مقدمه ای بر شیرهای سیل فشاری
شیر آب بندی فشار
ساخت مهر و موم فشار برای سوپاپ ها برای خدمات فشار بالا، معمولاً بیش از 170 بار، مورد استفاده قرار می گیرد. ویژگی منحصربهفرد کاپوت آببند فشاری این است که با افزایش فشار داخلی در شیر، در مقایسه با سایر ساختارهایی که افزایش فشار داخلی منجر به ایجاد نشتی در اتصال بدنه و کاپوت میشود، مهر و موم اتصالات بدنه و کاپوت بهبود مییابد.
طراحی مهر و موم فشار
- A/B – تمایل کلاه به بالا یا پایین رفتن با تغییر فشار
- ج – فشار سیستم
- د – نیروهای آب بندی ناشی از فشار
هرچه فشار داخلی بیشتر باشد، نیروی آب بندی بیشتر است. برچیدن آسان با انداختن مجموعه کاپوت در حفره بدنه و بیرون راندن حلقه های رانش چهار قسمتی با استفاده از یک پین فشاری امکان پذیر می شود.
با تکیه بر اصول طراحی نسبتاً ساده، شیرهای آب بند فشار توانایی خود را در رسیدگی به کاربردهای فسیلی و جداسازی بخار سیکل ترکیبی فسیلی که به طور فزاینده ای نیاز دارند، ثابت کرده اند، زیرا طراحان همچنان به فشار دادن دیگ بخار، HRSG و پوشش های فشار/دما سیستم لوله کشی ادامه می دهند. شیرهای آب بند فشار معمولاً در محدوده اندازه های 2 اینچ تا 24 اینچ و کلاس های فشار ASME B16.34 از #600 تا #2500 موجود هستند، اگرچه برخی از تولیدکنندگان می توانند نیاز به قطرهای بزرگتر و درجه بندی های بالاتر را برای کاربردهای خاص برآورده کنند.
دریچههای آببندی فشار در بسیاری از کیفیتهای مواد مانند ریختگی A105 آهنگری و ریختگی Gr.WCB، آلیاژی F22 آهنگری و ریختگی Gr.WC9 موجود هستند. ریخته گری فورج F11 و Gr.WC6، فورج F316 آستنیتی زنگ نزن و ریخته گری Gr.CF8M; برای بیش از 500 درجه سانتیگراد، F316H آهنگری و گریدهای آستنیتی مناسب.
مفهوم طراحی مهر و موم فشار را می توان به اواسط دهه 1900 ردیابی کرد، زمانی که تولید کنندگان شیر با مواجهه با فشارها و دماهای روزافزون (عمدتاً در کاربردهای برق)، شروع به طراحی جایگزین هایی برای رویکرد سنتی پیچ و مهره برای آب بندی اتصال بدنه / کاپوت کردند. . همراه با ارائه سطح بالاتری از یکپارچگی آب بندی مرزی فشار، بسیاری از طرح های شیر آب بند فشار به طور قابل توجهی وزن کمتری نسبت به همتایان شیر درپوش پیچ دار خود داشتند.
کلاه های پیچ دار در مقابل آب بندی های فشاری
برای درک بهتر مفهوم طراحی مهر و موم فشار، بیایید مکانیسم آب بندی بدنه به کاپوت را بین کلاه های پیچ و مهره های فشاری مقایسه کنیم.شکل 1شیر کلاه پیچ معمولی را نشان می دهد. فلنج بدنه و فلنج کاپوت توسط ناودانی و مهره به هم وصل میشوند و یک واشر با طرح/مواد مناسب بین وجههای فلنج برای تسهیل درزگیری قرار داده شده است. گل میخ ها / مهره ها / پیچ ها به گشتاورهای تجویز شده در الگوی تعریف شده توسط سازنده سفت می شوند تا بر آب بندی بهینه تأثیر بگذارند. با این حال، با افزایش فشار سیستم، پتانسیل نشت از طریق مفصل بدنه / کلاه نیز افزایش می یابد.
حال بیایید به مفصل مهر و موم فشاری که در آن توضیح داده شده است نگاه کنیمشکل 2به تفاوتهای پیکربندی اتصال بدنه/کاپوت مربوطه توجه کنید. اکثر طرحهای مهر و موم تحت فشار از «پیچهای نگهدارنده کاپوت» برای بالا کشیدن کاپوت و مهر و موم کردن در برابر واشر آببند فشار استفاده میکنند. این به نوبه خود یک مهر و موم بین واشر و قطر داخلی (ID) بدنه شیر ایجاد می کند.
یک حلقه رانش قطعه بندی شده بار را حفظ می کند. زیبایی طراحی مهر و موم فشار در این است که با افزایش فشار سیستم، بار روی درپوش و به تبع آن واشر آب بند فشار افزایش می یابد. بنابراین، در شیرهای آب بند فشار، با افزایش فشار سیستم، پتانسیل نشت از طریق اتصال بدنه/کاپ کاهش می یابد.
این رویکرد طراحی دارای مزایای متمایز نسبت به شیرهای پیچ و مهرهای در بخار اصلی، آب تغذیه، بای پس توربین و سایر سیستمهای نیروگاهی است که به شیرهایی نیاز دارند که میتوانند چالشهای ذاتی در کاربردهای فشار و دمای بالا را مدیریت کنند.
