Introducció a les vàlvules sellades de manxa

Vàlvules de segellat(s) de manxa

Les fuites en diversos punts de les canonades que es troben a les plantes químiques generen emissions. Tots aquests punts de fuita es poden detectar mitjançant diversos mètodes i instruments i l'enginyer de la planta ha de tenir en compte. Els punts crítics de fuites inclouen les juntes amb brides i l'embalatge de la vàlvula / bomba, etc. Avui la indústria de processos químics s'està orientant cap a una tecnologia més segura per a una millor protecció del medi ambient i s'ha convertit en la responsabilitat de tots els enginyers de processos dissenyar plantes que limiten els danys al medi ambient mitjançant la prevenció de fuites de qualsevol producte químic tòxic.

Fuga de la glàndula de la vàlvula o del empassatnormalment és una preocupació per a l'enginyer de manteniment o de planta. Aquesta fuita significa:
a) Pèrdua de material b) Contaminació de l'atmosfera c) Perillós per als treballadors de la planta.

Per exemple, prenem el cas d'una fuita de vapor a través de la glàndula de la vàlvula. A 150 PSI, un espai lliure de només 0,001 "a través de la glàndula significarà una fuita a una velocitat de 25 lliures/hora. Això equival a una pèrdua d'1,2 USD per torn de vuit hores, o 1.100 USD per any. De la mateixa manera, una petita gota de 0,4 mm de diàmetre per segon provoca un malbaratament d'uns 200 litres anuals d'oli o dissolvent costosos. Aquesta fuita es pot reduir considerablement utilitzant la vàlvula de segell de manxa. Aquest article analitzarà ara la construcció i el funcionament del segell de manxa.

Construcció de sota

El cartutx de manxa està soldat tant al capó de la vàlvula com a la tija de la vàlvula. El cartutx de manxa té una sèrie de circumvolucions i aquestes circumvolucions es comprimeixen o s'expandeixen depenent del moviment de la tija de la vàlvula. (Parlant científicament, el manxa es comprimeix quan la vàlvula està en posició oberta i s'expandeix quan la vàlvula està tancada). És important instal·lar correctament els cossos de la vàlvula. El manxa es pot segellar a les vàlvules de dues maneres diferents. En primer lloc, el manxa es pot soldar a la tija de la vàlvula a la part superior i al cos de la vàlvula a la part inferior. En aquest cas, el fluid de procés està contingut dins del manxa o, en el segon mètode, el manxa es solda a la tija de la vàlvula a la part inferior i el cos a la part superior. En aquest cas, el fluid de procés està contingut a la regió anular entre el capó de la vàlvula i el manxa (des de l'exterior).

El manxa és un component crític i forma el cor de les vàlvules de segell de manxa. Per evitar qualsevol torsió de la manxa, la vàlvula ha de tenir una tija només amb moviment lineal. Això es pot aconseguir mitjançant l'anomenada femella de màniga a la part del jou del capó de la vàlvula. S'instal·la un volant de mà a la femella de màniga que transfereix eficaçment un moviment giratori del volant a un moviment lineal a la tija de la vàlvula.

Tipus de manxa

Hi ha dos tipus principals de manxa: el manxa forjat i el manxa soldat. Les manxes de tipus format es fabriquen a partir d'enrotllar una làmina plana (lamina de paret fina) en un tub que després es solda per fusió longitudinal. Posteriorment, aquest tub es conforma mecànicament o hidrostàticament en un manxa amb plecs arrodonits i molt espaiats. La manxa de fulla soldada es fa mitjançant la soldadura de plaques de metall prim en forma de rentadora, tant a la circumferència interior com a l'exterior de les volanderes, com a plaques. Una manxa de fulla soldada té més plecs per unitat de longitud en comparació amb les manxes forjades. Així, per a la mateixa longitud de carrera, les manxes forjades són de dues a tres vegades més llargues que les seves contraparts de fulles soldades.

Segons s'informa, les manxes forjades mecànicament fallen en punts aleatoris, mentre que la fulla soldada sol fallar en o prop d'una soldadura. Per garantir la penetració total dels extrems de manxa i de la soldadura del coll final, s'aconsella fabricar mitjançant soldadura de microplasma.

