Introdución ás válvulas de selado de presión
Válvulas de selado de presión
A construción de selado de presión é adoptada para as válvulas para o servizo de alta presión, normalmente superior a 170 bar. A característica única do selado de presión Bonnet é que os selos das xuntas corpo-bonet mellora a medida que aumenta a presión interna na válvula, en comparación con outras construcións onde o aumento da presión interna tende a crear fugas na unión corpo-bonet.
Deseño de selado de presión
- A/B: tendencia do capó a moverse cara arriba ou abaixo a medida que cambia a presión
- C – Presión do sistema
- D – Forzas de selado por presión
Canto maior sexa a presión interna, maior será a forza de selado. O fácil desmontaxe é posible deixando caer o conxunto do capó na cavidade do corpo e expulsando os aneis de empuxe de catro segmentos por medio dun pasador.
Baseándose en principios de deseño bastante sinxelos, as válvulas de selado de presión demostraron a súa capacidade para xestionar aplicacións de illamento de vapor de ciclo combinado e fósiles cada vez máis esixentes, xa que os deseñadores seguen impulsando os sobres de presión/temperatura das caldeiras, HRSG e sistemas de tubaxes. As válvulas de selado de presión están normalmente dispoñibles en rangos de tamaño de 2 polgadas a 24 polgadas e as clases de presión ASME B16.34 de #600 a #2500, aínda que algúns fabricantes poden acomodar a necesidade de diámetros maiores e clasificacións máis altas para aplicacións especiais.
Selado de presión As válvulas están dispoñibles en moitas calidades de materiais, como A105 forxado e Gr.WCB fundido, aliaxe F22 forxado e Gr.WC9 fundido; F11 forxado e Gr.WC6 fundido, inoxidable austenítico F316 forxado e Gr.CF8M fundido; para máis de 500 °C, F316H forxados e calidades de fundición austenítica adecuadas.
O concepto de deseño de selado a presión remóntase a mediados do século XX, cando, ante presións e temperaturas cada vez máis elevadas (principalmente en aplicacións eléctricas), os fabricantes de válvulas comezaron a deseñar alternativas ao enfoque tradicional de bonete parafusado para selar a xunta corpo/bonet. . Ademais de proporcionar un maior nivel de integridade de selado do límite de presión, moitos dos deseños de válvulas de selado de presión pesaban significativamente menos que os seus homólogos atornillados da válvula de capó.
Bonnets atornillados contra selos de presión
Para comprender mellor o concepto de deseño de selado de presión, imos contrastar o mecanismo de selado de corpo a capó entre os bonetes parafusados e os selos de presión.Fig. 1representa a típica válvula Bolted Bonnet. A brida do corpo e a brida do capó están unidas por tacos e porcas, cunha xunta de deseño/material axeitado inserida entre as caras da brida para facilitar o selado. Os espárragos/porcas/parafusos están axustados ao par de apriete prescrito nun patrón definido polo fabricante para afectar ao selado óptimo. Non obstante, a medida que aumenta a presión do sistema, tamén aumenta o potencial de fugas a través da articulación corpo/capó.
Agora vexamos a xunta de selado de presión detallada enFig. 2Teña en conta as diferenzas nas respectivas configuracións de xuntas do corpo/capot. A maioría dos deseños de selado de presión incorporan "parafusos de toma do capó" para tirar o capó cara arriba e selar contra a xunta de selado de presión. Isto á súa vez crea un selado entre a xunta e o diámetro interior (ID) do corpo da chave.
Un anel de empuxe segmentado mantén a carga. A beleza do deseño de selado de presión é que a medida que aumenta a presión do sistema, tamén o fai a carga no capó e, en consecuencia, a xunta de selado de presión. Polo tanto, nas válvulas de selado de presión, a medida que aumenta a presión do sistema, diminúe o potencial de fuga a través da unión corpo/capot.
Este enfoque de deseño ten vantaxes distintas sobre as válvulas de capó atornilladas no vapor principal, auga de alimentación, derivación de turbinas e outros sistemas de centrais eléctricas que requiren válvulas que poidan xestionar os desafíos inherentes ás aplicacións de alta presión e temperatura.