اما در طول سالها، با افزایش فشار/دماهای عملیاتی، و با ظهور نیروگاههای اوجگیری، همین فشار سیستم گذرا که به آببندی کمک میکرد، یکپارچگی اتصالات آببند فشاری را نیز ویران کرد.
واشرهای مهر و موم فشار
یکی از اجزای اصلی درگیر در آب بندی شیر آب بند فشار، خود واشر است. واشرهای مهر و موم فشار اولیه از آهن یا فولاد نرم ساخته می شدند. این واشرها متعاقباً برای استفاده از توانایی مواد آبکاری نرمتر برای ایجاد مهر و موم محکمتر، نقرهکاری شدند. با توجه به فشار اعمال شده در طول آزمایش هیدرولیک شیر، یک "مجموعه" (یا تغییر شکل مشخصات واشر) بین درپوش و واشر گرفته شد. به دلیل خاصیت ارتجاعی درزگیر و پیچ فشاری درب کلاه، پتانسیل حرکت و شکستن آن مجموعه در هنگام افزایش/کاهش فشار سیستم وجود داشت که نتیجه آن نشت اتصال بدنه/کاپوت است.
این مشکل را می توان به طور موثر با استفاده از عمل "گشتاور گرم" پیچ های جمع کننده کلاه پس از یکسان سازی فشار و دما در سیستم برطرف کرد، اما این کار به پرسنل تعمیر و نگهداری مالک/کاربر نیاز داشت که پس از راه اندازی کارخانه این کار را انجام دهند. اگر این عمل رعایت نمی شد، احتمال نشتی از طریق اتصال بدنه/کاپوت وجود داشت که می توانست به واشر فشاری آب بند، درپوش و/یا شناسه بدنه شیر آسیب برساند و همچنین مشکلات و ناکارآمدی هایی را ایجاد کند که نشت بخار ممکن است در عملیات کارخانه ایجاد شود. در نتیجه، طراحان Valve اقدامات متعددی را برای رفع این مشکل انجام دادند.
شکل 2 ترکیبی از پیچهای نگهدارنده کلاه با بار زنده را نشان میدهد (به این ترتیب بار ثابتی روی واشر حفظ میشود و پتانسیل نشتی را به حداقل میرساند) و جایگزینی واشر فشار آببند آهنی/فولاد نرم نقرهکاری شده با واشر ساخته شده از قالب گرافیت را تشکیل داد. طرح واشر نشان داده شده در شکل 3 را می توان در شیرهای آب بندی فشاری که قبلاً با واشر نوع سنتی عرضه شده بودند نصب کرد. ظهور واشرهای گرافیتی قابلیت اطمینان و عملکرد شیر آب بند فشار را در بیشتر کاربردها و حتی برای چرخه های عملیاتی شروع/توقف روزانه بیشتر کرده است.
اگرچه بسیاری از سازندگان هنوز «گشتاور داغ» را توصیه می کنند، اما در صورت عدم انجام این کار، پتانسیل نشت به شدت کاهش می یابد. سطوح نشیمن در شیرهای آب بند فشار، مانند بسیاری از شیرهای نیروگاهی، به طور نسبی در معرض بارهای نشستن بسیار بالایی هستند. یکپارچگی صندلی به عنوان تابعی از تلورانس های ماشینکاری فشرده بر روی قطعات اجزاء، ابزاری برای تامین گشتاور لازم برای باز کردن/بستن به عنوان تابعی از چرخ دنده ها یا فعال سازی، و انتخاب/کاربرد مواد مناسب برای سطوح نشیمن، حفظ می شود.
برای مقاومت در برابر سایش بهینه سطوح نشیمنگاهی گوه/دیسک و حلقه نشیمن از آلیاژهای سختافزاری مبتنی بر کبالت، نیکل و آهن استفاده میشود. بیشترین استفاده از مواد CoCr-A (به عنوان مثال، Stellite) است. این مواد با فرآیندهای مختلفی از جمله قوس فلزی محافظ، قوس فلزی گازی، قوس تنگستن گازی و قوس پلاسما (انتقالی) اعمال میشوند. بسیاری از شیرهای آب بندی فشاری Globe با صندلی های سخت یکپارچه طراحی شده اند، در حالی که شیر دروازه و شیر چک معمولاً دارای حلقه های صندلی سخت هستند که به بدنه شیر جوش داده می شوند.
اصطلاحات شیرآلات
اگر برای مدت طولانی با شیرآلات سروکار داشته اید، احتمالاً متوجه شده اید که سازندگان Valve نسبت به اصطلاحات و اصطلاحات بومی مورد استفاده در تجارت خلاق نیستند. به عنوان مثال، "شیرهای کاپوت پیچ شده" را در نظر بگیرید. برای حفظ یکپارچگی سیستم، بدنه به درپوش پیچ شده است. برای "شیرهای آب بندی فشار"، فشار سیستم به مکانیسم آب بندی کمک می کند. برای "Stop/Check Valves"، هنگامی که میل سوپاپ در موقعیت بسته است، جریان به صورت مکانیکی متوقف می شود، اما هنگامی که در موقعیت باز است، دیسک آزاد است تا برای بررسی معکوس شدن جریان عمل کند. این اصل در مورد سایر اصطلاحات مورد استفاده برای طراحی و همچنین انواع شیر و اجزای سازنده آنها صدق می کند.
زمان ارسال: مه-11-2020