Uvod v ventile z mehom

Ventili z mehom

Puščanje na različnih točkah cevovodov v kemičnih obratih povzroča emisije. Vse takšne točke puščanja je mogoče odkriti z različnimi metodami in instrumenti in jih mora zabeležiti inženir naprave. Kritične točke puščanja vključujejo prirobnične tesnilne spoje in tesnilo uvodnice ventila/črpalke itd. Danes se kemična procesna industrija usmerja k varnejši tehnologiji za boljše varstvo okolja in odgovornost vsakega procesnega inženirja je postalo načrtovanje obratov, ki omejujejo škodo okolju z preprečevanje uhajanja kakršnih koli strupenih kemikalij.

Puščanje iz uvodnice ventila ali polnilne škatleje običajno skrb vzdrževalca ali inženirja obrata. To uhajanje pomeni:
a) Izguba materiala b) Onesnaženje ozračja c) Nevarno za zaposlene v obratu.

Na primer, vzemimo primer puščanja pare skozi uvodnico ventila. Pri 150 PSI bo razmik samo 0,001" skozi uvodnico pomenil puščanje s hitrostjo 25 lb/uro. To pomeni izgubo v višini 1,2 USD na osemurno izmeno ali 1100 USD na leto. Podobno povzroči majhna kapljica s premerom 0,4 mm na sekundo izgubo približno 200 litrov dragega olja ali topila na leto. To puščanje je mogoče znatno zmanjšati z uporabo ventila z mehom. Ta članek bo zdaj obravnaval konstrukcijo in delovanje mehovega tesnila.

Spodnja konstrukcija

Kartuša z mehom je privarjena tako na pokrov ventila kot na steblo ventila. Kartuša z mehom ima več vijug in ti vijugi postanejo stisnjeni ali razširjeni, odvisno od gibanja stebla ventila. (Znanstveno gledano se meh stisne, ko je ventil v odprtem položaju, in razširi, ko je ventil v zaprtem stanju). Pomembno je pravilno namestiti telesa ventilov. Meh je mogoče zatesniti na ventile na dva različna načina. Prvič, meh je mogoče privariti na steblo ventila na vrhu in telo ventila na dnu. V tem primeru je procesna tekočina v mehu ali pri drugi metodi je meh privarjen na steblo ventila na dnu in telo na vrhu. V tem primeru se procesna tekočina nahaja v obročastem območju med pokrovom ventila in mehom (od zunaj).

Meh je kritična komponenta in tvori srce ventilov z mehom. Da bi preprečili kakršno koli zvijanje meha, mora ventil imeti steblo z le linearnim gibanjem. To je mogoče doseči s tako imenovano matico s tulcem na delu jarma pokrova ventila. Ročno kolo je nameščeno na matico s tulcem, ki učinkovito prenaša rotacijsko gibanje ročnega kolesa v linearno gibanje v steblu ventila.

Spodnje vrste

Obstajata dve glavni vrsti meha: kovani meh in varjeni meh. Oblikovani meh je izdelan z valjanjem ploščate pločevine (tankostenske folije) v cev, ki je nato vzdolžno varjena s taljenjem. Ta cev se nato mehansko ali hidrostatsko oblikuje v meh z zaobljenimi in široko razmaknjenimi gubami. Varjen listni meh je izdelan z varjenjem podložkam podobnih plošč iz tanke kovine skupaj na notranjem in zunanjem obodu podložk – podobnih plošč. Varjen listni meh ima več gub na enoto dolžine v primerjavi s kovanim mehom. Tako so pri enaki dolžini giba kovani meh dva do trikrat daljši od svojih varjenih listov.

Po poročilih mehansko kovani meh odpove na naključnih mestih, medtem ko varjeno krilo običajno odpove pri zvaru ali blizu njega. Za zagotovitev popolne penetracije koncev meha in varjenja končnega obroča je priporočljivo izdelati z mikroplazemskim varjenjem.

