Въведение в клапаните със сифонно уплътнение

Клапани със сифонно(и) уплътнение(и).

Изтичането в различни точки на тръбопроводите в химическите заводи създава емисии. Всички такива точки на изтичане могат да бъдат открити с помощта на различни методи и инструменти и трябва да бъдат отбелязани от инженера на завода. Критичните точки на течове включват фланцови уплътнителни съединения и уплътнение на клапана/помпата и т.н. Днес химическата промишленост се насочва към по-безопасни технологии за по-добро опазване на околната среда и се е превърнало в отговорност на всеки инженер-технолог да проектира инсталации, които ограничават щетите за околната среда чрез предотвратяване на изтичане на всякакви токсични химикали.

Теч от уплътнението на клапана или салниковата кутияобикновено е проблем за инженера по поддръжката или завода. Това изтичане означава:
a) Загуба на материал b) Замърсяване на атмосферата c) Опасно за служителите на завода.

Да вземем например случай на изтичане на пара през уплътнението на клапана. При 150 PSI клирънс от само 0,001″ през уплътнението ще означава изтичане със скорост от 25 lb/час. Това се равнява на загуба от 1,2 USD на осемчасова смяна, или 1100 USD на година. По същия начин, малка капка от 0,4 mm диаметър в секунда води до загуба на около 200 литра годишно скъпо масло или разтворител. Това изтичане може да бъде намалено значително чрез използване на клапан със силфонно уплътнение. Сега тази статия ще разгледа конструкцията и функционирането на уплътнителя.

Подкова конструкция

Патронът с маншон е заварен както към капака на клапана, така и към стеблото на клапана. Вентилаторът има редица навивки и тези навивки се компресират или разширяват в зависимост от движението на стеблото на клапана. (Научно казано, маншетът се компресира, когато вентилът е в отворено положение и се разширява, когато клапанът е в затворено състояние). Важно е да инсталирате правилно телата на клапаните. Маншонът може да бъде запечатан към вентилите по два различни начина. Първо, маншонът може да бъде заварен към стеблото на клапана отгоре и тялото на клапана отдолу. В този случай технологичният флуид се съдържа вътре в маншона или при втория метод маншонът е заварен към стеблото на клапана отдолу и тялото отгоре. В този случай технологичният флуид се съдържа в пръстеновидната област между капака на клапана и маншона (отвън).

Маншонът е критичен компонент и представлява сърцето на клапаните със силфонно уплътнение. За да се избегне всяко усукване на маншона, вентилът трябва да има стебло само с линейно движение. Това може да се постигне с помощта на така наречената гайка с втулка в частта на хомота на капака на клапана. Върху гайката на втулката е монтирано ръчно колело, което ефективно прехвърля въртеливото движение на ръчното колело в линейно движение в стеблото на клапана.

Типове долни

Има два основни вида маншон: ковано маншон и заварено маншон. Силфоните от формован тип се изработват от навиване на плосък лист (фолио с тънка стена) в тръба, която след това се заварява надлъжно чрез стопяване. Тази тръба впоследствие се оформя механично или хидростатично в маншон със заоблени и широко разположени гънки. Завареният маншон тип лист е направен чрез заваряване на подобни на шайби плочи от тънък метал заедно по вътрешната и външната обиколка на шайбите - подобни на плочи. Завареният маншон на листа има повече гънки на единица дължина в сравнение с кованите силфони. По този начин, при една и съща дължина на хода, кованите маншони са два до три пъти по-дълги от техните колеги със заварени листове.

Съобщава се, че механично изкованите силфони се провалят на произволни места, докато завареният лист обикновено се проваля при или близо до заваръчния шев. За да се осигури пълно проникване на краищата на маншета и заваряването на краищата, е препоръчително да се произвежда с микроплазмено заваряване.

Долен дизайн

Многопластовият маншон е предпочитан за работа с течности с по-високо налягане (обикновено два или три слоя на металната стена). Двупластов маншон може да повиши своята степен на налягане с 80% до 100% в сравнение с еднослоен маншон със същата дебелина. Като алтернатива, ако се използва еднослоен маншон с дебелина, еквивалентна на налягането на двуслоен маншон, дължината на хода се намалява. По този начин многослойният дизайн на маншона предлага ясно предимство пред еднослойния маншон. Ясно е, че маншонът е обект на умора на метала и тази умора може да предизвика разрушаване на заваръчния шев. Издръжливостта на умора на маншета се влияе от материала на конструкцията, техниката на производство, дължината на хода и честотата на хода, в допълнение към обичайните параметри като температура и налягане на течността.

Долни материали

Най-популярният материал от неръждаема стомана е AISI 316Ti, който съдържа титан, за да издържа на високи температури. Алтернативно, Inconel 600 или Inconel 625 подобряват якостта на умора и устойчивостта на корозия в сравнение със силфони от неръждаема стомана. По същия начин, Hastalloy C-276 предлага по-голяма устойчивост на корозия и якост на умора от Inconel 625. Устойчивостта на умора може да бъде подобрена чрез използване на система с множество силфони и намаляване на дължината на хода; това може значително да увеличи експлоатационния живот на долу.

Опции за клапани

Най-често срещаните типове вентили, които трябва да бъдат оборудвани със силфонни уплътнения, са шибър и глобус (вижте Фигура 1). Те са много подходящи за използване със силфони поради тяхната вътрешна конструкция и аксиално движение на стеблото на клапана.
Въз основа на наличната информация изглежда, че настоящите клапани със силфонно уплътнение варират в размер от 3 mm NB до 650 mm NB. Налични са оценки на налягането от ANSI 150# до 2500#. Опциите за материали за вентилите включват въглеродна стомана, неръждаема стомана и екзотични сплави.

Приложения

Средства за пренос на топлина: горещото масло обикновено се използва в индустрии като синтетични влакна / POY (частично ориентирани прежди). Винаги обаче съществува риск от пожар поради разливане на горещо масло върху силно запалими химикали. Тук клапаните със силфонно уплътнение могат да спрат изтичането.

Вакуум / ултра висок вакуум: някои приложения изискват вакуумна помпа за непрекъснато извличане на въздух от тръбопровод. Всички конвенционални вентили, монтирани на тръбопровода, могат да позволят външен въздух да навлезе в тръбопровода през уплътнителната кутия на клапана. Следователно клапанът със силфонно уплътнение е единственото решение за предотвратяване на преминаването на въздух през салниковата кутия.
Силно опасни течности: за среди като хлор (вижте Фигура 2), водород, амоняк и фосген, клапанът със силфонно уплътнение е идеален дизайн, тъй като изтичането през уплътнението е напълно елиминирано.
Ядрена централа, инсталация за тежка вода: в случаите, когато изтичането на радиация трябва да бъде предотвратено по всяко време, клапанът със силфонно уплътнение е най-добрият избор.
Скъпите течности: в някои приложения течовете трябва да се избягват просто поради високата цена на течността. Тук икономическата оценка често благоприятства използването на клапани със силфонно уплътнение.
Екологични стандарти: по целия свят стандартите по отношение на емисиите и околната среда стават все по-строги от ден на ден. Следователно за компаниите може да бъде трудно да се разширят в рамките на съществуващите помещения. С използването на клапани със силфонно уплътнение, разширение без допълнителна околната среда
възможна е повреда.