Stålarmerte flensepakninger, et viktig ledd i VA-systemet!
Lekkasjer i flenser kan oppstå av ulike årsaker. Det kan være ujevne flater i pakningsområdet, fremmedlegemer mellom flens og pakning, som sand/smuss, skjevheter i sammenstilling, feil i monteringssekvensen, for lite eller for høyt moment på boltene i sammenstillingen.
Historisk utvikling av pakninger
Pakninger til bruk mellom to plane flater har vært brukt i svært mange år. For mer enn to hundre år siden, ble det benyttet pakninger som ligner de vi benytter i dag. De var gjerne i lær eller hamp og fett. Noe etter år 1850 kom de første vulkaniserte pakningene. Siden den gang har vi fått stadig forbedringer gjennom valg av materialer. Spesielt asbest pakninger, som ble funnet opp i 1899, ble benyttet i mange år, frem til man fant ut de negative helseeffektene ved bruk av asbest.
Vulkanisert gummi har stadig blitt forbedret, samt at Kroll & Ziller forbedret pakningen ved å putte inn en stålring i midten, for å hindre at gummien ble presset ut over tid. Etter dette har det blitt benyttet mange typer gummi, men pga. strengere og strengere krav til drikkevannet vårt, er det stort sett bare EPDM det er mulig å få drikkevannsgodkjenning på i de fleste europeiske land. Dette har gjort at det er den typen pakning vi benytter mest i dag.
Vulkaniserte gummipakninger
Vulkanisert gummi har mange av de egenskapene vi har behov for i en pakning til en flenseforbindelse.
Fleksibiliteten, gjør at den tar opp ujevnheter og skjevheter, den gjør også at pakningen klarer seg bra ved vibrasjoner. Evnen til å stå med forholdsvis stort flatetrykk over mange år uten at materialet kryper gir den lang levetid. At den har stor evne til å gå tilbake til sin opprinnelige form, gjør at den tåler variasjon i belastninger på grunn av temperatur og lignende. Vulkanisert gummi har imidlertid fortsatt en svakhet og det er at den ikke motstår varig deformasjon over 30%.
Når man klemmer en pakning sammen mellom to flater vil gummien “flyte utover” og hvis noe av materiale får en deformasjon på mer enn 30% så vil den over tid bli svekket i det området og til slutt revne. Hvis gummien revner i området rundt stålringen vil denne bli eksponert og vil raskt starte å korrodere. Etter hvert vil det bygge seg opp rust knoller samt at stålet vil korrodere bort, slik at gummien ikke lengre vil ha støtte og vil bli blåst ut med påfølgende lekkasje.
Derfor er det slik at en av de minste komponentene i et VA-nett kan bli det svakeste leddet i hele nettet og gi oss mange problemer i fremtiden.
Ulik kvalitet og mangelfull informasjon
Det finnes et rikt utvalg av stålarmerte flensepakninger. På grunn av prispress og et ønske om å kunne konkurrere, blir det importert fler og fler stålarmerte flensepakninger fra forskjellige leverandører og produsenter. Fokus på kvalitet, drikkevannsgodkjenninger og levetid er dessverre mangelvare hos de enkelte kjøpere av disse pakningene. Det resulterer i at pakningene er av svært ulik kvalitet og har forskjellige krav til flatetrykk på pakningsflatene. I og med at pakningene er laget med ulike profiler, materialhardheter og tykkelser, så må de trekkes til med et tiltrekkingsmoment som er tilpasset dens egenskaper.
Siden det er mange leverandører og produsenter, samt at produktene ofte er svært dårlig merket, er det i mange tilfeller umulig å finne tabeller for “riktig tiltrekkingsmoment”. Når i tillegg en del av de som selger disse produktene ikke helt vet hva de selger, så blir feil informasjon sendt ut til de som skal montere pakningene. Mange av de som selger pakningene har også liten kompetanse på området og forstår ikke viktigheten av at riktig montering påvirker levetiden til pakningen. Det har også forekommet at utdatert informasjon har blitt sendt ut. Når de som monterer ikke har tilstrekkelig kompetanse til å forstå at de må etterspørre riktig informasjon oppstår det problemer.
Når man bestiller Basal Aqua-Safe er man trygg på at all håndtering av bolter, pakninger og ventiler er utført av personer med spesialkompetanse på dette feltet.
Boltkvalitet og tiltrekkingsmoment
En annen utfordring ved korrekt montering av flensepakninger er boltleverandørenes “standardisering” av kvaliteten på bolter. Det har medført at det er vanskelig å få tak i de boltkvalitetene som mange tabeller for tiltrekkingsmomenter referer til. Det gir noen utfordringer for mange pakninger. Når man monterer en stålarmert flensepakning, vil gummien relaksere seg. Det vil si at den mister litt av sin spenst på grunn av den blir klemt sammen av boltene. Denne relakseringen gjør at boltene mister noe av den kraften den var strammet med (forspenningskraften).
