Wybór zaworów chemicznych

Kluczowe punkty wyboru zaworu
1. Wyjaśnij cel zaworu w urządzeniu lub sprzęcie
Określić warunki pracy zaworu: rodzaj medium, ciśnienie robocze, temperaturę roboczą, sposób sterowania itp.
2. Prawidłowo dobierz rodzaj zaworu
Prawidłowy wybór typu zaworu opiera się na pełnym zrozumieniu przez projektanta całego procesu produkcyjnego i warunków pracy. Wybierając typ zaworu, projektant powinien najpierw poznać charakterystykę konstrukcyjną i parametry użytkowe każdego zaworu.
3. Określ końcowe połączenie zaworu
Spośród połączeń gwintowanych, kołnierzowych i spawanych, dwa pierwsze są najczęściej stosowane. Zawory gwintowane to głównie zawory o średnicy nominalnej poniżej 50 mm. Zbyt duża średnica znacznie utrudnia montaż i uszczelnienie połączenia.
Zawory kołnierzowe są łatwiejsze w montażu i demontażu, ale są cięższe i droższe od zaworów śrubowych, dlatego nadają się do połączeń rurowych o różnych średnicach i ciśnieniach.
Połączenie spawane nadaje się do dużych obciążeń i jest bardziej niezawodne niż połączenie kołnierzowe. Demontaż i ponowny montaż zaworu spawanego jest jednak utrudniony, dlatego jego zastosowanie ogranicza się do sytuacji, w których zawór zazwyczaj działa niezawodnie przez długi czas lub w przypadku trudnych warunków użytkowania i wysokich temperatur.
4. Wybór materiału zaworu
Przy wyborze materiału korpusu zaworu, części wewnętrznych i powierzchni uszczelniającej, oprócz uwzględnienia właściwości fizycznych (temperatury, ciśnienia) i chemicznych (korozyjności) medium roboczego, należy również wziąć pod uwagę jego czystość (z cząstkami stałymi lub bez). Ponadto należy zapoznać się z odpowiednimi przepisami obowiązującymi w danym kraju oraz przepisami obowiązującymi w danym dziale.
Prawidłowy i rozsądny dobór materiału zaworu pozwala uzyskać najdłuższą żywotność i najlepszą wydajność. Kolejność doboru materiału korpusu zaworu jest następująca: żeliwo, stal węglowa, stal nierdzewna, a kolejność doboru materiału pierścienia uszczelniającego: guma, miedź, stal stopowa F4.
5. Inne
Ponadto należy określić natężenie przepływu i poziom ciśnienia cieczy przepływającej przez zawór oraz wybrać odpowiedni zawór, korzystając z dostępnych informacji (takich jak katalogi zaworów, próbki zaworów itp.).

Często używane instrukcje wyboru zaworów

1:Instrukcje wyboru zaworu zasuwowego
Zasadniczo zasuwy powinny być pierwszym wyborem. Oprócz zastosowania do pary, oleju i innych mediów, zasuwy nadają się również do mediów zawierających ziarniste ciała stałe i o wysokiej lepkości, a także do zaworów w systemach odpowietrzania i systemach niskopróżniowych. W przypadku mediów z cząstkami stałymi korpus zasuwy powinien mieć jeden lub dwa otwory odpowietrzające. Do mediów niskotemperaturowych należy stosować specjalne zasuwy niskotemperaturowe.

