Bevezetés a nyomászáró szelepekbe
Nyomászáró szelepek
Nyomástömítés konstrukciót alkalmaznak a nagynyomású szelepekhez, amelyek általában 170 bar felett vannak. A motorháztető nyomástömítésének egyedülálló tulajdonsága, hogy a karosszéria-motorháztető csatlakozások tömítései javulnak a szelep belső nyomásának növekedésével, összehasonlítva más szerkezetekkel, ahol a belső nyomás növekedése szivárgást okoz a karosszéria-motorháztető csatlakozásban.
Nyomástömítés kialakítása
- A/B – A motorháztető hajlamos felfelé vagy lefelé mozogni a nyomás változásával
- C – Rendszernyomás
- D – Nyomásból eredő tömítőerők
Minél nagyobb a belső nyomás, annál nagyobb a tömítőerő. Az egyszerű szétszerelést úgy teszi lehetővé, hogy a motorháztető szerelvényt a karosszéria üregébe ejtjük, és egy nyomócsap segítségével kihajtjuk a négyszegmenses nyomógyűrűket.
A meglehetősen egyszerű tervezési elvekre támaszkodva a nyomótömítésű szelepek bebizonyították, hogy képesek kezelni az egyre nagyobb igénybevételt jelentő fosszilis és kombinált ciklusú gőzszigetelési alkalmazásokat, miközben a tervezők továbbra is a kazán, a HRSG és a csőrendszer nyomás/hőmérséklet határait támasztják alá. Nyomástömítés A szelepek általában 2 hüvelyk és 24 hüvelyk közötti mérettartományban és ASME B16.34 nyomásosztályban, #600 és #2500 között kaphatók, bár egyes gyártók nagyobb átmérőkre és magasabb besorolásokra is képesek a speciális alkalmazásokhoz.
Nyomástömítés A szelepek számos anyagminőségben kaphatók, mint például A105 kovácsolt és Gr.WCB öntvény, ötvözet F22 kovácsolt és Gr.WC9 öntvény; F11 kovácsolt és Gr.WC6 öntött, ausztenites rozsdamentes F316 kovácsolt és Gr.CF8M öntvény; 500°C feletti hőmérséklethez, F316H kovácsolt és megfelelő ausztenites öntvényminőségekhez.
A nyomótömítés tervezési koncepciója az 1900-as évek közepére vezethető vissza, amikor az egyre növekvő nyomással és hőmérséklettel (elsősorban az erőátviteli alkalmazásokban) a szelepgyártók elkezdtek alternatívákat tervezni a hagyományos csavarozott motorháztetős megközelítéshez a karosszéria/motorháztető csatlakozás tömítésére. . A nyomáshatárok tömítésének nagyobb fokú integritásának biztosítása mellett számos nyomótömítés-szelep-konstrukció lényegesen kisebb volt, mint a csavaros motorháztető-szelepes társai.
Csavarozott motorháztetők és nyomótömítések
A nyomótömítés tervezési koncepciójának jobb megértése érdekében állítsuk szembe a test és a motorháztető közötti tömítőmechanizmust a csavaros motorháztetők és a nyomótömítések között.1. ábraa tipikus csavaros motorháztetős szelepet ábrázolja. A karosszéria karimája és a motorháztető karimája csapokkal és anyákkal van összekötve, a karima felületei közé megfelelő kialakítású/anyagú tömítéssel a tömítés megkönnyítése érdekében. A tőcsavarokat/anyákat/csavarokat az előírt nyomatékkal a gyártó által meghatározott minta szerint húzzák meg az optimális tömítés befolyásolása érdekében. A rendszernyomás növekedésével azonban a karosszéria/motorháztető csatlakozásán keresztüli szivárgás lehetősége is megnő.
Most nézzük meg a részletezett nyomótömítés csatlakozását2. ábraVegye figyelembe a különböző karosszéria/motorháztető csukló konfigurációk közötti különbségeket. A legtöbb nyomótömítés-konstrukció „motorháztető-felvevő csavarokat” tartalmaz, amelyek felhúzzák a motorháztetőt és tömítik a nyomótömítés tömítését. Ez viszont tömítést hoz létre a tömítés és a szeleptest belső átmérője (ID) között.
A szegmentált tológyűrű tartja fenn a terhelést. A nyomástömítés kialakításának szépsége abban rejlik, hogy a rendszer nyomásának növekedésével a motorháztető és ennek megfelelően a nyomótömítés tömítése is növekszik. Ezért a nyomótömítésű szelepeknél a rendszernyomás növekedésével a ház/motorháztető csatlakozáson keresztüli szivárgás lehetősége csökken.
Ez a tervezési megközelítés határozott előnyökkel rendelkezik a csavarozott motorháztetős szelepekkel szemben a fő gőzben, a tápvízben, a turbina bypass-ban és más olyan erőművi rendszerekben, amelyek olyan szelepeket igényelnek, amelyek képesek kezelni a nagynyomású és hőmérsékleti alkalmazásokban rejlő kihívásokat.
