Introducere în supapele etanșate cu burduf

Supape de etanșare cu burduf(uri).

Scurgerile în diferite puncte ale conductelor găsite în fabricile chimice creează emisii. Toate aceste puncte de scurgere pot fi detectate folosind diferite metode și instrumente și trebuie notate de către inginerul instalației. Punctele critice de scurgere includ îmbinările garniturii cu flanșă și garnitura supapă / presetupă pompei, etc. Astăzi, industria proceselor chimice se orientează către o tehnologie mai sigură pentru o mai bună protecție a mediului și a devenit responsabilitatea fiecărui inginer de proces să proiecteze instalații care să limiteze daunele aduse mediului prin prevenirea scurgerii oricăror substanțe chimice toxice.

Scurgeri de la glanda supapă sau de la cutia de presareeste în mod normal o preocupare pentru inginerul de întreținere sau instalație. Această scurgere înseamnă:
a) Pierderea de material b) Poluarea atmosferei c) Periculoasă pentru angajații fabricii.

De exemplu, luați cazul unei scurgeri de abur prin glanda supapă. La 150 PSI, un spațiu liber de doar 0,001 inchi prin glandă va însemna o scurgere la o rată de 25 lb/oră. Aceasta echivalează cu o pierdere de 1,2 USD pe tură de opt ore sau 1.100 USD pe an. În mod similar, o picătură mică de 0,4 mm diametru pe secundă are ca rezultat o risipă de aproximativ 200 de litri pe an de ulei sau solvent costisitor. Această scurgere poate fi redusă considerabil utilizând supapa de etanșare de burduf. Acest articol va lua în considerare acum construcția și funcționarea garniturii de burduf.

Construcție cu burduf

Cartușul de burduf este sudat atât la capota supapei, cât și la tija supapei. Cartușul de burduf are un număr de circumvoluții și aceste circumvoluții devin comprimate sau extinse în funcție de mișcarea tijei supapei. (Din punct de vedere științific, burduful este comprimat când supapa este în poziția deschisă și extins când supapa este în stare închisă). Este important să instalați corect corpurile supapelor. Burduful poate fi etanșat pe supape în două moduri diferite. În primul rând, burduful poate fi sudat la tija supapei în partea de sus și la corpul supapei în partea de jos. În acest caz, fluidul de proces este conținut în interiorul burdufului sau, în a doua metodă, burduful este sudat la tija supapei în partea de jos și a corpului în partea de sus. În acest caz, fluidul de proces este conținut în regiunea inelară dintre capota supapei și burduf (din exterior).

Burduful este o componentă critică și formează inima supapelor de etanșare de burduf. Pentru a evita orice răsucire a burdufului, supapa trebuie să aibă o tijă doar cu mișcare liniară. Acest lucru poate fi realizat folosind o așa-numită piuliță-manșon la porțiunea jug a capacului supapei. Pe piulița manșonului este montată o roată de mână care transferă efectiv o mișcare de rotație a roții de mână într-o mișcare liniară în tija supapei.

Tipuri de burduf

Există două tipuri principale de burduf: burduf forjat și burduf sudat. Burduful de tip format este realizat din rularea unei foi plate (folie de perete subțire) într-un tub care este apoi sudat prin topire longitudinală. Acest tub este ulterior format mecanic sau hidrostatic într-un burduf cu pliuri rotunjite și larg distanțate. Burduful de tip foi sudate este realizat prin sudarea unor plăci de metal subțire în formă de șaibe, atât la circumferința interioară, cât și la cea exterioară a șaibelor – plăci asemănătoare. Un burduf cu frunze sudate are mai multe pliuri pe unitate de lungime în comparație cu burduful forjat. Astfel, pentru aceeași lungime de cursă, burdufurile forjate sunt de două până la trei ori mai lungi decât omologii lor cu frunze sudate.

Se pare că burdufurile forjate mecanic se defectează în puncte aleatorii, în timp ce frunza sudată se defectează de obicei la sau în apropierea unei suduri. Pentru a asigura pătrunderea completă a capetelor de burduf și sudarea colerului de capăt este recomandabil să se fabrice folosind sudarea cu microplasmă.

