Bevezetés a Bellow Sealed szelepekbe

Bellow(s) Tömítés(ek) Szelepek

A vegyi üzemekben a csővezetékek különböző pontjain előforduló szivárgás kibocsátást okoz. Az összes ilyen szivárgási pont különféle módszerekkel és eszközökkel észlelhető, és ezeket az üzemmérnöknek fel kell jegyeznie. A kritikus szivárgási helyek közé tartoznak a karimás tömítések és a szelep/szivattyú tömszelence tömítés stb. Ma a vegyipari feldolgozóipar a biztonságosabb technológia felé fordul a jobb környezetvédelem érdekében, és minden folyamatmérnök felelőssége olyan üzemek tervezése, amelyek korlátozzák a környezet károsítását bármely mérgező vegyi anyag kiszivárgásának megakadályozása.

Szivárgás a szelep tömszelencéből vagy tömszelencébőláltalában a karbantartót vagy az üzemmérnököt érinti. Ez a szivárgás a következőket jelenti:
a) Anyagveszteség b) Légszennyezés c) Veszélyes az üzem dolgozóira.

Vegyük például a gőzszivárgás esetét a szeleptömszelencén keresztül. 150 PSI-nél mindössze 0,001 hüvelykes hézag a tömszelencén keresztül 25 font/óra sebességű szivárgást jelent. Ez nyolcórás műszakonként 1,2 USD, évi 1100 USD veszteséget jelent. Hasonlóképpen, egy másodpercenkénti 0,4 mm átmérőjű apró csepp évente körülbelül 200 liter költséges olaj vagy oldószer hulladékát eredményezi. Ez a szivárgás jelentősen csökkenthető a harmonikatömítésű szelep használatával. Ebben a cikkben a tömítés felépítésével és működésével foglalkozunk.

Fújtató konstrukció

Az öblítőpatron mind a szelepháztetőre, mind a szelepszárra van hegesztve. Az öblítőpatron számos kanyarulattal rendelkezik, és ezek a kanyarulatok összenyomódnak vagy kitágulnak a szelepszár mozgásától függően. (Tudományosan szólva a fújtató összenyomódik, amikor a szelep nyitott helyzetben van, és kitágul, amikor a szelep zárt állapotban van). Fontos a szeleptestek megfelelő felszerelése. A harmonika két különböző módon tömíthető a szelepekhez. Először is, a harmonika hegeszthető a szelepszárhoz felül, és a szeleptesthez alul. Ebben az esetben a technológiai folyadékot a harmonika belsejében tárolják, vagy a második módszernél a csőmembránt alul a szelepszárhoz, felül a testhez hegesztik. Ebben az esetben a technológiai folyadék a szelepfedél és a csőmembrán közötti gyűrű alakú tartományban van (kívülről).

A harmonika egy kritikus alkatrész, és a harmonikatömítés szelepeinek szívét alkotja. A harmonika elcsavarodásának elkerülése érdekében a szelepnek csak lineáris mozgású szárral kell rendelkeznie. Ez a szelepháztető igásrészénél található úgynevezett hüvelyes anyával érhető el. A karmantyús anyára egy kézikerék van felszerelve, amely a kézikerék forgó mozgását hatékonyan a szelepszárban lineáris mozgássá alakítja át.

Fújtató típusok

Két fő típusa van: a kovácsolt harmonika és a hegesztett harmonika. A formázott típusú csőmembránok egy lapos lemezből (vékonyfalú fóliából) készülnek egy csőbe, amelyet azután hosszirányban ömlesztettek. Ezt a csövet ezt követően mechanikusan vagy hidrosztatikusan csőmembrán formálják, lekerekített és egymástól távol elhelyezkedő hajtásokkal. A hegesztett lapos harmonika vékony fémből készült alátétszerű lemezek egymáshoz hegesztésével készül az alátétek belső és külső kerületén egyaránt – lemezszerűen. A hegesztett lapos harmonika több hajtást tartalmaz hosszegységenként, mint a kovácsolt harmonika. Így azonos lökethossz mellett a kovácsolt harmonika kétszer-háromszor hosszabb, mint a hegesztett lapos társai.

Állítólag a mechanikusan kovácsolt harmonika véletlenszerű helyeken tönkremegy, míg a hegesztett lap általában egy hegesztésnél vagy annak közelében tönkremegy. A harmonikavégek és a véghüvelyes hegesztés teljes behatolása érdekében célszerű mikroplazma hegesztéssel készíteni.

