Wprowadzenie do zaworów mieszkowych

Uszczelki mieszkowe Zawory

Wycieki w różnych punktach rurociągów występujące w zakładach chemicznych powodują emisję. Wszystkie takie punkty wycieków można wykryć za pomocą różnych metod i przyrządów i powinny zostać odnotowane przez inżyniera zakładu. Do krytycznych punktów wycieku zaliczają się połączenia uszczelek kołnierzowych oraz uszczelnienie zaworu/dławika pompy itp. Obecnie przemysł procesów chemicznych zmierza w kierunku bezpieczniejszej technologii w celu lepszej ochrony środowiska, a obowiązkiem każdego inżyniera procesu stało się projektowanie instalacji ograniczających szkody dla środowiska poprzez zapobieganie wyciekom jakichkolwiek toksycznych chemikaliów.

Wyciek z dławika zaworu lub dławnicyzwykle stanowi problem dla konserwatora lub inżyniera zakładu. Ten wyciek oznacza:
a) Strata materiału b) Zanieczyszczenie atmosfery c) Niebezpieczne dla pracowników zakładu.

Weźmy na przykład wyciek pary przez dławik zaworu. Przy ciśnieniu 150 PSI prześwit wynoszący zaledwie 0,001 cala przez dławik będzie oznaczać wyciek z szybkością 25 funtów na godzinę. Odpowiada to stracie 1,2 dolara na ośmiogodzinną zmianę, czyli 1100 dolarów rocznie. Podobnie niewielka kropla o średnicy 0,4 mm na sekundę powoduje marnowanie około 200 litrów drogiego oleju lub rozpuszczalnika rocznie. Wyciek ten można znacznie zmniejszyć stosując zawór z mieszkiem uszczelniającym. W tym artykule omówimy teraz konstrukcję i działanie uszczelnienia mieszkowego.

Konstrukcja mieszkowa

Wkład mieszkalny jest przyspawany zarówno do pokrywy zaworu, jak i do trzpienia zaworu. Wkład mieszkowy ma wiele zwojów, które ulegają ściskaniu lub rozszerzaniu w zależności od ruchu trzpienia zaworu. (Z naukowego punktu widzenia miech zostaje ściśnięty, gdy zawór jest w pozycji otwartej, i rozciągnięty, gdy zawór jest w stanie zamkniętym). Ważne jest, aby prawidłowo zainstalować korpusy zaworów. Mieszek można uszczelnić do zaworów na dwa różne sposoby. Po pierwsze, mieszek można przyspawać do trzpienia zaworu u góry, a korpusu zaworu u dołu. W tym przypadku ciecz procesowa znajduje się wewnątrz mieszka, lub w drugim sposobie mieszek jest przyspawany do trzpienia zaworu od dołu i korpusu od góry. W tym przypadku ciecz procesowa znajduje się w pierścieniowym obszarze pomiędzy pokrywą zaworu a mieszkiem (od zewnątrz).

Mieszek jest kluczowym elementem i stanowi serce zaworów z uszczelką mieszkową. Aby uniknąć skręcenia miecha, zawór musi mieć trzpień o ruchu wyłącznie liniowym. Można to osiągnąć za pomocą tak zwanej nakrętki tulejowej w części jarzmowej pokrywy zaworu. Na nakrętce tulejowej zamontowane jest pokrętło, które skutecznie przenosi ruch obrotowy pokrętła na ruch liniowy trzpienia zaworu.

Poniżej typy

Istnieją dwa główne typy mieszków: mieszek kuty i mieszek spawany. Miechy formowane powstają w wyniku zwinięcia płaskiego arkusza (folii cienkościennej) w rurę, która jest następnie zespawana wzdłużnie. Rura ta jest następnie formowana mechanicznie lub hydrostatycznie w mieszek z zaokrąglonymi i szeroko rozstawionymi fałdami. Spawany mieszek skrzydełkowy wytwarza się poprzez zespawanie ze sobą przypominających podkładki płytek z cienkiego metalu, zarówno na wewnętrznym, jak i zewnętrznym obwodzie podkładek. Miech spawany ma więcej fałd na jednostkę długości w porównaniu z miechem kutym. Zatem przy tej samej długości skoku kute mieszki są dwa do trzech razy dłuższe niż ich spawane odpowiedniki.

Według doniesień mechanicznie kuty mieszek ulega uszkodzeniu w przypadkowych miejscach, podczas gdy spawane skrzydło zwykle ulega uszkodzeniu w miejscu spoiny lub w jej pobliżu. Aby zapewnić pełną penetrację końcówek mieszków i spawania kołnierzy końcowych, zaleca się wytwarzanie metodą spawania mikroplazmowego.

