חֲדָשׁוֹת

מבוא לשסתומי איטום לחץ

מבוא לשסתומי איטום לחץ

שסתומי איטום לחץ

בניית אטם לחץ מאומצת עבור שסתומים עבור שירות בלחץ גבוה, בדרך כלל מעל 170 בר. התכונה הייחודית של אטם הלחץ מכסה היא שאיטום מפרקי הגוף-מכסה משתפר ככל שהלחץ הפנימי ב-Venve גדל, בהשוואה למבנים אחרים שבהם העלייה בלחץ הפנימי נוטה ליצור דליפות במפרק הגוף-Bonnet.

עיצוב אטם לחץ

שסתום איטום לחץ
  • A/B - נטייה של מכסה המנוע לנוע למעלה או למטה עם שינוי הלחץ
  • C – לחץ מערכת
  • ד – כוחות איטום כתוצאה מלחץ

ככל שהלחץ הפנימי גבוה יותר, כוח האיטום גדול יותר. פירוק קל מתאפשר על ידי הפלת מכלול המצנפת לתוך חלל הגוף והוצאת טבעות הדחף המחולקות באמצעות סיכת דחיפה.

בהסתמך על עקרונות עיצוב פשוטים למדי, שסתומי איטום לחץ הוכיחו את יכולתם להתמודד עם יישומי בידוד קיטור מאובנים ודורשים יותר ויותר, כאשר מתכננים ממשיכים לדחוף מעטפות לחץ/טמפרטורה של דוודים, HRSG ומערכות צנרת. שסתומי איטום לחץ זמינים בדרך כלל בטווחי גודל של 2 אינץ' עד 24 אינץ' ובדרגות לחץ ASME B16.34 מ-#600 ל-#2500, אם כי יצרנים מסוימים יכולים לספק את הצורך בקטרים ​​גדולים יותר ובדירוגים גבוהים יותר עבור יישומים מיוחדים.

שסתומי אטם בלחץ זמינים באיכויות חומר רבות כגון A105 מזויפים ו-Gr.WCB יצוק, סגסוגת F22 מזויפת ויציקת Gr.WC9; F11 מזויף וגבס Gr.WC6, F316 מחושל נירוסטה אוסטינית וגבס Gr.CF8M; עבור מעל 500 מעלות צלזיוס, F316H מזויפים ודרגות יציקה אוסטינית מתאימות.

ניתן לייחס את תפיסת עיצוב אטם הלחץ לאמצע שנות ה-1900, כאשר, מול הלחצים והטמפרטורות הגוברות (בעיקר ביישומי חשמל), החלו יצרני השסתומים לתכנן חלופות לגישה המסורתית עם הברגה לאיטום מפרק הגוף/מכסה המנוע. . יחד עם אספקת רמה גבוהה יותר של תקינות איטום גבול הלחץ, רבים מתכנוני שסתום איטום הלחץ שקלו משמעותית פחות מעמיתיהם של שסתום המכסה המוברגים.

מצנפים מוברגים מול אטמי לחץ

כדי להבין טוב יותר את תפיסת עיצוב אטמי הלחץ, הבה נעמיד את מנגנון האיטום של גוף אל מכסה מנוע בין מכסה מנוע מוברג ואטמי לחץ.איור 1מתאר את השסתום האופייני למכסה הברגה. אוגן הגוף ואוגן המכסה מחוברים על ידי חתיכים ואומים, עם אטם בעיצוב מתאים/חומר מוכנס בין פני האוגן כדי להקל על האיטום. חתיכים/אומים/ברגים מהודקים למומנטים שנקבעו בתבנית שהוגדרה על ידי היצרן כדי להשפיע על איטום אופטימלי. עם זאת, ככל שלחץ המערכת עולה, גדל גם פוטנציאל הדליפה דרך מפרק הגוף / מכסה המנוע.

עכשיו בואו נסתכל על מפרק איטום הלחץ המפורט באיור 2שימו לב להבדלים בתצורות מפרקי הגוף/מכסה המנוע המתאימות. רוב העיצובים של אטמי הלחץ כוללים "בריגים לאיסוף מכסה המנוע" כדי למשוך את המכסה למעלה ולאטום נגד אטם אטם הלחץ. זה בתורו יוצר אטימה בין האטם לבין הדיאלוג הפנימי (ID) של גוף השסתום.

שסתום מנוע מוברג
שסתום איטום לחץ

טבעת דחף מפולחת שומרת על העומס. היופי בעיצוב אטם הלחץ הוא שככל שלחץ המערכת גדל, כך גם העומס על מכסה המנוע, ובהתאמה, אטם אטם הלחץ גדל. לכן, בשסתומי איטום בלחץ, ככל שלחץ המערכת עולה, פוטנציאל הדליפה דרך מפרק הגוף/מצנפת יורד.

