Pleištiniai vartų vožtuvai ir lygiagrečiai sklendės: struktūriniai principai, sandarinimo efektyvumas ir inžinerijos pasirinkimas

Pramoninėse vamzdynų sistemose sklendės yra vieni iš plačiausiai naudojamų{0}}uždarymo vožtuvų. Tarp jų,pleištiniai sklendėsirlygiagretūs vartų vožtuvaidominuoti rinkoje. Nors abu naudojami pakeliami vartai atidarymui ir uždarymui, jie iš esmės skiriasi sandarinimo principais, konstrukcijos detalėmis ir taikomomis eksploatavimo sąlygomis.

 

Remiantis tarptautiniu vožtuvų žurnaluVožtuvų pasaulis, taip patAPI 600irISO 5208standartus, šiame straipsnyje pateikiama išsami techninių skirtumų tarp dviejų vožtuvų tipų{0}}inžinerinė analizė ir sprendžiami dažniausiai pasitaikantys atrankos klausimai.

 

Pagrindinis struktūrinis skirtumas: pleišto kampas prieš lygiagrečius paviršius

Pleišto sklendės vožtuvas turi tikslios -apdirbtos pleišto- formos vartus, kurių abiejų pusių sandarinimo paviršiai sudaro kūginę pleištinę struktūrą prie sėdynės sandarinimo paviršių, paprastai su pleišto kampu nuo 2 iki 5 laipsnių. Įprastos konstrukcijos apima lankstų pleištinį sklendę ir tvirtą pleištinį sklendę. Lankstus pleištas turi disko viduryje apdirbtą žiedinį griovelį, leidžiantį nežymiai deformuotis temperatūros svyravimų metu, kad būtų išvengta terminio blokavimo.

 

Lygiagrečiame sklendės vožtuve naudojami du atskiri lygiagretūs diskai, sujungti spyruoklėmis arba paskirstymo mechanizmu, suformuojant lygiagrečią sklendžių vožtuvo struktūrą. Jo sandarinimo paviršiai yra statmeni srauto ašiai, be pleišto kampo. Tipiškas pavyzdys yra lygiagretus diskinis sklendės vožtuvas su slankiojančiomis sėdynėmis, kai vartai prispaudžiami prie abiejų sėdynių dėl sistemos slėgio arba spyruoklės išankstinio įtempimo.

Sandarinimo mechanizmas ir nuotėkio klasės palyginimas

 

Pleištinio sklendės sandarinimas priklauso nuo mechaninės jėgos, kuri susidaro, kai vartai užsidaro į lizdą. Kai stiebas stumiasi žemyn, smailėjantis pleištas ašinę jėgą paverčia įprastu sandarinimo kontaktiniu slėgiu, kuris gali siekti 5–10 MPa (600 klasės ANSI).

PagalISO 5208 A norma, lankstūs pleištiniai sklendės gali pasiekti nulinį matomą nuotėkį (<0.1 ml/min·inch) at 1.1 times the nominal pressure.

 

Pažymėtina, kad kai terpės temperatūra viršija 400 laipsnių, kietų pleištinių sklendžių vožtuvai gali turėti nesutampančius pleišto kampus dėl korpuso deformacijos, todėl nuotėkis gali padidėti iki B.<0.5 ml/min·inch).

 

Lygiagrečių sklendžių sandarinimas priklauso nuo sistemos vidutinio slėgio arba įmontuotų{0}}spyruoklių. Esant žemam-slėgiui (<1.0 MPa), spring preload provides initial sealing; at high pressure, upstream medium pressure pushes the floating gate against the downstream seat to achieve pressure-energized sealing.

 

Tačiau pagal bandymo duomenis iš 7-ojo leidimoAPI 598, lygiagrečių sklendžių vožtuvai paprastai leidžia 10–30 ml/min/coli nuotėkio greitį (DN100 vožtuvams) atliekant žemo -slėgio oro bandymus esant 0,05–0,2 MPa, o tai yra didesnis nei pleištinių sklendžių vožtuvų. Taip yra todėl, kad lygiagrečiai sandarinamiems paviršiams trūksta mechaninės pleištavimo jėgos ir reikalingas itin didelis sėdynės lygumas (paviršiaus apdaila iki 0,005 mm).

 

Taikomos aptarnavimo sąlygos: temperatūra, vidutinė ir techninė priežiūra

Pageidautinos pleištinių vartų vožtuvų programos

• Aukštos{0}}temperatūros ir aukšto slėgio{1}}garų vamzdynai (Mažiau nei arba lygūs 570 laipsnių, 2500 klasė), pvz., pagrindinės elektrinių garų sistemos.
• Programos, kurioms reikalingas dažnas veikimas ir nulinis nuotėkis, pvz., gamtinių dujų perdavimo vamzdynų{2}}uždarymas.
• Išvalykite skysčius, kuriuose nėra kietų dalelių ar klampių nuosėdų.