Pero co paso dos anos, a medida que aumentaron as presións/temperaturas de funcionamento e coa chegada das plantas de pico, esta mesma presión transitoria do sistema que axudou ao selado tamén fixo estragos na integridade da xunta do selado de presión.
Juntas de selado de presión
Un dos compoñentes principais implicados no selado da válvula de selado de presión é a xunta en si. As primeiras xuntas de selado de presión foron fabricadas con ferro ou aceiro brando. Estas xuntas foron posteriormente chapadas en prata para aproveitar a capacidade do material de recubrimento máis brando para proporcionar un selado máis axustado. Debido á presión aplicada durante o hidrotest da válvula, realizouse un "conxunto" (ou deformación do perfil da xunta) entre o bonete e a xunta. Debido ao parafuso de captación inherente do Bonnet e á elasticidade da xunta de selado de presión, a posibilidade de que o Bonnet se mova e rompa ese "conxunto" cando se somete a aumentos/diminucións da presión do sistema existía, co resultado da fuga da xunta do corpo/ Bonnet.
Este problema podería anularse de forma efectiva mediante a práctica de "axustar en quente" os parafusos de captación do capó despois da presión do sistema e a ecualización da temperatura, pero requiría que o persoal de mantemento do propietario/usuario o fixese despois do inicio da planta. Se non se cumpría esta práctica, existía o potencial de fugas a través da unión corpo/capot, que podería danar a xunta de selado de presión, o bonete e/ou o ID do corpo da válvula, así como crear problemas de composición e ineficiencias que as fugas de vapor poden ter nas operacións da planta. Como resultado, os deseñadores de Valve tomaron varias medidas para resolver este problema.
A figura 2 amosa unha combinación de parafusos de captación do capó cargados en vivo (mantendo así unha carga constante na xunta, minimizando o potencial de fugas) e a substitución da xunta de selado de presión de ferro/aceiro brando con prata por outra feita de matriz. grafito formado. O deseño da xunta mostrado na Figura 3 pódese instalar en válvulas de selado de presión previamente subministradas coa xunta de tipo tradicional. A chegada das xuntas de grafito solidificou aínda máis a fiabilidade e o rendemento da válvula de selado de presión na maioría das aplicacións e incluso para os ciclos operativos diarios de inicio/parada.
Aínda que moitos fabricantes aínda recomendan o "par quente", o potencial de fuga cando non se fai isto diminúe moito. As superficies de asento nas válvulas de selado de presión, como en moitas válvulas de centrais eléctricas, están sometidas, en comparación, a cargas de asento moi elevadas. A integridade do asento mantense en función de tolerancias de mecanizado estreitas nas pezas compoñentes, medios de proporcionar o torque necesario para abrir/pechar en función dos engrenaxes ou accionamento e selección/aplicación de materiais adecuados para as superficies de asento.
Empréganse aliaxes de revestimento a base de cobalto, níquel e ferro para unha óptima resistencia ao desgaste das superficies de asento da cuña/disco e do anel de asento. Os materiais máis utilizados son CoCr-A (por exemplo, Stellite). Estes materiais aplícanse cunha variedade de procesos, incluíndo arco metálico blindado, arco metálico de gas, arco de tungsteno de gas e arco de plasma (transferido). Moitas válvulas globográficas de selado de presión están deseñadas con asentos integrales de cara dura, mentres que a válvula de compuerta e as válvulas de retención normalmente teñen aneis de asento de cara dura que están soldados no corpo da válvula.
Terminoloxía das válvulas
Se trataches de válvulas durante algún tempo, probablemente teñas notado que os fabricantes de válvulas non son demasiado creativos cos termos e as linguas vernáculas que se usan no negocio. Tomemos, por exemplo, "válvulas de capó atornilladas". O corpo está atornillado ao capó para manter a integridade do sistema. Para as "válvulas de selado de presión", a presión do sistema axuda ao mecanismo de selado. Para as "válvulas de parada/retención", cando o vástago da válvula está na posición pechada, o fluxo deténse mecánicamente, pero cando está en posición aberta, o disco é libre de actuar para comprobar a inversión do fluxo. Este mesmo principio aplícase a outra terminoloxía utilizada para o deseño, así como aos tipos de válvulas e os seus compoñentes.
Hora de publicación: 11-maio-2020