รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวาล์วซีลแรงดัน
วาล์วซีลแรงดัน
โครงสร้างซีลแรงดันถูกนำมาใช้กับวาล์วสำหรับการบริการแรงดันสูง โดยทั่วไปจะมีแรงดันเกิน 170 บาร์ คุณลักษณะเฉพาะของซีลแรงดัน Bonnet คือซีลข้อต่อระหว่าง Body-Bonnet จะดีขึ้นเมื่อความดันภายในวาล์วเพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกับโครงสร้างอื่นๆ ที่แรงดันภายในที่เพิ่มขึ้นมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการรั่วไหลในข้อต่อระหว่าง Body-Bonnet
การออกแบบซีลแรงดัน
- A/B – Bonnet มีแนวโน้มที่จะเลื่อนขึ้นหรือลงเมื่อความดันเปลี่ยนแปลง
- C – ความดันของระบบ
- D – แรงผนึกเนื่องจากแรงดัน
ยิ่งแรงดันภายในสูง แรงซีลก็จะยิ่งมากขึ้น การถอดประกอบทำได้ง่ายโดยการวางชุดประกอบ Bonnet ลงในช่องตัวถัง และขับวงแหวนดันสี่ส่วนออกโดยใช้หมุดกด
ด้วยหลักการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่าย วาล์วซีลแรงดันได้พิสูจน์ความสามารถในการจัดการกับการใช้งานแยกไอน้ำฟอสซิลและวงจรรวมที่มีความต้องการเพิ่มมากขึ้น ในขณะที่นักออกแบบยังคงผลักดันหม้อไอน้ำ, HRSG และระบบท่อความดัน/อุณหภูมิ โดยทั่วไปวาล์วซีลแรงดันจะมีขนาดตั้งแต่ 2 นิ้วถึง 24 นิ้ว และคลาสแรงดัน ASME B16.34 ตั้งแต่ #600 ถึง #2500 แม้ว่าผู้ผลิตบางรายสามารถรองรับความต้องการเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าและพิกัดที่สูงกว่าสำหรับการใช้งานพิเศษได้
วาล์วซีลแรงดันมีจำหน่ายในคุณสมบัติของวัสดุหลายประเภท เช่น แบบหล่อ A105 และแบบหล่อ Gr.WCB, อัลลอยด์แบบหล่อ F22 และแบบหล่อ Gr.WC9; F11 ฟอร์จและหล่อ Gr.WC6, สเตนเลสออสเทนนิติก F316 ฟอร์จและหล่อ Gr.CF8M; ที่อุณหภูมิสูงกว่า 500°C เกรดหล่อออสเทนนิติกหลอม F316H และเหมาะสม
แนวคิดการออกแบบซีลแรงดันสามารถย้อนกลับไปในช่วงกลางทศวรรษ 1900 เมื่อต้องเผชิญกับแรงกดดันและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ (โดยหลักแล้วในการใช้งานด้านพลังงาน) ผู้ผลิตวาล์วจึงเริ่มออกแบบทางเลือกแทนแนวทางการปิดผนึกตัวถัง/ข้อต่อ Bonnet แบบดั้งเดิม . นอกจากจะให้ความสมบูรณ์ของการปิดผนึกขอบเขตแรงดันในระดับที่สูงขึ้นแล้ว การออกแบบวาล์วซีลแรงดันหลายตัวยังมีน้ำหนักน้อยกว่าวาล์ว Bonnet Valve แบบยึดสลักอย่างมีนัยสำคัญอีกด้วย
Bolted Bonnets กับซีลแรงดัน
เพื่อให้เข้าใจแนวคิดการออกแบบซีลแรงดันได้ดีขึ้น เรามาดูความแตกต่างระหว่างกลไกการซีลระหว่างตัวกับ Bonnet ระหว่าง Bonnets แบบสลักเกลียวและซีลแรงดันมะเดื่อ 1แสดงให้เห็นถึงวาล์ว Bolted Bonnet ทั่วไป หน้าแปลนตัวถังและหน้าแปลน Bonnet เชื่อมต่อกันด้วยสตัดและน็อต โดยมีปะเก็นที่มีการออกแบบ/วัสดุที่เหมาะสมสอดอยู่ระหว่างใบหน้าหน้าแปลนเพื่อความสะดวกในการปิดผนึก สตั๊ด/น็อต/โบลต์ถูกขันให้แน่นตามแรงบิดที่กำหนดในรูปแบบที่ผู้ผลิตกำหนดเพื่อให้ส่งผลต่อการปิดผนึกที่เหมาะสมที่สุด อย่างไรก็ตาม เมื่อความดันของระบบเพิ่มขึ้น โอกาสในการรั่วซึมผ่านตัวถัง/ข้อต่อฝากระโปรงก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน
