Hoe Werken Reduceerventielen

Een reduceerventiel regelt hogedrukgas uit een cilinder om ervoor te zorgen dat het gas de optimale druk heeft die nodig is voor een lastoepassing. Zonder regelaar kan inconsistente, te hoge of te lage druk gevaarlijk zijn en de kwaliteit van de las negatief beïnvloeden, met porositeit, scheuren of barsten als gevolg. De constante druk van de reduceerventiel zorgt voor de ideale omgeving om goed te kunnen lassen. Lees ons overzichtsartikel over drukregelaars om de ontwerpprincipes, typen en toepassingen van drukregelaars te leren kennen.

Inhoudsopgave

• Hoe werken reduceerventielen?
• Veiligheidsmechanismen op drukregelaars
• Soorten reduceerventielen
• Voor specifieke doeleinden ontworpen regelaars
• Certificaten en goedkeuringen
• Selectiecriteria
• Toepassingen
• FAQs

Hoe werken reduceerventielen?

Eentraps reduceerventiel

Eentraps drukregelaars verlagen de druk van de media die in de regelaar stromen in één stap tot de gewenste uitlaatdruk (figuur 2).

1. Het gas stroomt via de inlaat in de hogedrukkamer (E).
2. De schotelklep (B) wordt omlaag gedrukt door aan de drukregelingshendel (C) te draaien. Hierdoor kan het gas de lagedrukkamer vullen en kracht uitoefenen op het membraan (D).
3. Het gas verlaat de kamer via de lagedrukkameruitlaat (A). De druk in de lagedrukkamer neemt toe en dwingt de klepveer op de drukregelhendel om de schotelklep te sluiten op het ingestelde drukpunt.
4. De schotelklep en de drukregelaar werken samen om de druk te regelen en een constante gasstroom naar de lastoorts te handhaven. Manometers controleren de druk bij de inlaat en de uitlaat van het gas.

Tweetraps reduceerventiel

Een tweetraps reduceerventiel (figuur 3) verlaagt de druk van de media die in de regelaar stromen in twee stappen tot een gewenste uitlaatdruk.

1. De eerste trap is niet regelbaar en verlaagt de ingangsdruk tot een vooraf bepaald tussenniveau.
2. De tweede trap is regelbaar en levert de door de bediener gewenste uitgangsdruk.

De eerste trap verlaagt bijvoorbeeld een inlaatdruk van 300 bar naar 10 bar (4351 - 145 psi). Dit betekent dat wanneer de gebruiker de regelaar, die deel uitmaakt van de tweede trap, bijstelt, de druk daalt van 10 bar tot de gewenste uitgangsdruk en niet van 300 bar tot de bepaalde uitgangsdruk. Ondanks variaties in de inlaatdruk houden deze apparaten een constante druk en hoeven ze minder vaak te worden bijgesteld. Zij zijn bijzonder geschikt voor toepassingen met hogedrukcilinders.

Werkingsprincipe

1. Het gas komt binnen via de inlaat (J) en wordt naar de eerste hogedrukkamer (B) geleid.
2. De in de fabriek vooringestelde drukklep (F) oefent een kracht uit op de schotelklep van de eerste trap (K), waardoor het gas met een tussendruk naar de tweede hogedrukkamer (D) stroomt.
3. In deze tweede fase wordt de druk van het gas in de tweede hogedrukkamer verder verlaagd, waarbij de waarde wordt bepaald door de drukregelhendel (G). De drukregelingshendel oefent druk uit op de schotelklep van de tweede trap (C). Dit regelt de hoeveelheid gas die in de lagedrukkamer (I) komt.
4. Het medium komt uiteindelijk via de gasuitlaat (A) van de reduceerventiel naar buiten. De druk bij de inlaat en de uitlaat van het gas kan worden gecontroleerd met behulp van manometers.

Eentraps vs. tweetraps reduceerventielen

Een tweetraps reduceerventiel zorgt voor een stabielere en consistentere uitgangsdruk. Dit is bijzonder belangrijk bij toepassingen waarbij een lage druk nodig is voor het lassen, zoals bij toortsen met een kleine vlam.

Wanneer grote hoeveelheden gas worden verbruikt, blijft de door een tweetrapsregelaar geleverde druk constant gedurende de hele levensduur van de cilinder. Als de druk in de cilinder afneemt, zorgt de instelbare tweede trap van de meertrapsregelaar er namelijk voor dat de druk constant blijft, in tegenstelling tot een eentrapsregelaar, die vaak moet worden bijgesteld om de gewenste druk te handhaven. Tweetrapsregelaars zijn echter duur in vergelijking met eentrapsregelaars.

