Johdatus painetiivisteventtiileihin
Painetiivisteventtiilit
Painetiivisterakenne on hyväksytty korkeapainekäyttöön tarkoitettuihin venttiileihin, tyypillisesti yli 170 bar. Konepellin painetiivisteen ainutlaatuinen ominaisuus on, että rungon ja konepellin nivelten tiivisteet paranevat venttiilin sisäisen paineen kasvaessa verrattuna muihin rakenteisiin, joissa sisäisen paineen nousulla on taipumus aiheuttaa vuotoja rungon ja konepellin liitokseen.
Painetiivisteen suunnittelu
- A/B – Konepellin taipumus liikkua ylös tai alas paineen muuttuessa
- C – Järjestelmän paine
- D – Paineen aiheuttamat tiivistysvoimat
Mitä suurempi sisäinen paine, sitä suurempi tiivistysvoima. Helppo purkaminen on mahdollista pudottamalla konepellin runko-onteloon ja ajamalla ulos nelisegmenttiset painerenkaat työntötapin avulla.
Melko yksinkertaisiin suunnitteluperiaatteisiin luottaen painetiiviste Venttiilit ovat osoittaneet kykynsä käsitellä yhä vaativampia fossiilisten ja yhdistettyjen syklien höyryeristyssovelluksia, kun suunnittelijat jatkavat kattila-, HRSG- ja putkistojärjestelmän paine-/lämpötila-arvoja. Painetiiviste Venttiilejä on tyypillisesti saatavana kokoluokissa 2 tuumasta 24 tuumaan ja ASME B16.34 -paineluokissa #600 - #2500, vaikka jotkut valmistajat voivat ottaa huomioon suuremman halkaisijan ja korkeammat arvot erikoissovelluksissa.
Painetiiviste Venttiilejä on saatavana useissa materiaaleissa, kuten A105 taottu ja Gr.WCB valu, metalliseos F22 taottu ja Gr.WC9 valettu; F11 taottu ja Gr.WC6 valu, austeniittista ruostumaton F316 taottu ja Gr.CF8M valu; yli 500°C:een F316H taotut ja sopivat austeniittiset valulajit.
Painetiivisteen suunnittelukonsepti juontaa juurensa 1900-luvun puoliväliin, jolloin venttiilien valmistajat alkoivat suunnitella vaihtoehtoja perinteiselle ruuvattavalle konepellin liitoksen tiivistämiseen jatkuvasti kohoavien paineiden ja lämpötilojen (etenkin tehosovelluksissa) edessä. . Sen lisäksi, että painerajan tiivistyksen eheys on korkeampi, monet painetiivisteventtiilimallit painoivat huomattavasti vähemmän kuin pultatut konepellin venttiilit.
Pultoidut konepellit vs. painetiivisteet
Ymmärtääksemme paremmin painetiivisteen suunnittelukonseptia, verrataan rungon ja konepellin välistä tiivistysmekanismia pultattujen konepeltien ja painetiivisteiden välillä.Kuva 1kuvaa tyypillistä pulttisella konepellillä varustettua venttiiliä. Rungon laippa ja konepellin laippa on yhdistetty nastoilla ja muttereilla, ja laippapintojen väliin on asetettu sopivan mallin/materiaalista valmistettu tiiviste tiivistyksen helpottamiseksi. Nastat/mutterit/pultit kiristetään määrättyihin vääntömomentteihin valmistajan määrittelemällä kuviolla optimaalisen tiivistyksen aikaansaamiseksi. Kuitenkin, kun järjestelmäpaine kasvaa, myös rungon/konepellin liitoksen läpi tapahtuva vuotomahdollisuus kasvaa.
Katsotaanpa nyt yksityiskohtaisesti kuvattua painetiivisteen liitostaKuva 2Huomaa erot vastaavissa kori/konepellin nivelkokoonpanoissa. Useimmissa painetiivistemalleissa on "konepellin vastaanottopultit", jotka nostavat konepellin ja tiivistävät painetiivisteen tiivistettä vasten. Tämä puolestaan luo tiivisteen tiivisteen ja venttiilirungon sisäläpimitan (ID) välille.
Segmentoitu työntörengas ylläpitää kuormaa. Painetiivisteen suunnittelun kauneus on, että järjestelmän paineen kasvaessa konepellin ja vastaavasti painetiivisteen tiivisteen kuormitus kasvaa. Siksi painetiivisteventtiileissä järjestelmän paineen kasvaessa vuodon mahdollisuus rungon/konepellin liitoksen läpi vähenee.
Tällä suunnittelutavalla on selkeitä etuja pultattuihin konepeltiventtiileihin verrattuna päähöyryssä, syöttövedessä, turbiinin ohituksessa ja muissa voimalaitosjärjestelmissä, jotka vaativat venttiileitä, jotka pystyvät käsittelemään korkeapaine- ja lämpötilasovelluksiin liittyvät haasteet.