ทีนี้เรามาดูรายละเอียดข้อต่อซีลแรงดันกันมะเดื่อ 2สังเกตความแตกต่างในการกำหนดค่าข้อต่อตัวถัง/ฝากระโปรงตามลำดับ การออกแบบซีลแรงดันส่วนใหญ่ใช้ "สลักเกลียวยึด Bonnet" เพื่อดึง Bonnet ขึ้นและปิดผนึกกับปะเก็นซีลแรงดัน สิ่งนี้จะสร้างการปิดผนึกระหว่างปะเก็นและเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID) ของตัววาล์ว
วงแหวนแรงขับแบบแบ่งส่วนช่วยรักษาภาระ ความสวยงามของการออกแบบซีลแรงดันก็คือ เมื่อแรงดันของระบบเพิ่มขึ้น โหลดบน Bonnet และปะเก็นซีลแรงดันก็เช่นกัน ดังนั้นในวาล์วซีลแรงดัน เมื่อความดันของระบบเพิ่มขึ้น โอกาสที่จะเกิดการรั่วซึมผ่านตัวถัง/ข้อต่อฝากระโปรงลดลง
วิธีการออกแบบนี้มีข้อได้เปรียบเหนือวาล์วฝากระโปรงแบบเกลียวในไอน้ำหลัก น้ำป้อน บายพาสกังหัน และระบบโรงไฟฟ้าอื่นๆ ที่ต้องใช้วาล์วที่สามารถจัดการกับความท้าทายที่มีอยู่ในการใช้งานที่มีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง
แต่ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา เมื่อแรงกดดัน/อุณหภูมิในการทำงานเพิ่มขึ้น และการเกิดขึ้นของต้นไม้ที่มีจุดพีคกิ้ง แรงดันของระบบชั่วคราวแบบเดียวกันนี้ที่ช่วยในการปิดผนึกก็สร้างความเสียหายให้กับความสมบูรณ์ของข้อต่อซีลด้วยแรงดันเช่นกัน
ปะเก็นซีลแรงดัน
หนึ่งในองค์ประกอบหลักที่เกี่ยวข้องกับการปิดผนึกซีลแรงดันวาล์วก็คือปะเก็นนั่นเอง ปะเก็นซีลแรงดันเริ่มแรกผลิตจากเหล็กหรือเหล็กอ่อน ปะเก็นเหล่านี้ถูกชุบเงินในเวลาต่อมาเพื่อใช้ประโยชน์จากความสามารถของวัสดุชุบที่อ่อนกว่าในการปิดผนึกที่แน่นยิ่งขึ้น เนื่องจากแรงดันที่ใช้ระหว่างการทดสอบไฮโดรเทสของ Valve จึงเกิด "การเซ็ตตัว" (หรือการเสียรูปของโปรไฟล์ปะเก็น) ระหว่างฝากระโปรงและปะเก็น เนื่องจากความยืดหยุ่นของสลักเกลียวยึด Bonnet และข้อต่อซีลแรงดัน จึงมีโอกาสที่ Bonnet จะเคลื่อนที่และแตกหัก “เซ็ตตัว” เมื่อแรงดันของระบบเพิ่มขึ้น/ลดลง ส่งผลให้ตัวถัง/ข้อต่อ Bonnet รั่วไหล
ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิผลโดยใช้วิธี "การบิดด้วยความร้อน" ของสลักเกลียวยึดฝากระโปรงหลังการปรับแรงดันของระบบและอุณหภูมิให้เท่ากัน แต่เจ้าของ/ผู้ใช้จำเป็นต้องให้เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาดำเนินการดังกล่าวหลังสตาร์ทโรงงาน หากไม่ปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัตินี้อาจเกิดการรั่วไหลผ่านตัวถัง/ข้อต่อ Bonnet ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับปะเก็นซีลแรงดัน ฝากระโปรง และ/หรือ ID ของตัววาล์ว รวมถึงสร้างปัญหาการผสมและความไร้ประสิทธิภาพที่ การรั่วไหลของไอน้ำอาจส่งผลต่อการดำเนินงานของโรงงาน ด้วยเหตุนี้ ผู้ออกแบบ Valve จึงดำเนินการหลายขั้นตอนเพื่อแก้ไขปัญหานี้