Bellow design

A többrétegű csőmembrán kialakítás előnyösebb nagyobb nyomású folyadékok kezelésére (általában két vagy három réteg fémfal). Egy kétrétegű csőmembrán 80-100%-kal növelheti a nyomásértékét az azonos vastagságú egyrétegű csőmembránhoz képest. Alternatív megoldásként, ha egyrétegű csőmembránt használnak, amelynek vastagsága megegyezik egy kétrétegű csőmembrán nyomásértékével, a lökethossz csökken. Így a többrétegű csőmembrán kialakítás határozott előnyt kínál az egyrétegű csőmembránnal szemben. Nyilvánvaló, hogy a csőmembrán ki van téve a fém kifáradásának, és ez a fáradtság hegesztési károsodást okozhat. A fúvóka kifáradási élettartamát a szokásos paraméterek, például a folyadék hőmérséklete és nyomása mellett a gyártási anyag, a gyártási technika, a lökethossz és a löketfrekvencia is befolyásolja.

Fújtató anyagok

A legnépszerűbb rozsdamentes acél harmonikaanyag az AISI 316Ti, amely titánt tartalmaz, hogy ellenálljon a magas hőmérsékletnek. Alternatív megoldásként az Inconel 600 vagy Inconel 625 javítja a fáradási szilárdságot és a korrózióállóságot a rozsdamentes acél csőmembránokhoz képest. Hasonlóképpen, a Hastalloy C-276 nagyobb korrózióállóságot és kifáradási szilárdságot kínál, mint az Inconel 625. A fáradtságállóság növelhető a többszörös harmonikarendszer használatával és a lökethossz csökkentésével; ez jelentősen megnövelheti a fúvóka élettartamát.

Szelep opciók

A csőmembrános tömítésekkel leggyakrabban szerelhető szeleptípusok a kapu és a gömb kialakítása (lásd az 1. ábrát). Ezek belső felépítésük és a szelepszár tengelyirányú mozgása miatt nagyon alkalmasak csőmembránokhoz.
A rendelkezésre álló információk alapján úgy tűnik, hogy a jelenlegi tömítésű szelepek mérete 3 mm-től 650 mm-es NB-ig terjed. A nyomásértékek ANSI 150# és 2500# között állnak rendelkezésre. A szelepek anyaga szénacél, rozsdamentes acél és egzotikus ötvözetek.

Alkalmazások

Hőátadó közeg: a forró olajat általában olyan iparágakban használják, mint a szintetikus szálak / POY (részben orientált fonal). Azonban mindig fennáll a tűzveszély a tűzveszélyes vegyszerekre kiömlött forró olaj miatt. Itt a tömítésű szelepek megállíthatják a szivárgást.

Vákuum / ultra nagy vákuum: egyes alkalmazásokhoz vákuumszivattyúra van szükség a levegő folyamatos elszívásához a csővezetékből. A csővezetékre szerelt bármely hagyományos szelep lehetővé teszi a külső levegő bejutását a csővezetékbe a szeleptömítésen keresztül. Ezért a tömítőgyűrűs szelep az egyetlen megoldás, amely megakadályozza a levegő áthaladását a tömszelencén.
Erősen veszélyes folyadékok: olyan közegek esetében, mint a klór (lásd 2. ábra), hidrogén, ammónia és foszgén, a tömítőgyűrűs szelep ideális kialakítású, mivel a tömszelencen keresztüli szivárgás teljesen kiküszöbölhető.
Atomerőmű, nehézvízi erőmű: olyan esetekben, amikor a sugárzás szivárgását mindenkor meg kell akadályozni, a harmonikus tömítésű szelep a legjobb választás.
Költséges folyadékok: egyes alkalmazásokban a szivárgást el kell kerülni, pusztán a folyadék magas költsége miatt. Itt a gazdasági értékelés gyakran előnyben részesíti a tömítésű szelepek használatát.
Környezetvédelmi előírások: világszerte napról napra szigorodnak a kibocsátásra és a környezetvédelemre vonatkozó előírások. Ezért a vállalatok számára nehézséget okozhat a terjeszkedés a meglévő helyiségeken belül. Harmonikus tömítésű szelepek használatával, bővítés további környezeti hatás nélkül
kár lehetséges.