De markt voor regelkleppen blijft dynamisch

Voor het aprilnummer heeft ons team van Valve World een bescheiden momentopname van de regelkleppenindustrie samengesteld. Beginnend met marktvoorspellingen, concentreren we ons vervolgens op overwegingen tijdens de selectie voordat we onderzoekswerk beoordelen dat voordelen zou kunnen opleveren voor de volgende generatie regelklepproducten.

Prognoses & investeringen

Alle indicatoren lijken positief voor de regelkleppensector. Volgens een recente marktvoorspelling (Polaris Market Research) zal de wereldmarkt groeien van 10,53 miljard dollar in 2025 naar 17,07 miljard dollar in 2034, met een CAGR van 5,5%. Polaris geeft aan dat de toenemende acceptatie van automatisering in verschillende industrieën de vraag naar regelkleppen doet toenemen. Naast de groei in traditionele sectoren zoals de farmaceutische sector, de olie- en gassector, de energieopwekking, enz. suggereren ze dat groeiende infrastructuurprojecten, met name op het gebied van de water- en afvalwaterzuivering, ook de behoefte aan geavanceerde regelklepsystemen aandrijven.

De mondiale markt voor regelkleppen zou in 2034 kunnen groeien tot 17,07 miljard dollar.

Ondertussen geeft Market Research Future aan dat de markt voor regelkleppen in 2032 15,50 miljard dollar zou kunnen bereiken, hoewel ze wel benadrukken dat een gebrek aan standaardisatie een uitdaging is voor de industrie. 'Dit levert echte problemen op bij het maken van regelkleppen van verschillende merken. Alleen al in India zijn er bijvoorbeeld meer dan 600 fabrikanten van regelkleppen. Branding en uniciteit zijn dus een reëel probleem. Het gebrek aan certificering is ook een belangrijk probleem geweest', zegt Polaris. Net als veel andere onderzoeksbedrijven zien zij de sterkste groei in Azië-Pacific en Noord-Amerika. MarketsAndMarkets voorziet een soortgelijke sterke groei en constateert een stijging van de vraag naar roterende sluizen 'vanwege hun efficiëntie, betrouwbaarheid en veelzijdigheid'.

Deze bemoedigende signalen worden ondersteund door goed nieuws van de fabrikanten van regelkleppen zelf. De nieuwe DVC7K digitale klepcontroller van Emerson werd in 2024 bijvoorbeeld door de pers geprezen vanwege de flexibele connectiviteit, de gebruiksvriendelijke interface en de manier waarop gebruikers gegevens in realtime kunnen analyseren om de prestaties en betrouwbaarheid te evalueren. Kortom, de nieuwe klepcontrollertechnologie verbetert de prestaties, betrouwbaarheid en uptime van zowel aan-uit- als regelkleppen-en bij uitbreiding een volledige procesinstallatie of -faciliteit-in een grote verscheidenheid aan toepassingen in de procesindustrie.

Ook leveranciers investeren in nieuwe faciliteiten. Daarom onthulde IMI in januari 2025 plannen voor een nieuwe productiefaciliteit ter waarde van 38 miljoen dollar in Lake Forest, Californië, VS. Kevin McKown, president van Process Automation voor Amerika, zei: "Onze verhuizing naar Lake Forest betekent een belangrijke stap voor IMI. Deze nieuwe locatie zal ons in staat stellen klanten beter van dienst te zijn met investeringen in ons hoogopgeleide personeel en de nieuwste productiemogelijkheden. Het zal onze processen moderniseren en ons een cruciale ruimte bieden om baanbrekende engineering te ontwikkelen in twee van onze belangrijkste markten."

De nieuwe locatie, die voornamelijk actuator- en regelkleppen van het CCI-merk zal ondersteunen, is bedoeld om een ​​verbeterde ruimte te bieden voor samenwerking, welzijn en productiviteit van medewerkers. De bouw zal zelf-gefinancierd worden door de verkoop van de huidige vestiging van IMI in Rancho Santa Margarita, Californië, waarbij het bedrijf ernaar streeft de verhuizing begin 2026 te voltooien.

De problemen begrijpen

Gezien de aard van de verwachte prestaties van de regelkleppen, moeten tijdens het selectieproces rekening worden gehouden met verschillende factoren waarvan bekend is dat ze de prestaties beïnvloeden. Leveranciers zetten daarom vaak nuttige bronnen en advies op hun websites.

Control Valve (Zhejiang) beveelt bijvoorbeeld aan om langdurige werking met een relatief kleine opening te vermijden, omdat dit overmatige slijtage van het afdichtingsoppervlak kan veroorzaken als gevolg van extreem hoge stroomsnelheden.