 

Tipiški lygiagrečių vartų vožtuvų pritaikymai

• Terpė, kurioje yra kietųjų dalelių (pvz., suspensijos, katalizatoriaus suspensijos), nes lygiagrečios užtvaros visiškai išvalo srauto kelią, kai atidaromi. Vartų paviršiai gali būti kietinti Stellite 6 lydiniu (kietumas HRC 38–42), kad būtų užtikrintas atsparumas erozijai ir dilimui.
• Klampios medžiagos (pvz., sunki alyva, asfaltas). Pleištinių sklendžių vožtuvų pleištinė ertmė linkusi sulaikyti terpę ir sukelti prilipimą, o lygiagrečių sklendžių vožtuvai neturi įdubusios vidinės geometrijos.
• Vamzdynų sistemos, kurioms reikalingas abipusis{0} sandarinimas be srauto krypties apribojimų.

 

Kaip pasirinkti pleištinius arba lygiagrečius sklendes pagal aptarnavimo sąlygas

Pagrindinė problema: neteisingas pasirinkimas sukelia vidinį nuotėkį arba veikimo prilipimą.

Sprendimų sistema

1. Temperatūros ir slėgio kryžminis-įvertinimasKai darbinis slėgis > 4,0 MPairtemperatūra > 300 laipsnių, pirmenybė teikiama lanksčiam pleištiniam sklendei. Spyruokliniai išankstinio apkrovimo mechanizmai lygiagrečiuose sklendėse praranda elastingumą aukštesnėje nei 400 laipsnių temperatūroje, todėl padidėja sandariklio gedimo rizika.
2. Vidutinio švarumo analizėVenkite pleištinių sklendžių, jei kietųjų dalelių skersmuo > 0,5 mm arba koncentracija > 5 % (pagal svorį). PagalVožtuvų pasaulis2022 m. duomenimis, pleištinių sklendžių, kuriose dirbama su smėliu{1}}neapdorota nafta, vidutinis tarnavimo laikas yra tik 6 mėnesiai, o lygiagrečių sklendžių – 24 mėnesiai.
3. Nuotėkio klasės reikalavimaiISO 5208 Rate A (nulis matomo nuotėkio) reikalauja lanksčios pleištinės sklendės; lygiagretūs užtvariniai vožtuvai yra priimtini, kai leidžiamas greitis D (mažesnis arba lygus 1,5 ml/min·colis).

Kiekybiniai nuotėkio greičio ir tarnavimo laiko skirtumai

Pagrindinė problema: ilgalaikių{0}}veiklos sąnaudų ir saugos efektyvumo palyginimas.

Bandymo duomenys

• Sandarinimo poros nusidėvėjimo testas: 500 uždarymo po tų pačių ciklų nusidėvėjimo gylis yra 0,08–0,12 mm dėl 15 % ilgesnio slydimo tarp vartų ir sėdynės. Tačiau išankstinę apkrovą galima atkurti pakeitus spyruoklių mazgus, todėl priežiūros išlaidos mažesnės.
• Lauko našumas: Atidėto koksavimo įrenginys naftos perdirbimo gamykloje (terpėje yra kokso dalelių) pakeistas DN150 pleištiniais sklendėmis lygiagrečiais sklendžiais, pailgindamas vidutinį laiką tarp gedimų nuo 8 mėnesių iki 28 mėnesių. Lankstus pleištinio sklendės vožtuvas atominės elektrinės tiekimo vandens sistemoje (demineralizuotas vanduo, 260 laipsnių) veikė be nuolatinio matomo nuotėkio 5 metus.

 

Išvada

Esminis skirtumas tarp pleištinių ir lygiagrečių sklendžių yra sandarinimo jėgos šaltinis ir vartų geometrija. Kūginė pleišto konstrukcija užtikrina puikų sandarinimą žemu{1}}slėgiu ir atsparumą šiluminiam ciklui, todėl tinka aukštos{2}}temperatūros ir aukšto slėgio{3}}valymui. Lygiagretus slankiojančio sklendės vožtuvas, pagrįstas slėgiu-arba spyruokliniu-sandarymu, užtikrina puikų tarnavimo laiką terpėje, kurioje yra dalelių, klampių skysčių ir dažnai naudojant ciklą.

 

Pasirinkimas turėtų būti pagrįstas išsamiu slėgio klasės (ANSI klasė 150–2500), temperatūros diapazono (-29 laipsniai ~ 570 laipsnių) ir nuotėkio standartų (API 598 arba ISO 5208) įvertinimu.