ما هو صمام الكرة ذو درجة الحرارة العالية؟ التصميم والمقاعد والتقييمات

1. التعريف: ما الذي يجعل الصمام الكروي "درجة حرارة عالية"

الصمام الكروي ذو درجة الحرارة العالية-هو صمام كروي تم تصميمه لعزل أو تبديل الوسائط الساخنة - عادةً في الخدمة المستمرة عند200 درجة وما فوقبتصاميم خاصة تصل إلى 425-600 درجة. لا تعد إمكانية درجة الحرارة ميزة واحدة ولكنها نظام من الاختيارات: مادة جسم مقاومة للحرارة- (الكربون أو سبائك الصلب، أو درجات الفولاذ المقاوم للصدأ)، ومجموعة من الكرة والمقعد تحافظ على الغلق عند درجة الحرارة (نظرة خاطفة، أو PTFE المقوى أو المقاعد المعدنية من -إلى-المقاعد المعدنية)، أو تعبئة الجذع من الجرافيت أو الهجين بدلاً من موانع التسرب المطاطية التقليدية، وإدارة التمدد الحراري-في الجذع والجسم. عادةً ما تقتصر الصمامات الكروية القياسية ذات مقاعد PTFE على حوالي 180 درجة متواصلة؛ أبعد من ذلك، فإن زحف المقعد والتحلل الحراري وفشل التعبئة يسبب التسرب. وتشمل مراجع التصميم والاختبارأبي 608(الصمامات الكروية المعدنية)،ايزو 17292, جيجابايت/ت 12237(الصمامات الكروية الصناعية) وأسم B16.34بالنسبة للضغط-تصنيفات درجة الحرارة؛ الأنواع الآمنة من الحرائق-تم اختبار النوع- عليهاأبي 607 / ايزو 10497.

2. المقعد ومواد التعبئة والتغليف: خريطة درجة الحرارة

عند درجة الحرارة المرتفعة، يجب ترقية كل من المقعد وختم الجذع معًا - مقعد نظرة خاطفة مزود بأختام جذعية من المطاط الصناعي لا يزال يتسرب عبر الجذع.

3. ميزات تصميم الصمام الكروي ذو درجة الحرارة العالية-

معالجة سطح الكرة والمقعد:قد تكون الكرة صلبة-مطلية بالكروم أو نيتريدية أو مطلية (على سبيل المثال نيتريد الكروم)، ومقاعد معدنية صلبة بسبائك أساسها-الكوبالت، لمقاومة التآكل والخدش والتهيج عند درجة الحرارة.

تعبئة الجرافيت والحشيات:تحافظ حشوات الجذع وحشوات الجسم القائمة على الجرافيت- على الغلق من خلال التدوير الحراري كما أنها مقاومة للحريق-.

تعويض التمدد الحراري-:إن الخلوص والتحميل المسبق للمقعد وتصميم الجذع يأخذ في الاعتبار التمدد التفاضلي بين الجسم والكرة والساق بحيث لا يرتبط الصمام عندما يكون ساخنًا.

غطاء المحرك الممتد (حيثما ينطبق ذلك):تحافظ الرقبة الممتدة على برودة واجهات التغليف والمشغل في خطوط درجات الحرارة المرتفعة-.

البناء الآمن ضد الحريق-(API 607 ​​/ ISO 10497):يحد الختم الاحتياطي من المعدن-إلى-المعدن من التسرب الخارجي والداخلي بعد الحريق، ويتم التحقق من ذلك عن طريق اختبار النوع.

تصميم مضاد للثبات-:تعمل مسارات التأريض عبر الكرة والساق والجسم على منع تراكم الشحنات الكهروستاتيكية - المطلوبة في الخدمة الهيدروكربونية.

4. التطبيقات النموذجية

أنظمة البخار:عزل البخار الرئيسي وتصريفه حيث تتجاوز درجة الحرارة حدود المقعد الناعم.

محطات الزيت الحراري / سوائل نقل الحرارة (HTF):دوائر الزيت الساخن عند درجة حرارة 250-350 درجة في محطات الطاقة الشمسية الحرارية وتجهيز الأغذية والكيماويات.

توليد الطاقة:الخطوط المساعدة للغلاية وفروع زيت التوربينات والبخار.

المعادن والأفران:عزل الغاز الساخن وغاز المداخن وهواء الاحتراق.

الكيميائية والبتروكيماوية:تيارات العملية الساخنة حيث يجب أن يقاوم المقعد والتعبئة كلاً من درجة الحرارة والوسائط.

5. نقاط الاختيار والتشغيل

تحديد الحد الأقصى لدرجة الحرارة المستمرة والذروة:حدد المقعد والتعبئة من خريطة درجة الحرارة مع الهامش؛ للوصول إلى قمم أعلى من حدود البوليمر، استخدم المعدن-.

التحقق من الضغط-تصنيف درجة الحرارة:تحقق من فئة الجسم مقابل ASME B16.34 أو جدول التصنيف المطبق عند درجة حرارة التشغيل -، ينخفض ​​الضغط المسموح به مع ارتفاع درجة الحرارة.

حدد -مقاومة الحريق ومضادة-الكهرباء الساكنة للهيدروكربونات:يتطلب API 607 ​​/ ISO 10497 نوع-شهادات اختبار وتصميم مضاد-للثبات في أمر الشراء.

العمل ببطء على الخطوط الساخنة:يتسبب التدوير السريع للصمامات ذات درجات الحرارة المرتفعة-في حدوث صدمة حرارية وتلف المقعد؛ اتبع إرشادات وقت الحد-الخاصة بالشركة المصنعة.