Veiligheidsmechanismen op drukregelaars

Afhankelijk van het model kunnen reduceerventielen worden geleverd met de extra functionaliteit van een overdrukventiel of een veiligheidsschijf.

• Overdrukventielen: Een overdrukklep is een apparaat dat de druk verlaagt om schade aan het systeem te voorkomen. Deze kleppen zijn geïnstalleerd aan de lagedrukzijde van de apparatuur om schade en onveilige werkomstandigheden te voorkomen. De overdrukklep gaat open om de druk te ontlasten wanneer de systeemdruk het setpoint of de reactiedruk overschrijdt. Zodra de druk afneemt tot een veilig niveau, zet de klep zich weer in de beginstand. Reduceerventielen die ontwikkeld zijn voor inerte gassen, lucht en_CO2 zijn meestal voorzien van een overdrukventiel.
• Veiligheidsschijf: Een veiligheidsschijf bestaat uit een dunne metalen schijf die breekt om overtollige druk te laten ontsnappen. Deze schijven zijn voor eenmalig gebruik en moeten worden vervangen om de regelaar opnieuw te kunnen gebruiken. Reduceerventielen die zijn ontwikkeld voor brandstofgas of brandbare gassen (acetyleen, propyleen of propaan) zijn gewoonlijk voorzien van veiligheidsschijven en andere veiligheidsvoorzieningen, zoals afsluiters. Als bij gebruik van de reduceerventiel een veiligheidsvoorziening wordt geactiveerd, moeten de gasfles en de reduceerventiel worden uitgeschakeld en onderzocht. Vervang de veiligheidsschijf indien nodig.

Soorten reduceerventielen

Debietmeter regelaar

Een debietmeterregelaar combineert een drukregelaar en een debietmeter (een apparaat dat wordt gebruikt om het debiet of de hoeveelheid van een vloeistof te meten, zoals gas, vloeistof of stoom). Een debietmeterregelaar regelt de gasstroom uit de uitlaat met een vaste uitlaatdruk en een variabele opening. Het toestel is ontworpen om de gasstroom door een pijp of leiding te meten en te regelen door de grootte van de opening waardoor het gas stroomt, aan te passen. De uitlaatdruk, of de druk waarbij het gas de debietmeterregelaar verlaat, ligt vast en verandert niet. Anderzijds kan de opening worden aangepast om de gasstroom erdoorheen te variëren. Hierdoor kan de gasstroom nauwkeurig worden geregeld en blijft de uitlaatdruk constant, ongeacht veranderingen in het debiet. Dit type debietmeterregelaar wordt gewoonlijk gebruikt in industriële toepassingen zoals gaspijpleidingen, chemische fabrieken en productiefaciliteiten om de stroom van gassen zoals aardgas en propaan te regelen.

Dubbele debietmeter

Bij het lassen wordt meestal een dubbele debietmeter gebruikt om de stroom van twee gassen te meten en te regelen: het beschermgas en het brandstofgas.

• Het beschermgas, meestal argon of een mengsel van argon en andere gassen, wordt gebruikt om het lasbad en de omgeving te beschermen tegen oxidatie en andere vormen van verontreiniging.
• Het brandstofgas, meestal acetyleen of propaan, levert de hitte die nodig is om het metaal te smelten en de las te maken.

Een dubbele debietmeter voor lassen bestaat doorgaans uit twee stroomsensoren, één voor elk gas, en een regeleenheid waarmee de gebruiker het debiet van elk gas afzonderlijk kan instellen. De stromingssensoren meten het debiet van elk gas en sturen de gegevens naar de regeleenheid, die vervolgens het debiet van elk gas weergeeft op een digitaal display. De gebruiker kan dan de stroomsnelheid van elk gas aanpassen met behulp van de regeleenheid, zodat de juiste hoeveelheid van elk gas wordt gebruikt voor het lasproces.

Debietmeter regelaar

Een debietmeterregelaar bij het lassen is een apparaat dat wordt gebruikt om de gasstroom te meten en te regelen, meestal het beschermgas en het brandstofgas, die bij het lasproces worden gebruikt. Het bestaat uit een debietmeter, die het debiet van de gassen meet, en een regelaar, die het debiet regelt door het openen of sluiten van een klep. Een debietmeter regelt het debiet van één gas tegelijk, terwijl een dubbele debietmeter het debiet van twee verschillende gassen tegelijk meet.