לגישת תכנון זו יתרונות מובהקים על פני שסתומי מכסה מנוע מוברגים בקיטור ראשי, מי הזנה, מעקף טורבינות ומערכות תחנות כוח אחרות הדורשות שסתומים שיכולים להתמודד עם האתגרים הגלומים ביישומי לחץ גבוה וטמפרטורה.
אבל עם השנים, ככל שהלחצים/טמפרטורות ההפעלה גדלו, ועם הופעת מפעלי השיא, אותו לחץ מערכת חולף שסייע לאיטום הרס גם את שלמות מפרקי איטום הלחץ.

אטמי לחץ אטם

אחד המרכיבים העיקריים המעורבים באיטום שסתום איטום הלחץ הוא האטם עצמו. אטמי איטום לחץ מוקדם יוצרו מברזל או פלדה רכה. אטמים אלה צויפו לאחר מכן בכסף כדי לנצל את יכולתו של חומר הציפוי הרך יותר לספק אטימה הדוקה יותר. עקב הלחץ שהופעל במהלך בדיקת ההידרו-טיסט של השסתום, נלקח "סט" (או דפורמציה של פרופיל האטם) בין המצנפת לאטם. בגלל בורג איסוף המכסה המובנה וגמישות מפרק איטום הלחץ, קיים הפוטנציאל של המכסה לזוז ולהישבר ש"התקבע" כאשר הוא נתון ללחץ המערכת עולה/יורד, וכתוצאה מכך דליפת מפרק גוף/מכסה.

ניתן לשלול בעיה זו ביעילות על ידי ניצול התרגול של "הפעלת מומנט חם" של ברגי התפוסה של מכסה המנוע לאחר השוואת לחץ וטמפרטורה במערכת, אך זה הצריך אנשי תחזוקה של בעלים/משתמשים לעשות זאת לאחר הפעלת המפעל. אם נוהג זה לא הוקפד, קיים פוטנציאל לדליפה דרך מפרק הגוף/מכסה המנוע, דבר שעלול לגרום נזק לאטם אטם הלחץ, המצנפת ו/או המזהה של גוף השסתום, כמו גם ליצור בעיות מורכבות וחוסר יעילות ש- דליפת קיטור עלולה לגרום לפעילות המפעל. כתוצאה מכך, מעצבי Valve נקטו במספר צעדים כדי לטפל בבעיה זו.

איור 2 מציג שילוב של ברגי איסוף מצנפת בעלי עומס חי (ובכך שומרים על עומס קבוע על האטם, וממזערים את פוטנציאל הדליפה) והחלפת אטם אטם הלחץ ברזל/פלדה רכה, מצופה כסף באטם העשוי ממיטה- נוצר גרפיט. ניתן להתקין את עיצוב האטם המוצג באיור 3 בשסתומי איטום לחץ שסופקו בעבר עם האטם המסורתי. הופעת אטמי הגרפיט חיזקה עוד יותר את האמינות והביצועים של שסתום אטם הלחץ ברוב היישומים ואפילו למחזורי הפעלה/עצירה יומיומיים.

למרות שיצרנים רבים עדיין ממליצים על "מומנט חם", הפוטנציאל לדליפה כאשר זה לא נעשה פוחת מאוד. משטחי הישיבה בשסתומים אטומים בלחץ, כמו בשסתומים רבים בתחנות כוח, נתונים, באופן יחסי, לעומסי ישיבה גבוהים מאוד. שלמות המושב נשמרת כפונקציה של סובלנות עיבוד הדוקים בחלקי הרכיבים, אמצעים לספק את המומנט הדרוש לפתיחה/סגירה כפונקציה של גלגלי שיניים או הפעלה, ובחירה/יישום של חומרים מתאימים למשטחי ישיבה.

סגסוגות קשיחות על בסיס קובלט, ניקל וברזל משמשות לעמידות בפני שחיקה אופטימלית של משטחי הישיבה של הטריז/דיסק וטבעת המושב. הנפוץ ביותר הוא החומרים CoCr-A (למשל, Stellite). חומרים אלה מיושמים במגוון תהליכים, כולל קשת מתכת מסוככת, קשת מתכת גז, קשת טונגסטן גז וקשת פלזמה (מועברת). שסתומי גלובוס אטמי לחץ רבים מתוכננים עם מושבים קשיחים אינטגרליים, בעוד שלשסתום השער ושסתומי הסימון יש בדרך כלל טבעות מושב קשיחות המרותכות לתוך גוף השסתום.

מינוח שסתומים

אם התמודדת עם שסתומים במשך זמן רב, בוודאי שמת לב שיצרני שסתומים אינם יצירתיים מדי עם המונחים והשפה המשמשים בעסק. קח לדוגמה, "שסתומי מכסה מנוע מוברגים". הגוף מוברג למכסה המנוע כדי לשמור על שלמות המערכת. עבור "שסתומי איטום בלחץ", לחץ המערכת מסייע למנגנון האיטום. עבור "עצירה/בדוק שסתומים", כאשר גזע השסתום במצב סגור, הזרימה נעצרת מכנית, אך כאשר היא במצב פתוח, הדיסק חופשי לפעול לבדיקת היפוך זרימה. אותו עיקרון חל על מינוחים אחרים המשמשים לעיצוב, כמו גם סוגי שסתומים וחלקיהם המרכיבים.


זמן פרסום: 11 במאי 2020