja lähtökohtana on, että vaarnoilla ei kannatella linjausvirheitä.

Mekaaniset kohdistustyökalut

Markkinoilla on olemassa erilaisia kohdistustyökaluja, joilla linjaaminen tapahtuu nopeasti ja vaivattomasti. Näissä työkaluja käyttäessä ei tarvitse miettiä, että mistä kohdasta voisi esimerkiksi taljaa käyttämällä nostaa putkilinjaa.

Tiivistemateriaalien vaikutus puristuspaineeseen

Tiivisteille valmistajat ilmoittavat pienimmän vaaditun ja suurimman sallitun puristuspaineen eri materiaaleille. Asennuksessa ja käytössä aiheutettujen tiivisteiden puristuspaineiden täytyy pysyä annetuissa rajoissa ja pintapaineeseen arvojen lisäksi tarvitaan sallitut lämpötilat pitää olla suunnitelluissa rajoissa, jotta tiiviste toimii eikä vuotoja tule.

Alla on standardista taulukko, joka ilmoittaa eri tiivistetyypeille ja materiaaleille pienimmät ja suurimmat arvot. Lisätietoa  ja tarkat tiedot eri valmistajien tiivisteistä löytyy www.gasketdata.org/ sivuilta.

Kuten alla olevista taulukosta nähdään, niin pienin vaadittu puristuspaine ei muutu lämpötilan mukaan, mutta suurin sallittu paine laskee lämpötilan kasvaessa.

Kiristysmomentin määrittely

Ellei pulttiliitos ole kunnolla suunniteltu kaikille käyttötiloille prosessissa, mukaan lukien järjestelmän häiriöt, tiivistysvarmuutta ei voida taata. Vuotojen välttämiseksi liitos on asennettava kiristysmomenttiin, joka on riittävä puristusjännitys tiivisteelle asennusvaiheessa, riittävä puristusjännitys tiivisteelle käytön aikana ja puristusjännityksen on oltava riittävän alhainen, etteivät osat vahingoitu kokoonpanon tai käytön aikana.

Kiristysmomentti on hyväksyttävissä oleva vaalean vihreällä alueella.

Kiristysmomenttia määritellessä on tiedettävä tiivisteen:

• käyttölämpötila
• nimellispaine
• tiiviysluokka
• puristusjännitys asennustilanteessa
• pienin  tiiveysluokka käyttötilanteessa
• suurin sallittu puristusjännitys käyttötilanteessa
• Tiivisteen ryömytekijä (virumistekijä), on jäännösjännityksen ja alkuperäisen puristusjännityksen suhde käyttötilanteessa
• Pultin lujuus ja venymä
• Laipan suurin sallittu jännitys

eli muuttujia on monta, jotka vaikuttavat kiristysmomentin määrittelyyn. Haasteita asettaa myös asennusolosuhteet ja vaihtelun epätarkkuudet kiristystekniikassa. Ohjeet oikean kiristyksen laskentaan löytyy EN 1591 –standardisarjasta.

 

Tyypillinen spiraalitiiviste esimerkiksi on suunniteltu toimivaksi 50 MPa ja 200 MPa välillä. Jos puristusjännitys menee yli tai ali, niin liitos vuotaa.

Tiivisteiden käsittely ja tiivisteiden varastointi

Tiivisteitä ei ole hyvä kantaa työhaalarin taskuissa, vaan niiden pitäisi olla suojakotelossa, jotta ne eivät likaannu ja kolhiinnu. Työkalupakin pohjalle tai auton lavalle irtijätetty tiiviste kolhiintuu ja ei tämän jälkeen vastaa uutta alkuperäistä. Tiiviste vaihdetaan myös aina uuteen, kun laippaliitos avataan.

Tiivistevalmistajan ohjeita on noudatettava. Esim. joitain tiivisteitä ei saa käsitellä paljain käsin. Grafiittitiivisteitä pitää käsitellä varoen, koska ne ovat hauraita ja murtuvat taivutuksesta. Tiivisteistä ei saa poistaa mitään osia, kuten esim. lisäainenauhoja. Tiivisteeseen ei saa joutua asennusrasvaa, eikä myöskään laipan tiivistepintaan.

Esimerkki tiivisteen suojakotelosta

Tiivisteitä pitää varastoida ja säilyttää valmistajan ohjeiden mukaisesti. Tiivistemateriaalin
valinnassa on otettava huomioon varastointiaika ja varaston olosuhteet. Esim. kuitutiivisteet vanhentuvat niiden sisältämien polymeerien takia ja niiden kimmoisuus ja muut ominaisuudet heikkenevät. 

Siksi pitää ottaa huomioon seuraavat varastoimiseen liittyvät ohjeet:

1. Säilytys alle 20 ºC tasaisessa lämpötilassa, koska tietyt materiaalit kovettuvat korkeammassa lämpötilassa.
2. Säilytys pimeässä, koska ultraviolettisäteily vahingoittaa tiivistettä.
3. Säilytys kuivassa tilassa.
4. Vältettävä säilytystä alueella, missä on otsonia.
5. Tiivisteet ja tiivistelevyt pitää säilyttää vaakasuorassa, ei naulassa roikkumassa tai rullalla. (Ikävä kyllä lähes poikkeuksetta olemme nähneet tiivisteiden riippuvan naulassa)
6. Alkuperäispakkauksessa, jos tiivisteessä ei ole tunnistemerkintöjä.

Grafiitti hajoaa itsestään, ja sen vuoksi valmistajat ilmoittavat sille maksimivarastointiajan. Elastomeeriä sisältävien tiivisteiden maksimivarastointiaika on noin neljä vuotta. Puhtaiden elastomeeritiivisteiden lisäksi elastomeeria voi olla sidosaineena mm. spiraalitiivisteissä. PTFE- ja kokometallitiivisteille eivät valmistajat yleensä ilmoita maksimivarastointiaikaa.