รูปที่ 2 แสดงการรวมกันของสลักเกลียวยึด Bonnet แบบโหลดจริง (ซึ่งจะช่วยรักษาภาระบนปะเก็นให้คงที่ เพื่อลดโอกาสในการรั่วซึม) และการเปลี่ยนปะเก็นเหล็ก/เหล็กอ่อน ปะเก็นซีลแรงดันชุบเงินด้วยอันหนึ่งที่ทำจากแม่พิมพ์ กราไฟท์ที่เกิดขึ้น การออกแบบปะเก็นที่แสดงในรูปที่ 3 สามารถติดตั้งได้ในวาล์วซีลแรงดันที่ก่อนหน้านี้มาพร้อมกับปะเก็นแบบเดิม การเกิดขึ้นของปะเก็นกราไฟท์ได้เพิ่มความแข็งแกร่งให้กับความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของวาล์วซีลแรงดันในการใช้งานส่วนใหญ่ และสำหรับรอบการทำงานเริ่ม/หยุดในแต่ละวัน
แม้ว่าผู้ผลิตหลายรายยังคงแนะนำให้ใช้ "แรงบิดที่ร้อน" แต่โอกาสที่จะเกิดการรั่วไหลเมื่อไม่ได้ดำเนินการก็ลดลงอย่างมาก พื้นผิวที่นั่งในวาล์วซีลแรงดัน เช่นเดียวกับในวาล์วของโรงไฟฟ้าหลายแห่ง ค่อนข้างจะต้องเผชิญกับภาระที่นั่งที่สูงมาก ความสมบูรณ์ของเบาะนั่งจะคงอยู่โดยอาศัยพิกัดความเผื่อในการตัดเฉือนที่จำกัดบนชิ้นส่วนต่างๆ วิธีการให้แรงบิดที่จำเป็นในการเปิด/ปิดตามการทำงานของเกียร์หรือการสั่งงาน และการเลือก/การใช้วัสดุที่เหมาะสมสำหรับพื้นผิวที่นั่ง
โลหะผสมโคบอลต์ นิกเกิล และเหล็กชุบแข็งถูกนำมาใช้เพื่อความต้านทานการสึกหรอที่เหมาะสมที่สุดของพื้นผิวเบาะแบบลิ่ม/แผ่นดิสก์และแหวนรองนั่ง วัสดุที่ใช้กันมากที่สุดคือ CoCr-A (เช่น Stellite) วัสดุเหล่านี้ถูกนำไปใช้กับกระบวนการที่หลากหลาย รวมถึงส่วนโค้งของโลหะที่มีฉนวนหุ้ม ส่วนโค้งของโลหะแก๊ส ส่วนโค้งของทังสเตนแก๊ส และส่วนโค้งของพลาสมา (ถ่ายโอน) โกลบวาล์วซีลแรงดันหลายตัวได้รับการออกแบบให้มีที่นั่งแบบแข็งในขณะที่วาล์วประตูและเช็ควาล์วมักจะมีวงแหวนที่นั่งแบบแข็งที่เชื่อมเข้ากับตัววาล์ว
คำศัพท์เกี่ยวกับวาล์ว
หากคุณจัดการกับวาล์วมาเป็นระยะเวลาหนึ่ง คุณอาจสังเกตเห็นว่าผู้ผลิต Valve ไม่ได้สร้างสรรค์คำศัพท์และภาษาท้องถิ่นที่ใช้ในธุรกิจมากเกินไป ยกตัวอย่างเช่น “วาล์วฝากระโปรงแบบเกลียว” ตัวถังถูกยึดเข้ากับ Bonnet เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของระบบ สำหรับ "วาล์วซีลแรงดัน" แรงดันของระบบจะช่วยกลไกการซีล สำหรับ "หยุด/เช็ควาล์ว" เมื่อก้านวาล์วอยู่ในตำแหน่งปิด การไหลจะหยุดโดยอัตโนมัติ แต่เมื่ออยู่ในตำแหน่งเปิด จานจะทำหน้าที่ตรวจสอบการกลับของการไหลได้อย่างอิสระ หลักการเดียวกันนี้ใช้กับคำศัพท์อื่นๆ ที่ใช้สำหรับการออกแบบ รวมถึงประเภทของวาล์วและส่วนประกอบต่างๆ
เวลาโพสต์: May-11-2020