Liimaton tiivisteteknologia vastaa LNG-, vety- ja happisovellusten turvallisuusvaatimuksiin

Kryogeenisten eli erittäin matalien lämpötilojen sovellusten merkitys kasvaa jatkuvasti venttiilivalmistajien ja prosessiteollisuuden toimijoiden keskuudessa. LNG-infrastruktuurissa, vetyjärjestelmissä ja happisovelluksissa erittäin matalat lämpötilat ja äärimmäinen lämpökuormitus vaikuttavat suoraan materiaalien sekä tiivistysjärjestelmien käyttäytymiseen. 

Suomessa vety-, LNG- ja teollisuuskaasuhankkeet lisäävät sellaisten komponenttien tarvetta, jotka toimivat luotettavasti haastavissa olosuhteissa. Venttiilien tiivisteet ovat pieni mutta kriittinen osa järjestelmän turvallisuutta: niiden on säilytettävä tiiveytensä, rakenteellinen eheytensä ja materiaalipuhtautensa sekä ehkäistävä kontaminaatiota erittäin matalissa lämpötiloissa. 

Myös Turvallisuus- ja kemikaalivirasto Tukes korostaa vedyn käsittelyä ja varastointia koskevassa ohjeistuksessaan materiaalivalintojen merkitystä. Tukesin mukaan korkeissa paineissa erityistä huomiota tulisi kiinnittää orgaanisten tiivistemateriaalien valintaan, sillä tiivisteeseen tunkeutunut vety voi aiheuttaa tiivisteen mekaanista vaurioitumista nopean paineen alenemisen yhteydessä. 

Liimat mahdollisena riskitekijänä 

Laminaattitiivisteet ovat osoittaneet toimivuutensa metallitiivisteisissä venttiileissä, erityisesti kolmoisepäkeskeisissä läppäventtiileissä eli TOV-venttiileissä. Kolmoisepäkeskeisiä läppäventtiilejä käytetään vaativissa prosessisovelluksissa, joissa vaaditaan tiiviyttä, kestävyyttä ja luotettavaa toimintaa myös korkeissa tai erittäin matalissa lämpötiloissa. Niissä yhdistyvät grafiitin elastisuus ja metallisen tukirakenteen lujuus. Kerrosrakenteen vakauttamiseksi yksittäisten kerrosten välissä käytetään usein liimoja. 

Vaativissa olosuhteissa nämä liimat voivat kuitenkin muodostua kriittiseksi heikkoudeksi. Erittäin matalat lämpötilat voivat haurastuttaa liima-aineita, mikä puolestaan voi johtaa mikrohalkeamiin tai rakenteellisiin epäjatkuvuuksiin. Herkissä väliaineissa, kuten hapessa, liimat voivat lisäksi lisätä kontaminaatioriskiä. 

Tämä luo ylimääräisen epävarmuustekijän erityisesti sovelluksissa, joissa turvallisuus ja puhtaus ovat keskeisiä vaatimuksia. 

”Kryogeenisissä ympäristöissä ja happisovelluksissa orgaaniset materiaalit aiheuttavat vältettävissä olevan riskin. Siksi tiivistysjärjestelmät tulisi suunnitella siten, että orgaanisia aineita vältetään aina kun mahdollista”, kertoo IDT:n tuotekehityksen ja sovellustekniikan asiantuntija Norman Richter. 

LE-Safe: liimaton teknologia kryogeenisiin olosuhteisiin 

IDT on kehittänyt LE-Safe-teknologian, joka perustuu täysin liimattomaan laminaattitiivisteeseen. Kerrosrakenteen vakaus ei perustu liima-aineisiin, vaan itse tiivisteen geometriaan ja venttiilin sisäiseen mekaaniseen puristukseen. 

Samaa suunnitteluperiaatetta voidaan soveltaa myös kampaprofiilitiivisteisiin ja aallotettuihin tiivisterenkaisiin. Näin liimattomia ratkaisuja voidaan valmistaa sekä vaativiin että tavanomaisempiin käyttökohteisiin. 

Tuloksena on tiivistysjärjestelmä, joka on suunniteltu erityisesti haastaviin käyttöolosuhteisiin, etenkin erittäin kylmiin ympäristöihin. 

Hyödyt venttiilivalmistajille ja laitosten käyttäjille  

Liimojen poistaminen rakenteesta eliminoi tunnetun materiaalien heikkenemiseen liittyvän riskitekijän. Orgaanisten komponenttien haurastumisriskiä ei synny, ja myös kontaminaation mahdollisuus pienenee merkittävästi. Samalla tiivistysjärjestelmä säilyttää korkean rakenteellisen eheytensä myös erittäin matalissa lämpötiloissa ja tarjoaa luotettavaa suorituskykyä pitkän käyttöiän ajan. 

Tämän vuoksi LE-Safe-tiivisteet soveltuvat erityisen hyvin kolmoisepäkeskeisiin läppäventtiileihin sekä muihin metallitiivisteisiin venttiilirakenteisiin, joita käytetään kriittisissä sovelluksissa.  

Tavoitteena turvallisemmat kryogeeniset sovellukset 

Vetyjärjestelmissä tarve korostuu erityisesti silloin, kun käsitellään nestemäistä vetyä, erittäin kylmiä prosessivaiheita tai muita sovelluksia, joissa materiaalien haurastuminen, tiiveys ja puhtaus ovat kriittisiä. 

Matalalämpötilaisten sovellusten merkityksen kasvaessa myös tiivistysjärjestelmille asetettavat vaatimukset kiristyvät. Liimattomat LE-Safe-tiivisteet tarjoavat selkeän teknologisen edun poistamalla mahdollisia heikkoja kohtia ja parantamalla turvallisuutta, luotettavuutta sekä pitkäaikaista suorituskykyä. 

Tisan tukee yrityksiä kokonaisvaltaisesti auttaen tunnistamaan sovelluskohtaiset vaatimukset, arvioimaan vaihtoehtoiset materiaalit ja valitsemaan kuhunkin käyttökohteeseen parhaiten soveltuvat ratkaisut. Ota yhteyttä asiantuntijoihimme. 

Tämä artikkeli pohjautuu osin IDT:n alkuperäiseen englanninkieliseen asiantuntija-artikkeliin. Artikkelia on täydennetty Suomen vety-, LNG- ja teollisuuskaasuhankkeiden sekä kotimaisen turvallisuusohjeistuksen näkökulmilla. Alkuperäisen artikkelin voit lukea täältä.