Design de burduf

Designul cu burduf cu mai multe straturi este preferat pentru manipularea fluidelor cu presiune mai mare (în general două sau trei straturi ale peretelui metalic). Un burduf cu două straturi își poate crește nivelul de presiune cu 80% până la 100% în comparație cu un burduf cu un singur strat de aceeași grosime. Alternativ, dacă se utilizează un burduf cu un singur strat de o grosime echivalentă cu o presiune nominală a unui burduf cu două straturi, lungimea cursei este redusă. Astfel, un design cu burduf cu mai multe straturi oferă un avantaj distinct față de un burduf cu un singur strat. Este clar că burduful este supus oboselii metalice și această oboseală poate induce ruperea sudurii. Durata de viață la oboseală de burduf este afectată de materialul de construcție, tehnica de fabricație, lungimea cursei și frecvența cursei, în plus față de parametrii obișnuiți, cum ar fi temperatura și presiunea fluidului.

Materiale de burduf

Cel mai popular material de burduf din oțel inoxidabil este AISI 316Ti, care conține titan pentru a rezista la temperaturi ridicate. Alternativ, Inconel 600 sau Inconel 625 îmbunătățește rezistența la oboseală și rezistența la coroziune în comparație cu burduful din oțel inoxidabil. În mod similar, Hastalloy C-276 oferă o rezistență mai mare la coroziune și rezistență la oboseală decât Inconel 625. Rezistența la oboseală poate fi îmbunătățită prin utilizarea unui sistem cu burduf multiplicat și reducerea lungimii cursei; acest lucru poate crește semnificativ durata de viață a burdufului.

Opțiuni de supapă

Cele mai obișnuite tipuri de supape care pot fi echipate cu garnituri de burduf sunt modelele de poartă și glob (vezi Figura 1). Acestea sunt foarte potrivite pentru utilizarea cu burduf datorită construcției lor interne și mișcării axiale a tijei supapei.
Pe baza informațiilor disponibile, se pare că actualele supape de etanșare cu burduf variază în dimensiune de la 3 mm NB la 650 mm NB. Presiunile nominale sunt disponibile de la ANSI 150# până la 2500#. Opțiunile de materiale pentru supape includ oțel carbon, oțel inoxidabil și aliaje exotice.

Aplicații

Medii de transfer termic: uleiul fierbinte este utilizat în mod obișnuit în industrii precum fibrele sintetice/POY (Fire parțial orientate). Cu toate acestea, există întotdeauna un risc de incendiu din cauza vărsării de ulei fierbinte pe substanțe chimice foarte inflamabile. Aici, supapele de etanșare de mai jos pot opri scurgerea.

Vacuum / vid ultra-înalt: unele aplicații necesită o pompă de vid pentru a extrage continuu aerul dintr-o conductă. Orice supapă convențională instalată pe conductă poate permite aerului extern să pătrundă în conductă prin presa de apăsare a supapei. Prin urmare, supapa de etanșare de burduf este singura soluție pentru a preveni trecerea aerului prin cutia de presa.
Fluide foarte periculoase: pentru medii precum clorul (vezi Figura 2), hidrogenul, amoniacul și fosgenul, supapa de etanșare de burduf este un design ideal, deoarece scurgerea prin glandă este total eliminată.
Centrală nucleară, instalație de apă grea: în cazurile în care scurgerile de radiații trebuie prevenite în orice moment, supapa de etanșare de burduf este alegerea finală.
Fluide costisitoare: în unele aplicații, scurgerile trebuie evitate pur și simplu din cauza costului ridicat al fluidului. Aici, o evaluare economică favorizează adesea utilizarea supapelor de etanșare cu burduf.
Standarde de mediu: în întreaga lume, standardele privind emisiile și mediul devin din ce în ce mai stricte pe zi ce trece. Prin urmare, poate fi dificil pentru companii să se extindă în spațiile existente. Cu utilizarea supapelor de etanșare de burduf, expansiune fără mediu suplimentar
deteriorarea este posibilă.