Úvod do vlnovcových ventilů

Vlnovcové těsnící ventily

Netěsnosti na různých místech potrubí v chemických závodech vytvářejí emise. Všechny tyto únikové body lze detekovat pomocí různých metod a nástrojů a měl by je zaznamenat technik závodu. Mezi kritická místa netěsností patří přírubové těsnící spoje a těsnění ventilu / ucpávky čerpadla atd. Dnes se průmysl chemických procesů orientuje na bezpečnější technologie pro lepší ochranu životního prostředí a stalo se povinností každého procesního inženýra navrhnout závody, které omezí poškození životního prostředí prostřednictvím zabránění úniku jakýchkoli toxických chemikálií.

Netěsnost z ucpávky ventilu nebo ucpávkyje obvykle problémem údržby nebo inženýra závodu. Tento únik znamená:
a) Ztráta materiálu b) Znečištění ovzduší c) Nebezpečné pro zaměstnance závodu.

Vezměme si například případ úniku páry přes ucpávku ventilu. Při 150 PSI bude průchodnost pouhých 0,001″ skrz ucpávku znamenat únik rychlostí 25 lb/hod. To odpovídá ztrátě 1,2 USD za osmihodinovou směnu nebo 1 100 USD za rok. Podobně malá kapka o průměru 0,4 mm za sekundu má za následek ztrátu asi 200 litrů drahého oleje nebo rozpouštědla za rok. Tento únik lze výrazně snížit použitím ventilu s vlnovcovým těsněním. Tento článek se nyní bude zabývat konstrukcí a provozem vlnovcového těsnění.

Vlnovcová konstrukce

Vložka měchu je přivařena k víku ventilu i dříku ventilu. Vložka měchu má řadu závitů a tyto závity se stlačují nebo roztahují v závislosti na pohybu dříku ventilu. (Vědecky řečeno, měch se stlačí, když je ventil v otevřené poloze, a roztáhne se, když je ventil v zavřeném stavu). Je důležité správně nainstalovat tělesa ventilů. Měch může být utěsněn k ventilům dvěma různými způsoby. Za prvé, vlnovec může být přivařen k dříku ventilu nahoře a k tělesu ventilu dole. V tomto případě je procesní tekutina obsažena uvnitř měchu nebo u druhého způsobu je měch přivařen k dříku ventilu dole a tělesu nahoře. V tomto případě je procesní tekutina obsažena v prstencové oblasti mezi víkem ventilu a měchem (z vnější strany).

Měch je kritickou součástí a tvoří srdce měchových těsnicích ventilů. Aby se zabránilo jakémukoli zkroucení měchu, musí mít ventil dřík pouze s lineárním pohybem. Toho lze dosáhnout pomocí takzvané převlečné matice na třmenové části kapoty ventilu. Na převlečné matici je nasazeno ruční kolo, které účinně převádí rotační pohyb ručního kola na lineární pohyb vřetene ventilu.

Níže uvedené typy

Existují dva hlavní typy měchů: kovaný měch a svařovaný měch. Tvarovaný vlnovec se vyrábí svinutím plochého plechu (tenkostěnné fólie) do trubky, která je následně podélně svařena. Tato trubka je následně mechanicky nebo hydrostaticky tvarována do měchu se zaoblenými a široce rozmístěnými záhyby. Svařovaný vlnovec listového typu se vyrábí svařením podložkových plátů z tenkého kovu k sobě na vnitřním i vnějším obvodu podložek – podobných plátů. Svařovaný listový měch má více záhybů na jednotku délky ve srovnání s kovaným měchem. Při stejné délce zdvihu jsou tedy kované měchy dvakrát až třikrát delší než jejich svařované listové protějšky.

Uvádí se, že mechanicky kovaný měch selže na náhodných místech, zatímco svařený list obvykle selže ve svaru nebo v jeho blízkosti. Pro zajištění plného průniku vlnovcových konců a svařování koncových ohřívačů je vhodné vyrábět pomocí mikroplazmového svařování.

