Įvadas
Šiuolaikiniame chemijos perdirbimo, naftos ir dujų perdirbimo bei sunkiųjų pramoninių vamzdynų tinkluose kompaktiškų ir lengvų izoliacinių vožtuvų poreikis lėmė esminį specifikacijų pokytį. Sklendės ir rutuliniai vožtuvai jau seniai yra numatytasis pasirinkimas sandariam uždarymui, tačiau jų svoris, apvalkalo dydis ir valdymo išlaidos esant didesniems skersmenims kelia realių ekonominių kliūčių. Pramonės atsakas buvo...didelio našumo drugelio vožtuvas.
Tarp jų,dvigubas ekscentrinis drugelio vožtuvas– dar vadinamas dvigubo poslinkio drugelio vožtuvu – tapo inžineriniu standartu taikymams, kuriuose taikomas padidėjęs slėgis, ekstremalios temperatūros ir lakios terpės. Kai vožtuvas naudojamas pavojingoje angliavandenilių aplinkoje, patikrinamos ugniai atsparios sandarinimo technologijos integravimas nėra neprivalomas; tai yra atitikties reikalavimas, kuriuo siekiama apsaugoti personalą ir užkirsti kelią katastrofiškiems incidentams naftos perdirbimo gamyklose.
1. Dvigubo poslinkio geometrija
Standartiniai koncentriniai drugelio tipo vožtuvai, kurių velenas eina tiesiai per disko ir lizdo centrą, patiria nuolatinį didelės trinties kontaktą per visą 90° sukimosi kampą. Dėl to lizdas greitai susidėvi, atsiranda lokalių įplyšimų ir padidėja darbinis sukimo momentas.
Dvigubas ekscentrinis drugelio vožtuvas šią trinties problemą sprendžia dviem skirtingais geometriniais poslinkiais:
Pirmasis poslinkisVelenas yra už vožtuvo lizdo sandarinimo plokštumos. Tai leidžia diskui nuolat sandarinti per visą 360° ribą.
Antrasis poslinkisVelenas yra nutolęs į šoną nuo vamzdžio angos centrinės linijos.
Kemingo efektas
Kartu šie du poslinkiai sukuria tai, ką inžinieriai vadina kumštelio tipo judesiu. Kai vožtuvas pradeda atsidaryti, diskas pakyla iš lizdo per pirmuosius 1–3° sukimosi. Maždaug 95 % vožtuvo eigos tarp disko ir lizdo praktiškai nėra jokio kontakto. Trintis sumažinama, sumažėja darbinis sukimo momentas ir žymiai pailgėja minkštų elastomero arba polimero lizdų, tokių kaip PTFE ir RTFE, tarnavimo laikas.
Lauko duomenys rodo, kad tinkamai prižiūrimi dvigubi ekscentriniai drugelio tipo vožtuvai vidutinio slėgio sistemose dažnai pasiekia 15–20 metų tarnavimo laiką, o kai kurie modeliai viršija 1 milijoną darbo ciklų. Trinties sumažėjimas taip pat reiškia mažesnį priežiūros dažnumą – vožtuvo lizdo tarnavimo laikas paprastai yra tris–penkis kartus ilgesnis nei vieno ekscentrinio tipo konstrukcijų.
2. Ugniai atsparios sėdynės konstrukcija
Naftos ir chemijos perdirbimo gamyklose vamzdynų komponentai turi išlaikyti sandarumo vientisumą net ir tada, kai juos apima visiškai išsivysčiusi gamyklos gaisras. Norint pasiekti tikrą priešgaisrinę saugą, reikia labai specializuotos dviejų lizdų konfigūracijos.
Ugniai atsparioje dangčio konstrukcijoje yra du nuosekliai veikiantys sandarinimo elementai:
Normalus veikimas (dominuojantis minkštas sandariklis):
Standartinėmis eksploatavimo sąlygomis pagrindinis sandarinimo elementas yra elastingas PTFE, RTFE arba Devlon lizdas, kuris visiškai susijungia su disko kraštu ir užtikrina sandarų uždarymą pagal API 598 arba ISO 5208 A klasės reikalavimus. Šiuo režimu vožtuvas visiškai nepraleidžia vandens.
Ugnies poveikis (metalinio sandariklio užsifiksavimas):
Kai gaisro metu gamykloje aplinkos temperatūra viršija maždaug 540 °C (1 000 °F), pirminis minkštasis lizdas suminkštėja, suyra ir galiausiai sudega. Šiuo metu iš anksto įkrautas antrinis metalinis lizdas, paprastai pagamintas iš „Inconel 718“ arba „625“, veikiamas linijos slėgio, deformuojasi ir užsandarina disko kraštą, sudarydamas metalo-metalo barjerą. Kai kuriuose modeliuose naudojamas RPTFE pirminis lizdas su „Inconel 625“ atsarginiu lizdu, atitinkančiu API 607 6-ąjį leidimą.