Werking

1. De debietmeter meet de stroom beschermgas en brandstofgas, en geeft het debiet weer op een meter.
2. De gebruiker kan het debiet van elk gas regelen met behulp van de regelaar, die het debiet regelt door het openen of sluiten van een klep.
3. De debietmeter controleert voortdurend het debiet van de gassen, en de regelaar past het debiet zo nodig aan om het gewenste debiet te handhaven.

De regelaar met debietmeter zorgt ervoor dat de juiste hoeveelheid van elk gas wordt gebruikt voor het lasproces. Dit helpt een las van hoge kwaliteit te behouden en verbetert de algemene efficiëntie van het lasproces.

Voor specifieke doeleinden ontworpen regelaars

• TIG-reduceerventielen: Deze reduceerventielen worden voornamelijk aangetroffen in debietmeters of debietmeters met debietaflezing in liters per minuut en kubieke feet per uur en met mannelijke schroefdraad. Argon (100% zuiver) wordt gebruikt bij het TIG-lassen van diverse materialen, omdat dit gas de stabiliteit van de boog bevordert en zorgt voor nauwkeurig lassen en een oppervlak met een glanzend uiterlijk. Gewoonlijk wordt de gasstroom voor TIG-lassen ingesteld door een debietmeter tussen 4 lpm en 20 lpm.
• MIG (metaal inert gas) reduceerventiel voor argon, helium en argon/CO₂ mengsels: Deze regelaar is geschikt voor het verbinden van materialen zoals koolstofstaal, zacht staal en roestvrij staal met Argon /_CO2 gasmengsels. Een vermogen van 35 liter per minuut of meer is ideaal voor MIG-lassen. Aangezien turbulente of lage stromen de las kunnen verontreinigen, passen de meeste voor MIG-toepassingen ontworpen reduceerventielen het uitlaatgasdebiet aan om nauwkeurige debietmetingen te verkrijgen.
• voor autogeen lassen: Bij deze lastechniek worden twee gassen in hun respectieve flessen gebruikt, en dus zijn er twee reduceerventielen nodig om het lassen of snijden uit te voeren. Deze regelaars zijn meestal van het type tweetrapsregelaar in industriële toepassingen en toepassingen met hoog gebruik. Dit is een aanvaardbare vervanging voor gebruikers met weinig gebruik en volume om de kosten te drukken. Bij autogeen lassen en snijden regelt de regelaar alleen de druk; het debiet wordt ingesteld op de toorts.
• Gasreduceerventielen: Acetyleen, propaan en propyleen zijn de standaardbrandstoffen die bij het lassen worden gebruikt. Acetyleen is zeer onstabiel en explosief bij hoge druk, dus wordt het gewoonlijk opgelost gehouden in een specifiek materiaal. De regelaar voor acetyleen heeft een heel ander intern ontwerp vanwege de lage druk van acetyleen. Zorg ervoor dat acetyleen- en propaanregelaars alleen worden gebruikt met het specifieke gas waarvoor zij bestemd zijn. Het is echter mogelijk propaanregelaars te gebruiken voor propyleen, aangezien propaan voor ongeveer 50 procent uit propaan bestaat.
• Propaantankregelaar: Propaan blijft een vloeistof onder druk wanneer het in de tank is opgeslagen, maar wordt lichter dan lucht wanneer het wordt verbruikt, waardoor de druk extreem hoog wordt. Het is van cruciaal belang dat deze druk bij het verlaten van de tank wordt gereguleerd, anders kunnen de verbindingsslangen scheuren of zelfs een explosie veroorzaken. Drukregelaars helpen de vloeistof in de tank te doseren zodat deze veilig en efficiënt kan worden verbruikt. Propaanregelaars en hun aansluitingen op de tank zijn meestal van messing, omdat messing bestand is tegen vonken. Aluminium is een andere optie voor de behuizing van de drukregelaar, omdat het licht en vonkbestendig is. Een propaangasmanometer, ook bekend als propaantankmanometer, is een apparaat waarmee de druk in een propaantank wordt gemeten. Een manometer voor propaantanks kan helpen bepalen wanneer de tank moet worden bijgevuld en kan de gebruiker ook waarschuwen voor mogelijke problemen met het propaansysteem.