For å motvirke at boltene løsner på grunn av at gummien relakserer, er det anbefalt å trekke til boltene så mye at boltene blir strukket. Optimalt for dette formålet ville derfor være at man hadde mange lange tynne bolter med liten strekkfasthet, slik at man med et lite tiltrekkingsmoment enkelt får boltene til å strekke seg.
Det er selvfølgelig ikke mulig siden tykkelser på flenser, diametere på hull, hullsirkeldiameter etc. allerede er standardisert for mer enn 100 år siden og dette har ikke blitt endret i tråd med at vi benytter andre pakninger og bolter enn det de en gang var laget for.
Når vi i dag bestiller bolter til VA og ikke beskriver noe om kvalitet, så får vi 8.8 kvalitet. De boltene har en flytegrense på 640 N/mm2. (Hvis man trekker til en bolt til over flytegrensa så vil det bli en varig deformasjon i bolten. Det vil si den bli varig forlenget, selv om man løsner opp mutteren.) Vi skulle gjerne hatt 4.6 eller 5.6, som har et materiale med lavere strekkfasthet, siden vi da kunne brukt et mindre tiltrekkingsmoment for å få strekk i boltene.
Problemet med å bestille 4.6 eller 5.6 er leveringstiden da gjerne er 2 til 6 måneder. Noe de fleste ikke har tid til å vente på.
Problemet med å trekke til en 8.8-bolt er at vi må opp i 30% av flytegrensa, for å få nok strekk i bolten, til å kompensere for relakseringen i pakningen. Problemet når vi trekker til bolten til 30% av flytegrensa, er at de presser på pakningen så hardt at flatetrykket på pakningen blir høyere enn det den er konstruert for. Mange pakninger vil få deformasjoner ved slike belastninger, slik at de vil revne og senere forårsake lekkasjer. Flensekoblinger er beregnet for å kunne ta opp noe momentbelastninger. F.o.m. DN300 er momentkravet den skal tåle 26 kNm.
Dette skulle man tro vil gi en stor økning i flatetrykket på pakningen, men beregninger viser at siden forspenningen av boltene er såpass høy, vil det kun bli mindre enn 1% økt flatetrykk i pakningen.
Monteringsbeskrivelser
Man har i de siste ti-årene utarbeidet mange gode dokumenter for bruk i VA. Blant annet VA-miljøblader som gir gode retningslinjer på hvordan forskjellige deler av VA-systemet skal utformes og bygges. (www.va-blad.no/utgitte-blader).
Vi har et VA-miljøblad for flenseforbindelser (nr. 83). Det var et meget bra dokument når det ble utgitt, siden vi da hadde tilgang på 4.6 og 5.6 bolter og ikke så mange stålarmerte flensepakninger å velge i. Dessverre har besparelser hos boltleverandrører og ønske om høyere fortjeneste i salgsledd av pakninger medført at vi ikke får de boltene vi ønsker og samtidig har vi fått inn mange pakninger som ikke tåler bruk av sterkere bolter. Dette har gitt og vil gi mange lekkasjer i fremtiden.
Et annet problem vi ser på disse monteringsbeskrivelsene er at noen leverandører sier at man skal bruke smøremiddel og andre sier at man ikke skal bruke smøremiddel. De som beskriver smøremiddel, sier dessverre ikke noe om kravene til dette smøremiddelet. Forskjellig type smøremiddel kan ha ekstremt stor forskjell i smøreevne (friksjonskoeffisient). Det kan variere med 50-60%.
Hva gjør Basal?
Basal har tatt konsekvensen av alle disse problemene med ulike typer stålarmerte flensepakninger, sterke bolter og ulike smøremidler, slik at vi fremover kun vil benytte utvalgte pakninger med deres monteringsbeskrivelser, egnet smøremiddel, tiltrekkingsmoment tilpasset boltkvalitet, samt korrekt monteringssekvens. I tillegg har vi kjørt praktisk opplæring på alle som skal montere flenser. I dette kurset har alle fått opplæring i bruk av riktig momentverktøy for ulike oppgaver, samt riktig tiltrekkingssekvens.
På denne nettsiden, kan man gå inn og finne testdata på en del stålarmerte flensepakninger fra Europeiske produsenter: www.gasketdata.org
Anders Nygård
Basal servicekontor
Daglig leder
Maskiningeniør og økonom.
Spesialkompetanse på kumløsninger, praktisk montørarbeid, VA-standarder og beregninger.
