Teollisuus vaatii käytännössä testattuja, vähäpäästöisiä venttiilejä

Usein sanotaan, että muutos on ainoa pysyvä asia. Tämä pitää erityisesti paikkansa prosessiteollisuudessa: lopputuotteet saattavat näyttää samalta, mutta niiden valmistuksessa käytettävä teknologia kehittyy jatkuvasti – tehden prosesseista luontaisesti turvallisempia, energiatehokkaampia ja ympäristövaikutuksiltaan pienempiä.

Tiukentuvat standardit vauhdittavat muutosta

Muutosta käsitellessään Souvik Saha (Industry Manager, Refining and Chemicals, Valmetin Flow Control  liiketoiminta) kiinnittää huomion kansainvälisiin standardeihin:
”Ajan myötä, ja erityisesti 2020 luvulta lähtien, globaalit päästönormit ja testausstandardit ovat kehittyneet merkittävästi. Nykyään teollisuus omaksuu yhä tiukempia sääntelyvaatimuksia. Tämä näkyy myös asiakkaissamme, jotka suhtautuvat entistä herkemmin päästöjen vähentämiseen ja hyödyntävät siitä saatavat tunnistetut hyödyt.”

Hajapäästöjen tehokas hallinta perustuu venttiilin tiivisterakenteisiin, karan tiivistykseen ja materiaalivalintoihin, joissa ratkaisevaa on oikea puristusvoima sekä pesän ja akselin/karan pintojen laatu ja niiden keskinäinen yhteensopivuus.

Saha kertoo, että asiakkaat pyrkivät vähentämään vaarallisten ja haitallisten kaasujen ja höyryjen suoria päästöjä ympäristöön sekä hallitsemaan epäsuoria hiilidioksidipäästöjä, joita syntyy energiaintensiivisten automaatio  ja elektroniikkalaitteiden käytöstä.

”Prosessiteollisuuden näkökulmasta on myös olennaista parantaa prosessien taloudellisuutta vähentämällä tuotantotappioita, joita syntyy vuodoista näissä kriittisissä prosessilaitteissa.”

Työturvallisuus keskiössä

Paikan päällä tapahtuva työturvallisuus on toinen merkittävä ajuri hajapäästöjen vähentämisessä.

”Esimerkiksi rikkivedyn pitoisuuden alentaminen ilmassa mahdollistaa henkilöstön turvallisen työskentelyn pidempiä aikoja alueilla, jotka aiemmin olivat tunnettuja korkeista pitoisuuksista”, Saha toteaa.

Rikkivety on erittäin myrkyllinen ja herkästi syttyvä kaasu. Venttiilin tiivistevuoto voi johtaa itsesyttymiseen ja lähes näkymättömiin liekkeihin, aiheuttaen merkittäviä terveys , turvallisuus  ja ympäristöriskejä prosessilaitoksissa.

Lisäksi asiakkaat pyrkivät vähentämään päästöjä estääkseen tuotemenetyksiä:

”Vähäpäästöinen rakenne minimoi vuodosta aiheutuvat kustannukset. Vuotava väliaine tarkoittaa myös energiahäviötä, koska pumppujen ja kompressorien on toimittava pidempään vuotojen kompensoimiseksi.”

Sitoutuminen standardeihin ja määräyksiin

Edellä kuvattujen hyötyjen saavuttaminen edellyttää mikrovuotojen estämistä kriittisissä prosessiventtiileissä pitkällä aikavälillä. Tätä varten teollisuus on ottanut käyttöön useita standardeja ja testauskäytäntöjä venttiileille ja automatisoiduille venttiiliohjaimille.

Hajapäästöjen hallinnan ydin on rungon tiivisteissä, karan tiivistyksessä ja materiaalivalinnoissa. Keskeisiä tekijöitä ovat erityisesti tiivisteiden puristusvoima, karan ja porauksen pinnankarheus sekä näiden tasapainottaminen.