التخطيط لصيانة الدورة الحرارية-:فحص تعبئة الجرافيت و-غدد عزم الدوران بعد التثبيت الحراري؛ استبدل المقاعد عند تجاوز فئة التسرب.

6. المفاهيم الخاطئة الشائعة

"أي -صمام كروي معدني تكون درجة حرارته مرتفعة-.تتعامل المقاعد المعدنية مع درجة الحرارة، ولكن يجب أيضًا تصنيف تعبئة الجذع والجوانات وقارنة المحرك؛ إن المقعد المعدني المزود بأختام جذعية من المطاط الصناعي ليس صمامًا يتحمل درجات الحرارة العالية-.

"تعمل مقاعد PTFE "لفترة" فوق 180 درجة."يزحف PTFE ويتحلل تدريجياً؛ يمكن تحمل الرحلات القصيرة، ولكن التشغيل المستمر في درجة حرارة أعلى-يؤدي إلى تشوه المقعد وتسربه.

"الصمام الكروي ذو درجة الحرارة المرتفعة-هو مجرد صمام قياسي ذو طلاء مختلف."الاختلافات هيكلية: المواد، والمقعد، والتعبئة، وتصميم التمدد الحراري-والميزات الآمنة ضد الحريق -الصمامات المتشابهة بصريًا يمكن أن يكون لها درجات حرارة مختلفة تمامًا.

"600 درجة هي المعيار لجميع-الصمامات الكروية ذات درجات الحرارة المرتفعة."نطاق 425-600 درجة ينطبق فقط على الهياكل المعدنية الخاصة ذات المقاعد المعدنية؛ تستخدم معظم خدمات درجات الحرارة العالية- (200–350 درجة) مقاعد بوليمر- أو تصميمات هجينة بتكلفة أقل بكثير.

"الصمامات الكروية تنظم التدفق."لا - هي صمامات عزل؛ يؤدي الاختناق عند الفتح الجزئي إلى تآكل المقاعد وتدمير سطح الكرة، خاصة عند درجة الحرارة المرتفعة.

التعليمات

س1. ما هي درجة الحرارة التي يمكن للصمام الكروي المعياري PTFE-التعامل معها؟

تقتصر الخدمة المستمرة عادةً على حوالي 180 درجة (بعض الشركات المصنعة تصل إلى 200 درجة لفترات قصيرة). وفوق ذلك، يزحف PTFE ويتحلل؛ قم بالترقية إلى RPTFE (إلى ~230 درجة)، أو نظرة خاطفة (إلى ~260 درجة) أو مقاعد معدنية، حسب المهمة.

س2. متى أحتاج إلى صمام كروي معدني-مستقر بدرجة حرارة عالية-؟

عندما تتجاوز درجة الحرارة المستمرة حدود مقعد البوليمر (أعلى من 260-300 درجة تقريبًا)، عندما تكون الوسائط كاشطة وتدمر مقاعد البوليمر، أو عندما تكون المقاعد الاحتياطية -المعدنية الآمنة ضد الحريق- إلزامية. توفر المقاعد المعدنية قدرة أعلى على تحمل درجات الحرارة على حساب معدلات تسرب أعلى ما لم تكن مصممة للفئات المعدنية الضيقة -إلى-المعادن.

س3. لماذا يتم استخدام تعبئة الجرافيت بدلاً من الحلقات-في الصمامات ذات درجات الحرارة العالية-؟

تتحلل الحلقات المطاطية-بأعلى من 150–200 درجة تقريبًا وليست مقاومة للحريق-. تتحمل تعبئة الجرافيت درجة حرارة 450-650 درجة، وتقوم بالتشحيم الذاتي وتوفر -ختمًا مقاومًا للحريق؛ يتم استخدامه مع التحكم المناسب في الحمل -لموازنة الختم مع عزم دوران الجذع.

س 4. ما معنى "النار-آمن" (API 607)؟

مقاومة الحريق- تعني أن الصمام اجتاز اختبار الحريق القياسي (API 607 ​​أو ISO 10497): بعد الاحتراق، يظل الصمام يحد من التسرب الخارجي والداخلي إلى قيم محددة، وذلك باستخدام مانع تسرب احتياطي من المعدن-إلى-معدن. إنها شهادة اختبار من النوع-، وليست مطالبة عامة - تطلب الشهادة عندما تكون الحماية من الحرائق- مطلوبة.

س5. كيف يمكنني التأكد من تصنيف الضغط عند درجة حرارة عالية؟

استخدم جدول تصنيف درجة حرارة الضغط- للمعيار المعمول به (على سبيل المثال، ASME B16.34) لمادة الجسم وفئته، عند درجة حرارة التشغيل الفعلية. ينخفض ​​ضغط العمل المسموح به مع ارتفاع درجة الحرارة؛ يعد اختيار فئة أعلى من التصنيف البارد أمرًا شائعًا في الخدمة الساخنة.

س6. ما الاختبارات التي يجب أن يمر بها-الصمام الكروي ذو درجة الحرارة المرتفعة قبل التسليم؟

الاختبارات الهيدروستاتيكية للهيكل والمقعد وفقًا لمعيار API 598 / ISO 5208 مع فئة التسرب المحددة، وعند الاقتضاء، -اختبار النوع الآمن ضد الحرائق (API 607 ​​/ ISO 10497)، والتحقق من مكافحة-الثبات، واختبارات الضغط الهوائي المنخفض للمقعد-. طلب شهادات المواد وتقارير الاختبار مع الشحنة.