Šis antrinis metalo-metalo barjeras užtikrina atitiktį griežtiems priešgaisrinio bandymo standartams, įskaitant API 607 ir ISO 10497 (anksčiau BS 6755 2 dalis). API 607 reikalauja, kad vožtuvas būtų cikliškai atidaromas (atidaromas ir uždaromas) priešgaisrinio bandymo metu, siekiant patikrinti, ar mechanizmas išlieka funkcionalus liepsnose. Bandymo metu vožtuvas 30 minučių veikiamas 750–1000 °C temperatūra, o nuotėkio ribos nustatomos tiek gaisro poveikio, tiek aušinimo po gaisro fazėms.
Verta paminėti, kad priešgaisrinio saugumo sertifikavimas taikomas vožtuvo konstrukcijai, o ne atskiriems vožtuvams. Kai konstrukcija praeina API 607 bandymą, visi tos konstrukcijos šeimos vožtuvai sertifikuojami be atskirų priešgaisrinių bandymų.
3. Didelio našumo ir standartiniai koncentriniai drugelio tipo vožtuvai
Viešųjų pirkimų vadovai, vertinantys komunalinių paslaugų išdėstymą, kartais linkę nurodyti biudžetą tausojančius koncentrinius drugelio vožtuvus. Tačiau aukšto slėgio, intensyvioms eksploatacinėms sąlygoms skirtiems vamzdynams reikalingas didelio našumo drugelio vožtuvo mechaninis tvirtumas.
| Inžinerinė metrika | Koncentrinis drugelio vožtuvas | Didelio našumo drugelio vožtuvas (dvigubas poslinkis) |
|---|---|---|
| Sandarinimo mechanizmas | Diskas įsispaudžia į elastomero pamušalą | Kumštelinis mechanizmas – diskas pakeliamas į sėdynę ir iš jos |
| Maksimalus slėgio įvertinimas | Iki 150 klasės (paprastai 150–200 PSI) | Iki ASME 600 klasės (1 480 PSI) |
| Temperatūros diapazonas | –10 °C iki 120 °C (guminio įdėklo riba) | –196 °C kriogeninis iki 600 °C (metalinis lizdas) |
| Sėdynių susidėvėjimas | Didelė – nuolatinė trintis viso sukimosi metu | Ypač maža trintis – tik galutinio uždarymo metu |
| Srutų ir klampių medžiagų paslaugos | Prastas – elastomerinis įdėklas linkęs plyšti ir susidaryti ertmėms | Puikus – dvigubas poslinkis nuvalo medžiagą nuo sandariklio |
| Nevaldomi išmetamieji teršalai | Ribotas – standartinis stiebo įpakavimas | Sertifikuota pagal API 641 ir ISO 15848-1 standartus |
| Dvikryptis sandarinimas | Visiškai dvikryptis | Dvikryptis su minkštomis sėdynėmis |
API 641, pirmą kartą paskelbtas 2016 m., reglamentuoja ketvirčio apsisukimo vožtuvų, įskaitant drugelio, rutulinius ir kamščio tipo vožtuvus, nekontroliuojamų išmetamųjų teršalų bandymus. Jame nurodoma 610 mechaninių ciklų ir trys terminiai ciklai, atliekant tiek dinaminius, tiek statinius matavimus.
4. Pavaros dydžio parinkimas ir sąnaudų įtaka
Kadangi dvigubo poslinkio geometrija pašalina koncentrinėms konstrukcijoms būdingą pasipriešinimo trintį, ji iš esmės pakeičia vožtuvo sukimo momento profilį.
Dvigubo ekscentrinio drugelio vožtuvo didžiausias sukimo momentas pasiekiamas tik per paskutinius 5° uždarymo – tai inžinieriai vadinasėdynės sukimo momentasSukimo momentas – jėga, reikalinga diskui judinti per likusį sukimosi laiką – yra itin mažas.
Automatizuotoms kilpoms šis sukimo momento profilis suteikia didelių ekonominių pranašumų:
• Mažesnės pavarosPneumatinių pavarų arba elektrinių daugiasukių variklių dydį galima sumažinti 20–35 %, palyginti su rutuliniu vožtuvu arba prastos specifikacijos koncentriniu vožtuvu. Kai kurie šaltiniai nurodo, kad sukimo momento reikalavimai yra 30–50 % mažesni nei vidurinės linijos drugelio vožtuvų.
•Sumažintas pėdsakasMažesni pavaros mechanizmai tiesiogiai reiškia mažesnį pavažų svorį ir mažesnes vamzdžių stovų konstrukcinės atramos išlaidas.