Disseny de manxa

El disseny de manxa de múltiples capes es prefereix per a la manipulació de fluids de pressió més alta (generalment dues o tres capes de la paret metàl·lica). Un manxa de dues capes pot augmentar la seva pressió entre un 80% i un 100% en comparació amb un manxa d'una sola capa del mateix gruix. Alternativament, si s'utilitza un manxa d'una sola capa d'un gruix equivalent a la pressió nominal d'un manxa de dues capes, la longitud de la carrera es redueix. Per tant, un disseny de manxa multicapa ofereix un avantatge diferent sobre un manxa d'una sola capa. És evident que el manxa està subjecte a fatiga metàl·lica i aquesta fatiga pot induir una fallada de la soldadura. La vida a la fatiga del manxa es veu afectada pel material de construcció, la tècnica de fabricació, la longitud de la carrera i la freqüència de la carrera, a més dels paràmetres habituals com la temperatura i la pressió del fluid.

Materials de manxa

El material de manxa d'acer inoxidable més popular és AISI 316Ti que conté titani per suportar altes temperatures. Alternativament, Inconel 600 o Inconel 625 milloren la resistència a la fatiga i la resistència a la corrosió en comparació amb les manxes d'acer inoxidable. De la mateixa manera, Hasstalloy C-276 ofereix una major resistència a la corrosió i resistència a la fatiga que l'Inconel 625. La resistència a la fatiga es pot millorar mitjançant l'ús d'un sistema de manxes múltiples i reduint la longitud de la carrera; això pot augmentar significativament la vida útil de sota.

Opcions de vàlvules

Els tipus de vàlvules més habituals que s'han d'instal·lar amb segells de manxa són els dissenys de compuerta i globus (vegeu la figura 1). Són molt adequats per utilitzar-los amb manxes a causa de la seva construcció interna i el moviment axial de la tija de la vàlvula.
Segons la informació disponible, sembla que les vàlvules de segellat de manxa actuals tenen una mida des de 3 mm NB fins a 650 mm NB. Les classificacions de pressió estan disponibles entre ANSI 150 # i 2500 #. Les opcions de material per a les vàlvules inclouen acer al carboni, acer inoxidable i aliatges exòtics.

Aplicacions

Mitjans de transferència de calor: l'oli calent s'utilitza habitualment en indústries com les fibres sintètiques / POY (fils orientats parcialment). Tanmateix, sempre hi ha un risc d'incendi a causa del vessament d'oli calent sobre productes químics altament inflamables. Aquí, les vàlvules de segellat de sota poden aturar la fuita.

Buit / buit ultra alt: algunes aplicacions requereixen una bomba de buit per extreure aire contínuament d'una canonada. Qualsevol vàlvula convencional instal·lada a la canonada pot permetre que l'aire extern entri a la canonada a través de la caixa d'empremta de la vàlvula. Per tant, la vàlvula de tancament de manxa és l'única solució per evitar que l'aire passi a través de la caixa del empassat.
Fluids altament perillosos: per a medis com el clor (vegeu la figura 2), l'hidrogen, l'amoníac i el fosgen, la vàlvula de segellat de manxa és un disseny ideal, ja que s'eliminen totalment les fuites a través de la glàndula.
Central nuclear, central d'aigua pesada: en els casos en què s'ha d'evitar en tot moment les fuites de radiació, la vàlvula de segellat de manxa és l'opció definitiva.
Fluids costosos: en algunes aplicacions s'han d'evitar fuites simplement a causa de l'alt cost del fluid. Aquí, una avaluació econòmica sovint afavoreix l'ús de vàlvules de segell de manxa.
Estàndards mediambientals: arreu del món, els estàndards sobre emissions i medi ambient són cada dia més estrictes. Per tant, pot ser difícil per a les empreses expandir-se dins dels locals existents. Amb l'ús de vàlvules de segell de manxa, expansió sense medi ambient addicional
el dany és possible.