Úvod do vlnovcových ventilov

Vlnovcové tesniace ventily

Úniky na rôznych miestach potrubí v chemických závodoch vytvárajú emisie. Všetky takéto miesta úniku je možné zistiť pomocou rôznych metód a nástrojov a mal by ich zaznamenať inžinier závodu. Medzi kritické miesta netesnosti patria prírubové tesnenia a upchávka ventilu/čerpadla atď. V súčasnosti sa priemysel chemických procesov orientuje na bezpečnejšie technológie pre lepšiu ochranu životného prostredia a je zodpovednosťou každého procesného inžiniera navrhnúť zariadenia, ktoré obmedzia poškodenie životného prostredia prostredníctvom zabránenie úniku akýchkoľvek toxických chemikálií.

Únik z tesnenia ventilu alebo upchávkyje zvyčajne problémom údržby alebo inžiniera závodu. Tento únik znamená:
a) Strata materiálu b) Znečistenie ovzdušia c) Nebezpečné pre zamestnancov závodu.

Vezmime si napríklad prípad úniku pary cez ventilovú upchávku. Pri 150 PSI bude vôľa len 0,001″ cez upchávku znamenať únik rýchlosťou 25 lb/hod. To sa rovná strate 1,2 USD za osemhodinovú zmenu alebo 1 100 USD ročne. Podobne malá kvapka s priemerom 0,4 mm za sekundu vedie k plytvaniu asi 200 litrami drahého oleja alebo rozpúšťadla za rok. Tento únik možno značne znížiť použitím vlnovcového tesniaceho ventilu. Tento článok sa teraz bude zaoberať konštrukciou a prevádzkou vlnovcového tesnenia.

Vlnovcová konštrukcia

Vložka vlnovca je privarená k krytu ventilu aj drieku ventilu. Vložka vlnovca má niekoľko závitov a tieto závity sa stlačia alebo roztiahnu v závislosti od pohybu drieku ventilu. (Vedecky povedané, mech sa stlačí, keď je ventil v otvorenej polohe a roztiahne sa, keď je ventil v zatvorenom stave). Je dôležité správne nainštalovať telesá ventilov. Mech môže byť utesnený k ventilom dvoma rôznymi spôsobmi. Po prvé, vlnovec môže byť privarený k drieku ventilu v hornej časti a telesu ventilu na spodnej strane. V tomto prípade je procesná kvapalina obsiahnutá vo vnútri vlnovca alebo pri druhom spôsobe je vlnovec privarený k drieku ventilu v spodnej časti a telesu na vrchu. V tomto prípade je procesná kvapalina obsiahnutá v prstencovej oblasti medzi krytom ventilu a mechom (zvonku).

Vlnovec je kritickým komponentom a tvorí srdce tesniacich ventilov mechu. Aby sa predišlo akémukoľvek krúteniu vlnovca, ventil musí mať vreteno iba s lineárnym pohybom. To sa dá dosiahnuť pomocou takzvanej objímkovej matice na strmeňovej časti kapoty ventilu. Na prevlečnej matici je namontované ručné koleso, ktoré efektívne prenáša rotačný pohyb ručného kolesa na lineárny pohyb v drieku ventilu.

Nižšie uvedené typy

Existujú dva hlavné typy vlnovcov: kovaný vlnovec a zváraný vlnovec. Tvarovaný vlnovec sa vyrába zvinutím plochého plechu (tenkostennej fólie) do rúrky, ktorá sa potom pozdĺžne zvarí. Táto rúrka je následne mechanicky alebo hydrostaticky tvarovaná do vlnovca so zaoblenými a široko rozmiestnenými záhybmi. Zváraný vlnovec listového typu je vyrobený zvarením podložkových dosiek z tenkého kovu dohromady na vnútornom aj vonkajšom obvode podložiek – podobných dosiek. Zváraný listový vlnovec má viac záhybov na jednotku dĺžky v porovnaní s kovaným vlnovcom. Pri rovnakej dĺžke zdvihu sú teda kované vlnovce dvakrát až trikrát dlhšie ako ich zvárané listové náprotivky.

Údajne mechanicky kovaný vlnovec zlyhá na náhodných miestach, zatiaľ čo zváraný list zvyčajne zlyhá na zvare alebo blízko neho. Na zaistenie úplného prevarenia koncov vlnovcov a koncového kolektorového zvárania sa odporúča vyrábať pomocou mikroplazmového zvárania.