•Mažesnės energijos sąnaudosPneumatinėms spyruoklinio grąžinimo pavaroms reikia mažesnio valdymo oro kiekio, todėl sumažėja bendra kompresorių stočių apkrova.
Praktinė pavaros pasirinkimo gairė: jei vožtuvo reikiamas sukimo momentas yra 80 Nm, pavaros sukimo momentas turėtų būti 100 Nm arba didesnis, taikant saugos koeficientą. Dvigubai ekscentrinių konstrukcijų mažo sukimo momento charakteristikos reiškia, kad šį saugos koeficientą dažnai galima taikyti mažesniam pradiniam taškui, nei būtų reikalaujama koncentriniam vožtuvui.
5. Medžiagų parinkimas ir taikymo aspektai
Dvigubo ekscentrinio drugelio vožtuvo universalumas apima platų eksploatavimo sąlygų diapazoną, jei medžiagos parenkamos tinkamai.
Kėbulo medžiagos:
Įprasti variantai yra kalusis ketus, lieto plieno (WCB) ir nerūdijančio plieno (CF8M). Agresyviems cheminiams ir jūros vandens poreikiams galimi superdupleksiniai ir nikelio pagrindu pagaminti lydiniai.
Sėdynės parinktys:
Minkšti lizdai (PTFE, RTFE, „Devlon“) užtikrina sandarų uždarymą bendro pobūdžio procesuose. Metaliniai lizdai (Inconel, Stellite) padidina temperatūros toleranciją iki 600 °C ir yra savaime atsparūs ugniai.
Disko medžiagos:
Galimos įvairios medžiagos – nuo epoksidine derva dengto kaliojo ketaus iki SS304, SS316 ir dupleksinio plieno.
Abrazyvinių srutų, tokių kaip kasybos atliekos, lakiieji pelenai ar boksitas, tvarkymui dvigubai ekscentrinės konstrukcijos suteikia pranašumą prieš koncentrinius vožtuvus, nes disko kumštelinis veikimas pašalina terpę nuo sandarinimo sąsajos, sumažindamas dalelių įstrigimą ir lizdo pažeidimus. Kriogeninių SGD taikymuose specialiai apdorotos medžiagos ir gilaus aušinimo procesai užtikrina patikimą veikimą iki −196 °C temperatūros.
Partnerystė su NSW: inžinerijos pasitikėjimas
Nesvarbu, ar projektuojate naftos chemijos perdirbimo gamyklą, jūrinę gręžimo platformą ar kritinį cheminių medžiagų perdirbimo įrenginį, tinkamos vožtuvo specifikacijos pasirinkimas lemia ilgalaikį gamyklos veikimo laiką ir saugą.
NSW VALVE COMPANY įmonėje (nswvalve.com), gaminame API 607 sertifikuotus, ugniai atsparius, dvigubus ekscentrinius drugelio tipo vožtuvus, sukurtus pačioms reikliausioms gamyklos sąlygoms. Mūsų ISO standartus atitinkančiose gamybos įmonėse taikomas griežtas teigiamo medžiagų identifikavimo (PMI), neardomosios kontrolės (NDE) ir tikslaus CNC apdirbimo procesas, kad būtų galima tiekti vožtuvus, kurie nepraleidžia vandens, pasižymi minimaliu darbiniu sukimo momentu ir yra visiškai metalurgiškai atsekami.
Siūlome įvairių konfigūracijų lizdus – minkšto sandarinimo, kad būtų sandarus, ugniai atsparų angliavandenilių tiekimui, ir metalinio sandarinimo, skirtą naudoti aukštoje temperatūroje – visi jie gali būti su rankiniu, krumpliaračiu, pneumatiniu arba elektriniu valdymu.
Susisiekite su mūsų inžinerijos komanda adresunswvalve.comšiandien, kad pateiktumėte savo duomenų lapus, aptartumėte pasirinktines lydinių konfigūracijas (pvz., „Super Duplex“ arba „Monel“) arba paprašytumėte oficialių API 607 bandymų ataskaitų.
Techninės nuorodos
•API 607Ketvirčio apsisukimo vožtuvų ir vožtuvų su nemetaliniais lizdais ugnies bandymas
•API 609Drugelio tipo vožtuvai: dvigubo flanšo, su antgaliu ir plokštelinio tipo
•API 641Ketvirčio apsisukimo vožtuvų neorganizuotų išmetamųjų teršalų bandymai
•ISO 10497Vožtuvų atsparumo ugniai tipo bandymų reikalavimai
•ISO 15848-1Pramoniniai vožtuvai. Nevaldomai išmetamų teršalų matavimo, bandymo ir kvalifikavimo procedūros
•ASME B16.34Vožtuvai – flanšiniai, srieginiai ir suvirinamieji
Įrašo laikas: 2026 m. liepos 17 d.