2:Instrukcja doboru zaworu kulowego
Zawór odcinający przeznaczony jest do rurociągów, w których nie jest wymagana ścisła odporność na działanie cieczy, czyli rurociągów lub urządzeń z medium o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, w których nie są uwzględniane straty ciśnienia, a także do rurociągów średniociśnieniowych, takich jak rurociągi pary o średnicy DN<200 mm;
Małe zawory mogą obejmować zawory kulowe, takie jak zawory iglicowe, zawory przyrządowe, zawory do pobierania próbek, zawory manometryczne itp.;
Zawór odcinający ma regulację przepływu lub ciśnienia, ale dokładność regulacji nie jest wysoka, a średnica rury jest stosunkowo mała, dlatego lepiej jest użyć zaworu odcinającego lub przepustnicy;
W przypadku mediów wysoce toksycznych należy stosować zawór kulowy z uszczelnieniem mieszkowym. Zaworu kulowego nie należy jednak używać do mediów o dużej lepkości ani mediów zawierających cząstki, które łatwo się wytrącają. Nie należy go również używać jako zaworu odpowietrzającego lub zaworu w układzie niskiego podciśnienia.
3:Instrukcja wyboru zaworu kulowego
Zawór kulowy nadaje się do mediów o niskiej temperaturze, wysokim ciśnieniu i wysokiej lepkości. Większość zaworów kulowych może być stosowana w mediach z zawieszonymi cząstkami stałymi, a także w mediach proszkowych i granulowanych, w zależności od wymagań dotyczących materiału uszczelniającego.
Pełnokanałowy zawór kulowy nie nadaje się do regulacji przepływu, ale nadaje się do sytuacji wymagających szybkiego otwierania i zamykania, co jest wygodne w przypadku awaryjnego wyłączania urządzeń; zwykle w przypadku ścisłych wymagań dotyczących uszczelnienia, zużycia, przewężenia kanału, szybkiego otwierania i zamykania, odcięcia wysokiego ciśnienia (duża różnica ciśnień). W rurociągach o niskim poziomie hałasu, parowania, małym momencie obrotowym i małym oporze płynu zaleca się stosowanie zaworów kulowych.
Zawór kulowy nadaje się do lekkich konstrukcji, odcinania niskiego ciśnienia i mediów korozyjnych; jest również idealnym zaworem do mediów niskotemperaturowych i kriogenicznych. Do systemów rurociągów i urządzeń do mediów niskotemperaturowych należy wybrać zawór kulowy niskotemperaturowy z pokrywą.
Przy wyborze zaworu kulowego z ruchomą kulą, materiał jego gniazda powinien wytrzymać obciążenie kuli i medium roboczego. Zawory kulowe o dużym kalibrze wymagają większej siły podczas pracy, DN ≥
Zawór kulowy o średnicy 200 mm powinien być wyposażony w przekładnię ślimakową; zawór kulowy stały nadaje się do zaworów o większej średnicy i przy wyższym ciśnieniu; ponadto zawór kulowy stosowany w rurociągach z materiałami wysoce toksycznymi i łatwopalnymi powinien mieć konstrukcję ognioodporną i antystatyczną.
4:instrukcje wyboru przepustnicy
Zawór dławiący nadaje się do zastosowań, w których temperatura medium jest niska, a ciśnienie wysokie, i jest odpowiedni do elementów wymagających regulacji przepływu i ciśnienia. Nie nadaje się do mediów o wysokiej lepkości i zawierających cząstki stałe, ani do zaworów odcinających.
5:Instrukcja wyboru zaworu kurkowego
Zawór czopowy nadaje się do zastosowań wymagających szybkiego otwierania i zamykania. Zasadniczo nie nadaje się do pary wodnej i mediów o wyższej temperaturze, mediów o niższej temperaturze i wysokiej lepkości, a także mediów z cząstkami stałymi.
6:Instrukcja wyboru zaworu motylkowego
Zawór motylkowy nadaje się do dużych średnic (takich jak DN ﹥600 mm) i krótkich konstrukcji, a także do zastosowań wymagających regulacji przepływu oraz szybkiego otwierania i zamykania. Jest on zazwyczaj stosowany w temperaturach ≤ 100°C.
80℃, ciśnienie ≤ 1,0MPa wody, oleju, sprężonego powietrza i innych mediów; ze względu na stosunkowo dużą stratę ciśnienia zaworów motylkowych w porównaniu z zaworami zasuwowymi i zaworami kulowymi, zawory motylkowe nadają się do systemów rurociągowych o mniej rygorystycznych wymaganiach dotyczących straty ciśnienia.
7: Sprawdź instrukcję wyboru zaworu
Zawory zwrotne są zazwyczaj odpowiednie do mediów czystych, a nie do mediów zawierających cząstki stałe i o wysokiej lepkości. W przypadku DN ≤40 mm należy zastosować zawór zwrotny o skoku (dozwolony tylko do montażu na rurociągach poziomych); w przypadku DN = 50–400 mm należy zastosować zawór zwrotny klapowy (można go zamontować zarówno na rurociągach poziomych, jak i pionowych, np. w rurociągach pionowych kierunek przepływu medium powinien być od dołu do góry).
Jeśli DN ≥ 450 mm, należy zastosować zawór zwrotny buforowy; jeśli DN = 100–400 mm, można również zastosować zawór zwrotny płytkowy; zawór zwrotny klapowy może być wykonany z bardzo wysokiego ciśnienia roboczego, PN może osiągnąć 42 MPa. Można go stosować do dowolnego medium roboczego i dowolnego zakresu temperatur roboczych, w zależności od materiałów obudowy i części uszczelniających.
Medium może być woda, para wodna, gaz, medium żrące, olej, lekarstwa itp. Zakres temperatury roboczej medium wynosi od -196 do 800°C.
8:Instrukcje wyboru zaworu membranowego
Zawór membranowy nadaje się do oleju, wody, mediów kwaśnych i zawierających zawiesiny, których temperatura robocza jest niższa niż 200°C, a ciśnienie niższe niż 1,0 MPa. Nie nadaje się do rozpuszczalników organicznych ani mediów silnie utleniających.
Zawory przeponowe przelewowe należy dobierać do mediów ziarnistych o właściwościach ściernych, a dokonując wyboru zaworów przeponowych przelewowych należy odwołać się do tabeli charakterystyk przepływu zaworów przeponowych przelewowych; zawory przeponowe przelotowe należy dobierać do cieczy lepkich, zawiesiny cementowej i mediów osadowych; zaworów przeponowych nie należy stosować w rurach próżniowych, chyba że występują szczególne wymagania dotyczące sprzętu drogowego i próżniowego.

