מבוא לשסתומים אטומים בבלו

מפוח(ים) איטום(אד) שסתומים

דליפה בנקודות שונות בצינורות המצויים במפעלים כימיים יוצרת פליטות. כל נקודות הדליפה הללו ניתנות לאיתור באמצעות שיטות ומכשירים שונים ויש לציין אותן על ידי מהנדס המפעל. נקודות דליפה קריטיות כוללות חיבורי אטם מאוגנים ואריזת בלוטות השסתום/משאבה וכו'. כיום תעשיית התהליך הכימי מתכווננת לטכנולוגיה בטוחה יותר לשמירה על איכות הסביבה והפכה לאחריותו של כל מהנדס תהליך לתכנן מפעלים המגבילים את הפגיעה בסביבה באמצעות מניעת דליפה של כימיקלים רעילים כלשהם.

דליפה מבלוטת השסתום או קופסת המילויהוא בדרך כלל דאגה למהנדס התחזוקה או המפעל. דליפה זו פירושה:
א) אובדן חומר ב) זיהום לאטמוספירה ג) מסוכן לעובדי המפעל.

לדוגמה, קחו את המקרה של דליפת קיטור דרך בלוטת השסתום. ב-150 PSI, מרווח של 0.001 אינץ' בלבד דרך הבלוטה פירושו דליפה בקצב של 25 פאונד לשעה. זה שווה הפסד של 1.2 דולר למשמרת שמונה שעות, או 1,100 דולר לשנה. באופן דומה, ירידה זעירה בקוטר של 0.4 מ"מ לשנייה גורמת לבזבוז של כ-200 ליטר בשנה של שמן או ממס יקרים. ניתן להפחית דליפה זו במידה ניכרת באמצעות שסתום איטום המפוח. מאמר זה יבחן כעת את הבנייה והתפעול של חותם המפוח.

בנייה מתחת

מחסנית המפוח מרותכת הן למכסה השסתום והן לגזע השסתום. למחסנית המפוח יש מספר פיתולים והפיתולים הללו הופכים לדחוסים או מתרחבים בהתאם לתנועת גזע השסתום. (באופן מדעי, המפוח נדחס כאשר השסתום במצב פתוח ומתרחב כאשר השסתום במצב סגור). חשוב להתקין כראוי את גופי השסתום. ניתן לאטום את המפוח לשסתומים בשתי דרכים שונות. ראשית, ניתן לרתך את המפוח לגזע השסתום בחלק העליון ולגוף השסתום בתחתית. במקרה זה נוזל התהליך כלול בתוך המפוח או בשיטה השנייה המפוח מרותך לגזע השסתום בתחתית והגוף בחלק העליון. במקרה זה נוזל התהליך כלול באזור הטבעתי שבין מכסה השסתום למפוח (מבחוץ).

המפוח הוא מרכיב קריטי ומהווה את הלב של שסתומי איטום המפוח. כדי למנוע כל פיתול של המפוח, על השסתום להיות בעל גזע עם תנועה ליניארית בלבד. ניתן להשיג זאת באמצעות מה שנקרא אגוז שרוול בחלק ה-Joke של מכסה השסתום. גלגל יד מותקן על אום השרוול המעביר למעשה תנועה סיבובית של גלגל היד לתנועה ליניארית בגבעול השסתום.

סוגי מפוח

ישנם שני סוגים עיקריים של מפוח: המפוח המחושל והמפוח המרותך. מפוח מעוצב עשוי מגלגול יריעה שטוחה (רדיד קיר דק) לתוך צינור אשר לאחר מכן מרותך בהיתוך אורכי. צינור זה נוצר לאחר מכן באופן מכאני או הידרוסטטי למפוח עם קפלים מעוגלים ומרווחים. מפוח עלה מרותך מיוצר על ידי ריתוך לוחות דמויי מכונת כביסה ממתכת דקה יחד בהיקף הפנימי והחיצוני של הדסקיות - כמו צלחות. למפוח עלים מרותך יש יותר קפלים ליחידת אורך בהשוואה למפוח מזויף. לפיכך, עבור אותו אורך מהלך, המפוח המחושל ארוך פי שניים עד שלוש מעמיתיהם העלים המרותכים.

על פי הדיווחים, מפוחים מחושלים מכנית נכשלים במקומות אקראיים, בעוד שהעלה המרותך בדרך כלל נכשל בריתוך או ליד אותו. כדי להבטיח חדירה מלאה של קצוות מפוח וריתוך קולר קצה רצוי לייצר באמצעות ריתוך מיקרו פלזמה.