De az évek során, ahogy az üzemi nyomás/hőmérséklet nőtt, és a csúcsértékeket elérő üzemek megjelenésével ugyanez a tranziens rendszernyomás, amely elősegítette a tömítést, szintén tönkretette a nyomótömítés csatlakozásának integritását.
Nyomás alatti tömítések
A nyomótömítés tömítésének egyik elsődleges alkotóeleme a szelep maga a tömítés. A korai nyomótömítések vasból vagy lágyacélból készültek. Ezeket a tömítéseket ezt követően ezüstözöttek, hogy kihasználják a lágyabb bevonóanyag szorosabb tömítést biztosító képességét. A szelep hidrotesztje során alkalmazott nyomás miatt a motorháztető és a tömítés között „beállítás” (vagy a tömítésprofil deformációja) történt. A motorháztető belső felfogócsavarjának és nyomótömítésének csuklójának rugalmassága miatt fennállt annak a lehetősége, hogy a motorháztető elmozduljon és eltörje ezt a „készletet”, amikor a rendszer nyomásának növekedése/csökkenése volt kitéve, és ennek eredményeként a karosszéria/motorháztető csuklója szivárog.
Ez a probléma hatékonyan kiküszöbölhető a motorháztető felvevőcsavarjainak a rendszernyomás és hőmérséklet kiegyenlítés utáni „forró meghúzásának” gyakorlatával, de ehhez a tulajdonos/felhasználó karbantartó személyzetére volt szükség az üzem beindítása után. Ha ezt a gyakorlatot nem tartják be, fennáll a szivárgás lehetősége a karosszérián/motorháztető kötésén keresztül, ami károsíthatja a nyomótömítés tömítését, a motorháztetőt és/vagy a szeleptest belső azonosítóját, valamint súlyosbíthatja a problémákat és a nem megfelelő hatékonyságot gőzszivárgás hatással lehet az üzem működésére. Ennek eredményeként a Valve tervezői több lépést is tettek a probléma megoldására.
A 2. ábra feszültség alatti terhelésű motorháztető-felvevő csavarok kombinációját mutatja (ezáltal állandó terhelést tart a tömítésen, minimálisra csökkenti a szivárgás lehetőségét) és a vas/lágyacél, ezüstözött nyomótömítés tömítésének cseréjét egy présszerszámból készültre. képződött grafit. A 3. ábrán látható tömítés kialakítása beépíthető a korábban hagyományos típusú tömítéssel szállított nyomótömítésű szelepekbe. A grafit tömítések megjelenése tovább szilárdította a nyomástömítés szelepének megbízhatóságát és teljesítményét a legtöbb alkalmazásban, és még a napi indítási/leállítási ciklusokban is.
Bár sok gyártó továbbra is a „forró nyomatékosítást” ajánlja, a szivárgás lehetősége, ha ezt nem teszik meg, jelentősen csökken. A nyomótömítésű szelepek ülékfelületei, mint sok erőművi szelepnél, viszonylag nagy ülékterhelésnek vannak kitéve. Az ülés sértetlensége az alkatrészek szűk megmunkálási tűrésének, a nyitáshoz/záráshoz szükséges nyomaték biztosításának a fogaskerekek vagy a működtetés függvényében, valamint az ülőfelületek megfelelő anyagok kiválasztásának/felhasználásának függvénye.
Kobalt, nikkel és vas alapú kemény bevonatú ötvözeteket használnak az ék/tárcsa és az ülésgyűrű ülékfelületeinek optimális kopásállósága érdekében. Leggyakrabban a CoCr-A (pl. Stellite) anyagokat használják. Ezeket az anyagokat számos eljárással alkalmazzák, beleértve az árnyékolt fémívet, a gázos fémívet, a gáz wolframívet és a plazma (transzferált) ívet. Sok nyomótömítésű gömbszelepet beépített keményfelületű ülésekkel terveztek, míg a tolózár és a visszacsapó szelepek jellemzően kemény felületű ülékgyűrűkkel rendelkeznek, amelyek a szeleptestbe vannak hegesztve.
Valving terminológia
Ha már régóta foglalkozott a szelepekkel, valószínűleg észrevette, hogy a szelepgyártók nem túlságosan kreatívak az üzletben használt kifejezésekkel és köznyelvvel. Vegyük például a „csavarozott motorháztető szelepeket”. A test a motorháztetőhöz van csavarozva a rendszer integritásának megőrzése érdekében. A „nyomásos tömítésű szelepek” esetében a rendszernyomás segíti a tömítőmechanizmust. Az „elzáró/ellenőrző szelepek” esetében, amikor a szelepszár zárt helyzetben van, az áramlás mechanikusan leáll, de nyitott helyzetben a tárcsa szabadon mozoghat, hogy ellenőrizze az áramlás megfordítását. Ugyanez az elv vonatkozik a tervezéshez használt egyéb terminológiákra, valamint a szeleptípusokra és alkatrészeikre.
Feladás időpontja: 2020. május 11