Ondertussen gebruikte MASCOT uit Australië- een recente blogpost om de aandacht te vestigen op het geluid van regelkleppen. Als voornaamste oorzaken worden gegeven trillingen, turbulente gasstroom door de klep en cavitatie van vloeistof door de klep. Opties om het geluid van de regelklep te verminderen zijn onder meer bronbehandeling (zoals de juiste maatvoering van de kleptrim, selectie van geluidsarme trims, gebruik van een inline diffusor, enz.) en padbehandeling (zoals het vergroten van de buiswanddikte of het gebruik van akoestische isolatie).

MASCOT benadrukt dat voorkomen beter is dan genezen. Ze geven daarom aan dat de ISA- en IEC-organisatie een methode hebben ontwikkeld om klepgeluid te berekenen in de internationale standaard IEC 60534-8-3, 'Industrial process control valves – Part 8-3: Noise Considerations – Control valve aerodynamische geluidsvoorspellingsmethode'.

KIMRAY heeft een aantal nuttige bronnen op zijn websites staan, waaronder een video met de titel 'Controlekleperosie: waarom dit gebeurt en wat u eraan kunt doen'. Bij wijze van voorbeeld bespreekt de presentator een hogedrukregelklep die in een put is geïnstalleerd. De spindel-geleide regelklep ondervindt een drukval van 320- pond. En hoewel de klep een behuizing van 2000 pond had, ging hij bij normaal gebruik minder dan een week mee. Blijkbaar, toen de stroom door het lichaam kwam, erodeerde het zand in de stroom het metaal snel, waardoor uiteindelijk een gat door de bodem werd geboord. Mogelijkheden om dergelijke erosie tegen te gaan zijn onder meer het gebruik van een klep met een hoeklichaam en het overwegen van het gebruik van carbide- of zirkoniumoxide-versieringen.

Emerson's Control Valve Handbook mag zeker niet over het hoofd worden gezien. De zesde editie (2023) beslaat ruim 350 pagina's en is beschikbaar als pdf. Deze bevat meerdere hoofdstukken over onderwerpen als: digitale klepcontrollers, analoge klepstandstellers, boosters en andere accessoires voor regelkleppen; een uitgebreide gids voor het selecteren van de beste regelklep voor een toepassing; selectie en gebruik van speciale en zware serviceregelkleppen; typische installatie- en onderhoudsprocedures voor regelkleppen, enz.

Fundamenteel onderzoek

Voor een diepgaande duik in specifieke aspecten van regelkleptechnologie zou het volgende kunnen worden overwogen. Een team uit China presenteerde bijvoorbeeld 'Erosion wear analyse on klepkooi van kooi-type hulsregelklep voor het vloeibaar maken van steenkool' in het oktobernummer van Fluids Engineering journali van 2024. In de samenvatting wordt opgemerkt hoe vloeistof-vaste twee- erosieslijtage gemakkelijk kan leiden tot het falen van de interne structuur in de klepkooi. Na bestudering van stromingskarakteristieken en erosieslijtage-karakteristieken werd een voorspellingsformule voor de maximale erosiesnelheid afgeleid. Deze formule maakt een snelle bepaling mogelijk van optimale structurele parameters voor het stromingspad, met als doel schade aan de klep veroorzaakt door erosieslijtage te beperken.

Ondertussen bevat het tijdschrift Progress in Nuclear Energy van november 2024 een artikel over 'Onderzoek naar zelfdetectie van de dynamische stroomsnelheid in regelkleppen'.ii In dit artikel stellen de auteurs een zelf-methode voor de dynamische stroomsnelheid van een regelklep voor, die, zo geven zij aan, baat heeft bij het elimineren van de stroommeter en andere bewegende delen.

Voor een nieuw regelklepontwerp van het type 'huls'{0}} raadpleegt u de uitgave van september 2024 van Flow Measurement and Instrumentation, waarin een klep wordt gepresenteerd met een gecombineerde klepkernstructuur bestaande uit een binnenhuls, een buitenhuls en een klepplug.iii Gasklepvensters en -openingen zijn op beide hulzen machinaal bewerkt. Een dubbel-laags bewegingsmechanisme voor de huls wordt gerealiseerd via een tandwieloverbrengingsstructuur, waardoor rotatie van de binnenhuls en verticale beweging van de klepplug mogelijk is. Volgens de auteurs kan dit ontwerp hogere instelbare verhoudingen en regelprecisie bereiken, waardoor het relevant wordt voor het ontwerp en onderzoek van regelkleppen onder hoge-drukverschillen en hoge- stroomomstandigheden.