Tommi Bergström (Senior Manager, Technology, Valmetin Flow Control  liiketoiminta) jatkaa:

API 622 on yksi keskeinen standardi, joka keskittyy prosessiventtiilien tiivisteisiin ja päästöjen hallinnan suorituskyvyn todentamiseen määritellyllä lämpötila alueella.”

Samoin API 624 ja API 641 määrittelevät tyyppitestauksen vaatimukset ja hyväksymiskriteerit eri venttiilityypeille. Yksi laajimmin käytetyistä standardeista on ISO 15848, jossa on erilliset menettelyt tyyppi  ja tuotantotestaukselle. ”Standardi ei ohjaa venttiilien rakennetta, vaan määrittelee testit, jotka rakenteiden on läpäistävä globaalia päästötasoa varten.”

Johtava asema päästöjen vähentämisessä

Valmetin Flow Control  liiketoiminta on pitkään ollut edelläkävijä päästöjen hallinnassa. Vuonna 2002 Valmetista tuli ensimmäinen venttiilivalmistaja, joka sai Shellin MESC SPE 77/312  mukaisen hajapäästötyyppihyväksynnän säätöventtiileilleen.

”Keskittymällä neljänneskiertoventtiileihin ja jousikuormitettuihin vähäpäästöisiin akselitiivisteisiin päästöt saatiin laskettua sadasosaan lineaarisiin venttiileihin verrattuna”, Bergström kertoo.

Saha lisää, että Valmet huomioi myös epäsuorat Scope 2 päästöt energiatehokkaiden ja älykkäiden venttiiliohjaimiensa avulla, mahdollistaen energian optimoinnin, reaaliaikaisen päästöjen hallinnan ja ennakoivan kunnossapidon.

Suunnittelu, valmistus ja testaus ääriolosuhteissa

Vuonna 2002 Valmet oli ensimmäinen venttiilivalmistaja, jolle myönnettiin säätöventtiilejä koskeva hajapäästöjen tyyppihyväksyntä Shellin MESC SPE 77/312  vaatimusten mukaisesti.

Valmet ymmärtää, että venttiilin oikea valinta kriittiseen kohteeseen edellyttää sovelluksen vaativuuden tarkkaa arviointia – huomioiden paineen ja lämpötilan lisäksi myrkyllisyys, korroosio, räjähdysriski, lämpösyklit ja materiaalien yhteensopivuus.

Venttiilien kehittäminen vaativiin kohteisiin edellyttää jatkuvaa tutkimus  ja kehitystyötä sekä perusteellista testausta. Testaus ei ole vain vaatimusten täyttämistä, vaan olennainen osa kehitystä.

Valmet suorittaa tiiviys , palo , paine  ja kryogeenisia testejä varmistaakseen venttiilien luotettavuuden ääriolosuhteissa. Näiden testien tavoitteena on luoda luottamusta ja mielenrauhaa asiakkaille.

”Tuotteiden on paitsi läpäistävä laboratoriotestit myös toimittava todellisissa käyttöolosuhteissa”, Bergström korostaa.

Pitkä perintö innovaatioissa ja luotettavuudessa

Keskittymällä neljänneskiertoperiaatteella toimiviin venttiileihin ja jousikuormitteisiin, vähäpäästöisiin tiivisteratkaisuihin, säätöventtiilien päästöt pienenivät merkittävästi verrattuna lineaariventtiileihin.

Keskittymällä neljänneskiertoperiaatteella toimiviin venttiileihin ja jousikuormitteisiin, vähäpäästöisiin tiivisteratkaisuihin, säätöventtiilien päästöt pienenivät merkittävästi verrattuna lineaariventtiileihin.

”Valmetilla luotettavuus määritellään uudelleen joka päivä – uudet ominaisuudet testataan perusteellisesti ennen markkinoille tuontia”, Bergström toteaa.
Tommi Bergström ja Souvik Saha keskustelivat aiheesta KCI Editorialin kanssa.