Spodnji dizajn

Za ravnanje s tekočinami pod višjim tlakom (običajno dvoslojni ali trislojni kovinski steni) je prednostna zasnova z večplastnim mehom. Dvoslojni meh lahko poveča svojo stopnjo tlaka za 80 % do 100 % v primerjavi z enoslojnim mehom enake debeline. Druga možnost je, da se dolžina giba zmanjša, če se uporabi enoslojni meh z debelino, ki je enakovredna nazivnemu tlaku dvoslojnega meha. Tako večslojni meh ponuja izrazito prednost pred enoslojnim mehom. Jasno je, da je meh izpostavljen kovinski utrujenosti in ta utrujenost lahko povzroči odpoved zvara. Na vzdržljivost meha poleg običajnih parametrov, kot sta temperatura in tlak tekočine, vplivajo material izdelave, tehnika izdelave, dolžina giba in frekvenca giba.

Spodaj materiali

Najbolj priljubljen material mehov iz nerjavečega jekla je AISI 316Ti, ki vsebuje titan, da prenese visoke temperature. Druga možnost je, da Inconel 600 ali Inconel 625 v primerjavi z mehom iz nerjavečega jekla izboljšata odpornost proti utrujanju in odpornost proti koroziji. Podobno ponuja Hastalloy C-276 večjo odpornost proti koroziji in odpornost proti utrujenosti kot Inconel 625. Odpornost proti utrujenosti je mogoče izboljšati z uporabo sistema večkratnih mehov in zmanjšanjem dolžine giba; to lahko znatno podaljša življenjsko dobo spodnjega dela.

Možnosti ventilov

Najpogostejši tipi ventilov, ki so opremljeni z mehastimi tesnili, so izvedba vrat in krogel (glej sliko 1). Ti so zelo primerni za uporabo z mehom zaradi svoje notranje konstrukcije in aksialnega gibanja stebla ventila.
Na podlagi razpoložljivih informacij se zdi, da so trenutni ventili z mehom v velikosti od 3 mm NB do 650 mm NB. Ocene tlaka so na voljo od ANSI 150# do 2500#. Možnosti materialov za ventile vključujejo ogljikovo jeklo, nerjavno jeklo in eksotične zlitine.

Aplikacije

Medij za prenos toplote: vroče olje se pogosto uporablja v industriji, kot je sintetična vlakna / POY (delno usmerjena preja). Vedno pa obstaja nevarnost požara zaradi razlitja vročega olja na lahko vnetljive kemikalije. Tu lahko ventili z mehim tesnilom zaustavijo puščanje.

Vakuum / ultra visok vakuum: nekatere aplikacije zahtevajo vakuumsko črpalko za nenehno črpanje zraka iz cevovoda. Vsi običajni ventili, nameščeni na cevovodu, lahko omogočijo vstop zunanjega zraka v cevovod skozi tesnilno škatlo ventila. Zato je ventil z mehom edina rešitev za preprečevanje prehajanja zraka skozi polnilno škatlo.
Zelo nevarne tekočine: za medije, kot so klor (glejte sliko 2), vodik, amoniak in fosgen, je ventil z mehovim tesnilom idealna zasnova, saj je puščanje skozi tesnilo popolnoma odpravljeno.
Jedrska elektrarna, tovarna za težko vodo: v primerih, ko je treba ves čas preprečiti uhajanje sevanja, je ventil z mehovim tesnilom najboljša izbira.
Drage tekočine: v nekaterih aplikacijah se je treba izogibati puščanju preprosto zaradi visokih stroškov tekočine. Tukaj je ekonomska ocena pogosto naklonjena uporabi ventilov z mehovim tesnilom.
Okoljski standardi: po vsem svetu so standardi glede emisij in okolja iz dneva v dan strožji. Zato se lahko podjetja težko širijo znotraj obstoječih prostorov. Z uporabo ventilov z mehom, ekspanzija brez dodatnega okolja
možna škoda.