Uvod u ventile zaptivke pod pritiskom
Zaptivni ventili pod pritiskom
Konstrukcija zaptivke pod pritiskom je usvojena za ventile za rad pod visokim pritiskom, obično iznad 170 bara. Jedinstvena karakteristika poklopca zaptivača pod pritiskom je da se zaptivke spojeva karoserije i poklopca poboljšavaju kako se unutrašnji pritisak u ventilu povećava, u poređenju sa drugim konstrukcijama gde povećanje unutrašnjeg pritiska ima tendenciju da stvori curenje u spoju karoserije i poklopca.
Dizajn zaptivke pod pritiskom
- A/B – Tendencija poklopca motora da se pomera gore ili dole kako se pritisak menja
- C – Pritisak u sistemu
- D – Sile zaptivanja usled pritiska
Što je veći unutrašnji pritisak, veća je i sila zaptivanja. Lako rastavljanje je omogućeno ispuštanjem sklopa poklopca u karoserijsku šupljinu i izbacivanjem četvorosegmentnih potisnih prstenova pomoću potisnog klina.
Oslanjajući se na prilično jednostavne principe dizajna, ventili za brtvljenje pod pritiskom su dokazali svoju sposobnost da se nose sa sve zahtjevnijim aplikacijama za izolaciju od fosilne pare i kombiniranog ciklusa, budući da dizajneri nastavljaju da potiskuju kotlove, HRSG i cevovodne sisteme za pritisak/temperaturu. Ventili za brtvljenje pod pritiskom su obično dostupni u rasponu veličina od 2 inča do 24 inča i ASME B16.34 klasama tlaka od #600 do #2500, iako neki proizvođači mogu zadovoljiti potrebu za većim promjerima i višim ocjenama za posebne primjene.
Ventili sa zaptivkama pod pritiskom su dostupni u mnogim kvalitetima materijala kao što su A105 kovani i Gr.WCB liveni, legura F22 kovani i Gr.WC9 liveni; F11 kovani i Gr.WC6 liveni, austenitni nerđajući F316 kovani i Gr.CF8M liveni; za preko 500°C, F316H kovane i odgovarajuće austenitne livene klase.
Koncept dizajna zaptivke pod pritiskom može se pratiti do sredine 1900-ih, kada su, suočeni sa sve većim pritiscima i temperaturama (prvenstveno u energetskim aplikacijama), proizvođači ventila počeli dizajnirati alternative tradicionalnom pristupu zaptivnog poklopca za brtvljenje spoja tijela i poklopca. . Zajedno sa pružanjem višeg nivoa integriteta zaptivke granice pritiska, mnogi dizajni ventila sa zaptivnim ventilom pod pritiskom su težili znatno manje od svojih kolega sa poklopcima sa zavrtnjima.
Vijčani poklopci u odnosu na brtve pod pritiskom
Da bismo bolje razumjeli koncept dizajna zaptivke pod pritiskom, uporedimo mehanizam za zaptivanje od tijela do poklopca između poklopca i brtvi pod pritiskom.Slika 1prikazuje tipičan ventil sa poklopcem sa vijcima. Prirubnica tijela i prirubnica poklopca su spojeni svornjacima i maticama, sa zaptivkom odgovarajućeg dizajna/materijala koja je umetnuta između strana prirubnice kako bi se olakšalo zaptivanje. Zavrtnji/matici/vijci se zategnu na propisane momente prema obrascu koji je definisao proizvođač kako bi se uticalo na optimalno zaptivanje. Međutim, kako se pritisak u sistemu povećava, povećava se i mogućnost curenja kroz tijelo/poklopac poklopca.
Pogledajmo sada detaljno opisan spoj zaptivke pod pritiskomSlika 2Obratite pažnju na razlike u odgovarajućim konfiguracijama spojeva karoserije/poklopca. Većina dizajna zaptivki pod pritiskom uključuje "zavrtnje za navlačenje poklopca" za povlačenje poklopca prema gore i zaptivanje prema brtvi zaptivke pod pritiskom. Ovo zauzvrat stvara brtvu između brtve i unutrašnjeg prečnika (ID) tijela ventila.
Segmentirani potisni prsten održava opterećenje. Ljepota dizajna zaptivke pod pritiskom je u tome što se povećava pritisak u sistemu, povećava se i opterećenje poklopca motora i, shodno tome, zaptivke pod pritiskom. Stoga, u ventilima zaptivke pod pritiskom, kako se pritisak u sistemu povećava, smanjuje se mogućnost curenja kroz spoj tijela/poklopca.
Ovaj pristup dizajnu ima jasne prednosti u odnosu na ventile s poklopcem sa vijcima u glavnoj pari, napojnoj vodi, turbinskim premosnicama i drugim sistemima elektrana koji zahtijevaju ventile koji se mogu nositi s izazovima svojstvenim aplikacijama visokog pritiska i temperature.