עיצוב מפוח

עיצוב המפוח הרב-שכבתי עדיף לטיפול בנוזלים בלחץ גבוה יותר (בדרך כלל שניים או שלושה שכבות של דופן המתכת). מפוח דו-שכבתי יכול להגדיל את דירוג הלחץ שלו ב-80% עד 100% בהשוואה למפוח יחיד בעל אותו עובי. לחילופין, אם נעשה שימוש במפוח רבד אחד בעובי שווה ערך לדירוג לחץ של מפוח דו-שכבתי, אורך המהלך מצטמצם. לפיכך, עיצוב מפוח רב-שכבתי מציע יתרון מובהק על פני מפוח יחיד. ברור שהמפוח נתון לעייפות מתכת ועייפות זו עלולה לגרום לכשל ריתוך. חיי העייפות במפוח מושפעים מחומר הבנייה, טכניקת הייצור, אורך המהלך ותדירות המהלכים, בנוסף לפרמטרים הרגילים כגון טמפרטורת נוזל ולחץ.

חומרי מפוח

חומר המפוח הפופולרי ביותר מנירוסטה הוא AISI 316Ti המכילים טיטניום כדי לעמוד בטמפרטורות גבוהות. לחלופין, Inconel 600 או Inconel 625 משפרים את חוזק העייפות ועמידות בפני קורוזיה בהשוואה למפוחי נירוסטה. באופן דומה, Hastalloy C-276 מציע עמידות בפני קורוזיה וחוזק עייפות גדולים יותר מאשר Inconel 625. ניתן לשפר עמידות בפני עייפות על ידי שימוש במערכת מפוח כפולה והפחתת אורך המהלך; זה יכול להגדיל באופן משמעותי את חיי השירות של המפוח.

אפשרויות שסתום

סוגי השסתומים הנפוצים ביותר לשילוב עם אטמי מפוח הם עיצובי השער והכדור (ראה איור 1). אלה מתאימים מאוד לשימוש עם מפוח בשל המבנה הפנימי שלהם והתנועה הצירית של גזע השסתום.
בהתבסס על מידע זמין, נראה כי שסתומי איטום מפוח נוכחיים נעים בגודל של 3 מ"מ NB עד 650 מ"מ NB. דירוגי לחץ זמינים בין ANSI 150# עד 2500#. אפשרויות החומר עבור השסתומים כוללות פלדת פחמן, נירוסטה וסגסוגות אקזוטיות.

יישומים

אמצעי העברת חום: שמן חם משמש בדרך כלל בתעשיות כגון סיבים סינתטיים / POY (חוט מכוון חלקית). עם זאת, תמיד קיים סיכון של שריפה עקב שפיכת שמן חם על כימיקלים דליקים מאוד. כאן, שסתומי אטם מפוח יכולים לעצור את הדליפה.

ואקום / ואקום אולטרה גבוה: יישומים מסוימים דורשים משאבת ואקום כדי לחלץ אוויר ללא הרף מצינור. כל שסתומים קונבנציונליים המותקנים על הצינור יכולים לאפשר לאוויר חיצוני להיכנס לצינור דרך תיבת המילוי של השסתום. מכאן שסתום איטום המפוח הוא הפתרון היחיד למניעת מעבר אוויר דרך קופסת המילוי.
נוזלים מסוכנים ביותר: עבור מדיה כגון כלור (ראה איור 2), מימן, אמוניה ופוסגן, שסתום איטום המפוח הוא עיצוב אידיאלי שכן הדליפה דרך הבלוטה מבוטלת לחלוטין.
מפעל גרעיני, מפעל מים כבדים: במקרים בהם יש למנוע דליפת קרינה בכל עת, שסתום אטם המפוח הוא הבחירה האולטימטיבית.
נוזלים יקרים: ביישומים מסוימים יש להימנע מנזילות רק בגלל העלות הגבוהה של הנוזל. כאן, הערכה כלכלית מעדיפה לעתים קרובות את השימוש בשסתומי אטם מפוח.
תקנים סביבתיים: ברחבי העולם, התקנים לגבי פליטות ואיכות הסביבה הולכים ומחמירים מיום ליום. לכן יכול להיות קשה לחברות להתרחב בתוך השטח הקיים. עם שימוש בשסתומי אטם מפוח, הרחבה ללא תוספת סביבתית
נזק אפשרי.