Měchový design

Vícevrstvý měch je preferován pro manipulaci s kapalinami s vyšším tlakem (obecně dvě nebo tři vrstvy kovové stěny). Dvouvrstvý vlnovec může zvýšit svůj jmenovitý tlak o 80 % až 100 % ve srovnání s jednovrstvým vlnovcem stejné tloušťky. Alternativně, pokud se použije jednovrstvý vlnovec o tloušťce ekvivalentní jmenovitému tlaku dvouvrstvého vlnovce, zkrátí se délka zdvihu. Vícevrstvý měch tedy nabízí výraznou výhodu oproti jednovrstvému ​​měchu. Je zřejmé, že měch podléhá únavě kovu a tato únava může způsobit porušení svaru. Únavovou životnost měchu ovlivňuje kromě obvyklých parametrů, jako je teplota a tlak kapaliny, také materiál konstrukce, výrobní technika, délka zdvihu a frekvence zdvihu.

Níže uvedené materiály

Nejoblíbenějším materiálem vlnovce z nerezové oceli je AISI 316Ti, který obsahuje titan, aby vydržel vysoké teploty. Alternativně Inconel 600 nebo Inconel 625 zlepšují únavovou pevnost a odolnost proti korozi ve srovnání s vlnovci z nerezové oceli. Podobně Hastalloy C-276 nabízí větší odolnost proti korozi a únavovou pevnost než Inconel 625. Odolnost proti únavě lze zlepšit použitím vícenásobného měchového systému a snížením délky zdvihu; to může výrazně zvýšit životnost měchu.

Možnosti ventilů

Nejběžnější typy ventilů, které mají být vybaveny vlnovcovým těsněním, jsou konstrukce šoupátka a zeměkoule (viz obrázek 1). Tyto ventily jsou velmi vhodné pro použití s ​​vlnovci díky jejich vnitřní konstrukci a axiálnímu pohybu dříku ventilu.
Na základě dostupných informací se zdá, že současné vlnovcové ventily mají velikost od 3 mm NB do 650 mm NB. Jmenovité hodnoty tlaku jsou k dispozici v rozmezí ANSI 150# až 2500#. Materiálové možnosti pro ventily zahrnují uhlíkovou ocel, nerezovou ocel a exotické slitiny.

Aplikace

Teplonosná média: horký olej se běžně používá v průmyslových odvětvích, jako jsou syntetická vlákna / POY (částečně orientovaná příze). Vždy však hrozí nebezpečí požáru v důsledku rozlití horkého oleje na vysoce hořlavé chemikálie. Zde mohou ventily s těsněním zastavit únik.

Vakuum / ultravysoké vakuum: některé aplikace vyžadují vakuové čerpadlo k neustálému odsávání vzduchu z potrubí. Jakékoli konvenční ventily nainstalované na potrubí mohou umožnit vnějšímu vzduchu vstupovat do potrubí skrz ucpávku ventilu. Měchový těsnicí ventil je tedy jediným řešením, jak zabránit průchodu vzduchu ucpávkou.
Vysoce nebezpečné kapaliny: pro média, jako je chlór (viz obrázek 2), vodík, čpavek a fosgen, je ventil s vlnovcovým těsněním ideální konstrukcí, protože je zcela eliminován únik přes ucpávku.
Jaderná elektrárna, těžká vodní elektrárna: v případech, kdy je třeba vždy zabránit úniku radiace, je ventil s vlnovcovým těsněním tou nejlepší volbou.
Drahé kapaliny: v některých aplikacích je třeba zabránit únikům jednoduše kvůli vysoké ceně kapaliny. Zde ekonomické hodnocení často upřednostňuje použití ventilů s vlnovcovým těsněním.
Ekologické normy: normy týkající se emisí a životního prostředí jsou na celém světě den ode dne přísnější. Pro firmy tedy může být obtížné expandovat v rámci stávajících prostor. S použitím vlnovcových ventilů expanze bez dalšího prostředí
poškození je možné.