Poniżej projekt

Konstrukcja mieszka wielowarstwowego jest preferowana w przypadku cieczy pod wyższym ciśnieniem (zwykle dwie lub trzy warstwy metalowej ścianki). Miech dwuwarstwowy może zwiększyć swoje ciśnienie znamionowe o 80% do 100% w porównaniu z mieszkiem jednowarstwowym o tej samej grubości. Alternatywnie, jeśli zastosowany zostanie mieszek jednowarstwowy o grubości odpowiadającej ciśnieniu znamionowemu mieszka dwuwarstwowego, długość skoku zostanie zmniejszona. Zatem konstrukcja mieszka wielowarstwowego zapewnia wyraźną przewagę nad mieszkiem jednowarstwowym. Jest oczywiste, że mieszek podlega zmęczeniu metalu, które może spowodować uszkodzenie spoiny. Na trwałość zmęczeniową miecha wpływa materiał konstrukcyjny, technika produkcji, długość skoku i częstotliwość skoku, a także zwykłe parametry, takie jak temperatura i ciśnienie płynu.

Poniżej materiały

Najpopularniejszym materiałem mieszków ze stali nierdzewnej jest AISI 316Ti, który zawiera tytan, aby wytrzymać wysokie temperatury. Alternatywnie Inconel 600 lub Inconel 625 poprawiają wytrzymałość zmęczeniową i odporność na korozję w porównaniu z mieszkami ze stali nierdzewnej. Podobnie Hastalloy C-276 oferuje większą odporność na korozję i wytrzymałość zmęczeniową niż Inconel 625. Odporność na zmęczenie można poprawić stosując układ z wieloma mieszkami i zmniejszając długość skoku; może to znacznie zwiększyć żywotność miecha.

Opcje zaworów

Najpopularniejszymi typami zaworów, które można wyposażyć w uszczelnienia mieszkowe, są zawory zasuwowe i grzybkowe (patrz rysunek 1). Są one bardzo odpowiednie do stosowania z mieszkami ze względu na ich wewnętrzną konstrukcję i osiowy ruch trzpienia zaworu.
W oparciu o dostępne informacje wydaje się, że obecne rozmiary zaworów z mieszkiem wahadłowym wahają się od 3 mm NB do 650 mm NB. Dostępne są wartości ciśnienia od ANSI 150# do 2500#. Opcje materiałowe zaworów obejmują stal węglową, stal nierdzewną i stopy egzotyczne.

Aplikacje

Nośniki do przenoszenia ciepła: gorący olej jest powszechnie stosowany w takich gałęziach przemysłu, jak włókna syntetyczne / POY (przędza częściowo zorientowana). Jednakże zawsze istnieje ryzyko pożaru w wyniku rozlania gorącego oleju na wysoce łatwopalne chemikalia. Tutaj uszczelka mieszkowa Zawory mogą zatrzymać wyciek.

Próżnia / bardzo wysoka próżnia: niektóre zastosowania wymagają pompy próżniowej do ciągłego usuwania powietrza z rurociągu. Dowolne konwencjonalne zawory zainstalowane na rurociągu umożliwiają przedostanie się powietrza zewnętrznego do rurociągu przez dławnicę zaworu. Dlatego też zawór z mieszkiem uszczelniającym jest jedynym rozwiązaniem zapobiegającym przedostawaniu się powietrza przez dławnicę.
Wysoce niebezpieczne ciecze: w przypadku mediów takich jak chlor (patrz rysunek 2), wodór, amoniak i fosgen, zawór z uszczelką mieszkową jest idealną konstrukcją, ponieważ całkowicie eliminuje wycieki przez dławik.
Elektrownia jądrowa, instalacja ciężkiej wody: w przypadkach, w których należy stale zapobiegać wyciekom promieniowania, najlepszym wyborem jest zawór z uszczelką mieszkową.
Drogie płyny: w niektórych zastosowaniach należy unikać wycieków po prostu ze względu na wysoki koszt płynu. W tym przypadku ocena ekonomiczna często faworyzuje zastosowanie zaworów z uszczelką mieszkową.
Normy środowiskowe: na całym świecie normy dotyczące emisji i ochrony środowiska stają się z dnia na dzień coraz bardziej rygorystyczne. Dlatego też firmom może być trudno rozwijać się w istniejących obiektach. Przy zastosowaniu zaworów z uszczelką mieszkową, rozprężanie bez dodatkowego otoczenia
możliwe jest uszkodzenie.