Ali tokom godina, kako su se radni pritisci/temperature povećavali, i sa pojavom vršnih postrojenja, ovaj isti prolazni sistemski pritisak koji je pomogao u zaptivaču takođe je narušio integritet spoja zaptivača pod pritiskom.
Zaptivke pod pritiskom
Jedna od primarnih komponenti uključenih u zaptivanje ventila za brtvljenje pritiska je sama zaptivka. Rane brtve pod pritiskom su se proizvodile od željeza ili mekog čelika. Ove zaptivke su naknadno posrebrene kako bi se iskoristila sposobnost mekšeg materijala za oblaganje da pruži čvršće brtvljenje. Zbog pritiska primijenjenog tokom hidrotestiranja ventila, uzet je "set" (ili deformacija profila zaptivke) između poklopca i zaptivke. Zbog inherentnog zavrtnja za navlačenje poklopca i elastičnosti spoja zaptivke pod pritiskom, postojao je potencijal da se poklopac motora pomeri i slomi taj „set“ kada je podvrgnut povećanju/smanjenju pritiska u sistemu, što je rezultat curenja iz tela/zgloba poklopca.
Ovaj problem bi mogao biti efektivno negiran korištenjem prakse „vrućih zatezanja“ vijaka za nakupljanje poklopca nakon izjednačavanja tlaka i temperature u sistemu, ali je to zahtijevalo od vlasnika/korisnika da to učini nakon pokretanja postrojenja. Ako se ova praksa nije pridržavala, postojala je mogućnost curenja kroz tijelo/poklopac poklopca, što bi moglo oštetiti brtvu zaptivke pod pritiskom, poklopac i/ili ID tijela ventila, kao i stvoriti probleme sa spojevima i neefikasnost curenje pare može uticati na rad postrojenja. Kao rezultat toga, dizajneri Valvea poduzeli su nekoliko koraka kako bi riješili ovaj problem.
Slika 2 prikazuje kombinaciju vijaka za navlačenje poklopca pod pritiskom (na taj način održavajući konstantno opterećenje zaptivke, minimizirajući mogućnost curenja) i zamjenu posrebrene brtve pod pritiskom od željeza/mekog čelika s brtvom napravljenom od matrice. formiran grafit. Dizajn zaptivača prikazan na slici 3 može se ugraditi u ventile sa zaptivkom pod pritiskom koji su prethodno bili isporučeni sa zaptivkom tradicionalnog tipa. Pojava grafitnih zaptivki dodatno je učvrstila pouzdanost i performanse ventila zaptivke pod pritiskom u većini aplikacija i za čak dnevne cikluse pokretanja/zaustavljanja.
Iako mnogi proizvođači i dalje preporučuju “vrući zatezanje”, potencijal za curenje kada se to ne učini znatno je smanjen. Površine sjedišta u ventilima za zaptivanje pod pritiskom, kao i kod mnogih ventila za elektrane, su podvrgnute, uporedno govoreći, vrlo visokim opterećenjima sjedišta. Integritet sjedišta se održava u funkciji čvrstih tolerancija obrade na komponentnim dijelovima, načinima obezbjeđivanja potrebnog momenta za otvaranje/zatvaranje u funkciji zupčanika ili aktiviranja i odabira/primjene odgovarajućih materijala za površine sjedišta.
Legure za tvrdo navarivanje na bazi kobalta, nikla i gvožđa koriste se za optimalnu otpornost na habanje sjedala klina/disk i prstena sjedišta. Najčešće korišteni su CoCr-A (npr. Stelit) materijali. Ovi materijali se primjenjuju s različitim procesima, uključujući zaštićeni metalni luk, plinski metalni luk, plinski volframov luk i plazma (preneseni) luk. Mnogi globusni ventili sa zaptivkom pod pritiskom su dizajnirani tako da imaju integrisana tvrdo obložena sjedišta, dok zaporni ventil i nepovratni ventili obično imaju čvrste prstenove sjedišta koji su zavareni u tijelo ventila.
Terminologija ventilacije
Ako ste se dugo vremena bavili ventilacijom, vjerovatno ste primijetili da proizvođači ventila nisu pretjerano kreativni s terminima i govorom koji se koristi u poslu. Uzmimo na primjer, "zavrtnjene ventile s poklopcem". Telo je pričvršćeno za poklopac motora radi održavanja integriteta sistema. Za „ventile za brtvljenje pod pritiskom“, sistemski pritisak pomaže mehanizmu za zaptivanje. Za "zaustavne/kontrolne ventile", kada je vreteno ventila u zatvorenom položaju, protok se mehanički zaustavlja, ali kada je u otvorenom položaju, disk je slobodan da djeluje kako bi provjerio preokret protoka. Isti princip se primjenjuje na drugu terminologiju koja se koristi za dizajn, kao i na tipove ventila i njihove sastavne dijelove.
Vrijeme objave: maj-11-2020