Certificaten en goedkeuringen

• De reduceerventielen moeten voldoen aan de voorschriften van de Internationale Organisatie voor Normalisatie (ISO) 2503 voor Gaslasapparatuur - Drukregelaars en drukregelaars met debietmeters voor gasflessen gebruikt bij lassen, snijden en aanverwante processen tot 300 bar (30 MPa). De op regelaars gebruikte manometers moeten voldoen aan ISO 5171, een norm voor manometers die worden gebruikt bij lassen, snijden en aanverwante processen.
• Volgens het Duitse Instituut voor Normalisatie moet de flesaansluiting van een reduceerventiel voldoen aan de standaardeisen voor inlaat- en uitlaatflessen voor flesproefdrukken tot 300 bar (DIN 477-1) en flesproefdrukken van meer dan 300 bar tot 450 bar (DIN 477-5).
• Andere organisaties, zoals de Compressed Gas Association (CGA) of de British Standard Institution (BS 341), stellen ook standaardmaatregelen vast voor de aansluiting van flessenkleppen. Sommige fabrikanten gebruiken deze parameters om de inlaatverbinding van de fles van hun reduceerventielen te fabriceren.

Selectiecriteria

De juiste keuze van een reduceerventiel is essentieel voor een adequate gastoevoer naar de lastoorts, zonder lekken en om mogelijke ongelukken te voorkomen.

• Soort gas: Het interne en externe ontwerp en het constructiemateriaal van een reduceerventiel kunnen verschillen naar gelang van de gassoort. Reduceerventielen worden aangeduid met het soort gas waarvoor ze gekalibreerd zijn, en sommige fabrikanten geven ze ook met kleuren aan (bijvoorbeeld rood voor acetyleenregelaars).
• Connectoren: Het is noodzakelijk het type gasflesaansluiting te kennen, aangezien de reduceerventielen mannelijk, vrouwelijk en van verschillende standaardmaten kunnen zijn. In het algemeen is de inlaatgasaansluiting voor brandstofgassen van het linkertype en voor niet-brandstofgassen van het rechtertype.
• Ontwerp: Gebruik een debietmeter of -meter voor debietregeling. Anders wordt een reduceerventiel gebruikt om de uitlaatdruk te regelen.
• Meetschaal: De meetschaal moet binnen het toepassingsgebied liggen om het debiet of de druk snel te kunnen aflezen.
• Stabiliteit van de werkdruk: Gebruik eentrapsregelaars voor gassen uit bronnen met lage druk of waar een druk- en debietverhoging (ten gevolge van cilinderdrukverval) geen invloed heeft op de werkresultaten. Gebruik een tweetrapsregelaar als de werkdruk regelmatig moet worden aangepast.
• Veiligheidsnormen: Controleer of de reduceerventiel voldoet aan de kwaliteits- en normnormen om schade aan de apparatuur en mogelijke ongevallen te voorkomen.

Toepassingen

• Argon of argon/helium mengselregelaars met een debietmeter worden gebruikt voor het lassen van aluminium, koper of nikkellegeringen door toepassing van de MIG- en laserstraallastechniek.
• Bij het lassen van staal met de MAG- en elektrogastechniek worden _{argon/O2-regelaars} gebruikt.
• Atoomwaterstoflassen maakt gebruik van waterstofregelaars voor het snel lassen van legeringen zoals roestvrij staal als alternatief voor stoklassen.
• Argon en waterstof reduceerventielen worden gebruikt als bescherm- en plasmagas bij plasmalassen (PAW) om titanium en roestvrijstalen pijpen te lassen. Ze worden ook gebruikt in de zee- en luchtvaartindustrie.

FAQs

Hoe werken reduceerventielen?

Een reduceerventiel reduceert het hogedrukgas uit een cilinder en levert de gewenste druk zo constant mogelijk aan de lastoorts.

Hoe lang gaan reduceerventielen mee?

Als een reduceerventiel van hoge kwaliteit is en goed geïnstalleerd, bediend en onderhouden wordt, gaat hij lang mee. De British Compressed gasses Association (BCGA) schat vijf jaar als richtlijn.

Hoe weet ik welk type reduceerventiel ik moet gebruiken?

Gebruik een tweetrapsregelaar voor een stabiele en consistente werking wanneer de werkdruk een kritieke variabele is. Gebruik een eentrapsregelaar voor gassen uit bronnen met lage druk.