Mutta vuosien mittaan käyttöpaineiden/lämpötilojen noustessa ja huippuyksiköiden ilmaantumisen myötä tämä sama ohimenevä järjestelmän paine, joka auttoi tiivistystä, vaikutti myös painetiivisteen liitoksen eheyteen.
Painetiivisteen tiivisteet
Yksi painetiivisteen tiivistämiseen osallistuvista pääkomponenteista Venttiili on itse tiiviste. Varhaiset painetiivisteet valmistettiin raudasta tai pehmeästä teräksestä. Nämä tiivisteet hopeattiin myöhemmin hyödyntääkseen pehmeämmän pinnoitusmateriaalin kykyä tarjota tiiviimpi tiiviste. Venttiilin hydrotestin aikana käytetyn paineen vuoksi konepellin ja tiivisteen väliin otettiin ”kiinni” (tai tiivisteprofiilin muodonmuutos). Konepellin sisäänottopultin ja painetiivisteen nivelen joustavuuden vuoksi konepellin mahdollisuus liikkua ja rikkoa "sarja", kun siihen kohdistui järjestelmän paine kasvaa/vähenee, ja seurauksena oli rungon/konepellin liitoksen vuoto.
Tämä ongelma voitaisiin tehokkaasti poistaa käyttämällä konepellin vastaanottopulttien "kuumakiristämistä" järjestelmän paineen ja lämpötilan tasaamisen jälkeen, mutta se vaati omistajan/käyttäjän huoltohenkilöstön tekemään niin laitoksen käynnistyksen jälkeen. Jos tätä käytäntöä ei noudateta, on olemassa mahdollisuus vuotaa rungon/konepellin liitoksen läpi, mikä voi vaurioittaa painetiivisteen tiivistettä, konepeltiä ja/tai venttiilirungon sisäosaa sekä aiheuttaa ongelmia ja tehottomuutta, jotka höyryvuodolla voi olla laitoksen toimintaa. Tämän seurauksena Valven suunnittelijat ryhtyivät useisiin toimenpiteisiin tämän ongelman ratkaisemiseksi.
Kuvassa 2 on yhdistelmä jännitteisesti kuormitettuja konepellin vastaanottopultteja (säilyttää siten tiivisteen tasaisen kuormituksen, minimoimalla vuotomahdollisuuden) ja rauta-/pehmeäteräksisen, hopeoidun painetiivisteen vaihdon tiivisteellä. muodostunut grafiitti. Kuvan 3 mukainen tiivisterakenne voidaan asentaa painetiivisteventtiileihin, jotka on aiemmin toimitettu perinteisellä tiivisteellä. Grafiittitiivisteiden tulo on vahvistanut edelleen painetiivisteventtiilin luotettavuutta ja suorituskykyä useimmissa sovelluksissa ja jopa päivittäisissä käynnistys-/pysäytysjaksoissa.
Vaikka monet valmistajat suosittelevat edelleen "kuumavääntöä", vuodon mahdollisuus, jos tätä ei tehdä, pienenee huomattavasti. Painetiivisteventtiilien istukkapinnat, kuten monissa voimalaitosventtiileissä, altistuvat verrattain suurille istukkakuormituksille. Istuimen eheys säilyy komponenttien tiukkojen koneistustoleranssien, tarvittavan vääntömomentin avaamiseen/sulkemiseen vaihteiston tai toiminnan funktiona sekä istuinpintojen oikeiden materiaalien valinnan/käytön funktiona.
Koboltti-, nikkeli- ja rautapohjaisia kovapintaisia metalliseoksia käytetään kiilan/levyn ja istukkarenkaan istukkapintojen optimaalisen kulutuksenkestävyyden saavuttamiseksi. Yleisimmin käytettyjä ovat CoCr-A (esim. Stellite) materiaalit. Näitä materiaaleja käytetään useissa eri prosesseissa, mukaan lukien suojattu metallikaari, kaasumetallikaari, kaasuvolframikaari ja plasmakaari (siirretty). Monet painetiivistepalloventtiilit on suunniteltu sisältämään kiinteät kovapintaiset istukat, kun taas luistiventtiilissä ja takaiskuventtiileissä on tyypillisesti kovapintaiset istukkarenkaat, jotka on hitsattu venttiilin runkoon.
Valving terminologia
Jos olet käsitellyt venttiileitä pitkään, olet luultavasti huomannut, että venttiilien valmistajat eivät ole liian luovia alalla käytettyjen termien ja kansankielen suhteen. Otetaan esimerkiksi "pultatut konepellin venttiilit". Runko on pultattu konepelliin järjestelmän eheyden säilyttämiseksi. "Painetiivisteventtiileissä" järjestelmän paine auttaa tiivistysmekanismia. ”Pysäytys-/takaisinventtiileillä”, kun venttiilin varsi on kiinni-asennossa, virtaus pysäytetään mekaanisesti, mutta auki-asennossa kiekko voi toimia vapaasti tarkistaakseen virtauksen suunnan. Sama periaate pätee muuhun suunnittelussa käytettävään terminologiaan sekä venttiilityyppeihin ja niiden osiin.
Postitusaika: 11.5.2020