Spodný dizajn

Viacvrstvová konštrukcia vlnovca sa uprednostňuje na manipuláciu s kvapalinami s vyšším tlakom (vo všeobecnosti dve alebo tri vrstvy kovovej steny). Dvojvrstvový vlnovec môže zvýšiť svoj menovitý tlak o 80 % až 100 % v porovnaní s jednovrstvovým vlnovcom rovnakej hrúbky. Alternatívne, ak sa použije jednovrstvový vlnovec s hrúbkou ekvivalentnou menovitému tlaku pri dvojvrstvovom vlnovci, dĺžka zdvihu sa zníži. Viacvrstvový mech teda ponúka výraznú výhodu oproti jednovrstvovému mechu. Je zrejmé, že vlnovec podlieha únave kovu a táto únava môže spôsobiť zlyhanie zvaru. Únavovú životnosť vlnovca ovplyvňuje okrem bežných parametrov, ako je teplota a tlak kvapaliny, aj materiál konštrukcie, výrobná technika, dĺžka zdvihu a frekvencia zdvihu.

Nižšie materiály

Najpopulárnejším materiálom vlnovcov z nehrdzavejúcej ocele je AISI 316Ti, ktorý obsahuje titán, ktorý odoláva vysokým teplotám. Alternatívne Inconel 600 alebo Inconel 625 zlepšujú únavovú pevnosť a odolnosť proti korózii v porovnaní s vlnovcami z nehrdzavejúcej ocele. Podobne Hastalloy C-276 ponúka väčšiu odolnosť proti korózii a únavovú pevnosť ako Inconel 625. Odolnosť proti únave sa dá zlepšiť použitím viacnásobného vlnovcového systému a skrátením dĺžky zdvihu; to môže výrazne zvýšiť životnosť mechov.

Možnosti ventilov

Najbežnejšie typy ventilov, ktoré majú byť vybavené vlnovcovými tesneniami, sú konštrukcie vtoku a gule (pozri obrázok 1). Tieto sú veľmi vhodné na použitie s vlnovcom kvôli ich vnútornej konštrukcii a axiálnemu pohybu drieku ventilu.
Na základe dostupných informácií sa zdá, že súčasné vlnovcové ventily majú veľkosť od 3 mm NB do 650 mm NB. Hodnoty tlaku sú dostupné od ANSI 150# do 2500#. Materiálové možnosti ventilov zahŕňajú uhlíkovú oceľ, nehrdzavejúcu oceľ a exotické zliatiny.

Aplikácie

Médiá na prenos tepla: horúci olej sa bežne používa v priemyselných odvetviach, ako sú syntetické vlákna / POY (čiastočne orientovaná priadza). Vždy však existuje riziko požiaru v dôsledku rozliatia horúceho oleja na vysoko horľavé chemikálie. Tu môžu tesniace ventily zastaviť únik.

Vákuum / ultra vysoké vákuum: niektoré aplikácie vyžadujú vákuové čerpadlo na nepretržité odsávanie vzduchu z potrubia. Akékoľvek konvenčné ventily inštalované na potrubí môžu umožniť vstup vonkajšieho vzduchu do potrubia cez upchávku ventilu. Preto je mechový tesniaci ventil jediným riešením na zabránenie prechodu vzduchu cez upchávku.
Vysoko nebezpečné kvapaliny: pre médiá, ako je chlór (pozri obrázok 2), vodík, amoniak a fosgén, je ventil s vlnovcovým tesnením ideálnym dizajnom, pretože je úplne eliminovaný únik cez upchávku.
Jadrová elektráreň, elektráreň na ťažkú ​​vodu: v prípadoch, keď sa má vždy zabrániť úniku radiácie, je najlepšou voľbou ventil s vlnovcovým tesnením.
Drahé kvapaliny: v niektorých aplikáciách je potrebné zabrániť úniku jednoducho z dôvodu vysokej ceny kvapaliny. V tomto prípade ekonomické hodnotenie často uprednostňuje použitie ventilov s vlnovcovým tesnením.
Environmentálne normy: normy týkajúce sa emisií a životného prostredia sú na celom svete zo dňa na deň prísnejšie. Pre firmy môže byť preto náročné expandovať v rámci existujúcich priestorov. S použitím vlnovcových tesniacich ventilov rozšírenie bez dodatočného prostredia
poškodenie je možné.