Pytanie i odpowiedź dotyczące wyboru zaworu

1. Jakie trzy główne czynniki należy wziąć pod uwagę przy wyborze agencji wdrażającej?
Wydajność siłownika powinna być większa od obciążenia zaworu i powinna być odpowiednio dopasowana.
Sprawdzając standardową kombinację, należy rozważyć, czy dopuszczalna różnica ciśnień określona przez zawór spełnia wymagania procesowe. W przypadku dużej różnicy ciśnień należy obliczyć siłę niezrównoważoną na szpuli.
Należy rozważyć, czy szybkość reakcji siłownika, zwłaszcza siłownika elektrycznego, spełnia wymagania procesu.

2. Jakie są cechy siłowników elektrycznych w porównaniu z siłownikami pneumatycznymi i jakie są ich typy wyjść?
Źródłem napędu elektrycznego jest energia elektryczna, która jest prosta i wygodna, charakteryzująca się dużą siłą ciągu, momentem obrotowym i sztywnością. Jednak konstrukcja jest skomplikowana, a niezawodność niska. Jest ona droższa niż pneumatyczna w małych i średnich specyfikacjach. Jest często stosowana w sytuacjach, gdy nie ma źródła gazu lub gdy nie są wymagane ścisłe wymagania dotyczące ochrony przeciwwybuchowej i ognioszczelności. Siłownik elektryczny ma trzy rodzaje wyjść: skok kątowy, skok liniowy i wieloobrotowy.

3. Dlaczego różnica ciśnień odcięcia zaworu ćwierćobrotowego jest duża?
Różnica ciśnień odcięcia zaworu ćwierćobrotowego jest większa, ponieważ siła wypadkowa generowana przez medium na rdzeniu zaworu lub płytce zaworu wytwarza bardzo mały moment obrotowy na obracającym się wale, dzięki czemu może on wytrzymać większą różnicę ciśnień. Zawory motylkowe i zawory kulowe to najpopularniejsze zawory ćwierćobrotowe.

4. Jakie zawory należy wybrać ze względu na kierunek przepływu? Jak wybrać?
Zawory regulacyjne z pojedynczym uszczelnieniem, takie jak zawory z pojedynczym gniazdem, zawory wysokociśnieniowe i zawory tulejowe z pojedynczym uszczelnieniem bez otworów równoważących, wymagają przepływu. Istnieją zalety i wady przepływu otwartego i zamkniętego. Zawór typu przepływowo-otwartego działa stosunkowo stabilnie, ale jego samooczyszczanie i szczelność są słabe, a żywotność krótka. Zawór typu przepływowo-zamknięty charakteryzuje się długą żywotnością, samooczyszczaniem i dobrą szczelnością, ale jego stabilność jest niska, gdy średnica trzpienia jest mniejsza niż średnica rdzenia zaworu.
Zawory jednogniazdowe, zawory o małym przepływie i zawory tulejowe z pojedynczym uszczelnieniem są zazwyczaj wybierane do przepływu otwartego i zamkniętego, gdy występuje potrzeba intensywnego płukania lub samooczyszczania. Dwupozycyjny zawór regulacyjny o charakterystyce szybkiego otwierania wybiera typ przepływu zamkniętego.

5. Oprócz zaworów jedno- i dwugniazdowych oraz zaworów tulejowych, jakie inne zawory pełnią funkcje regulacyjne?
Zawory membranowe, zawory motylkowe, zawory kulowe w kształcie litery O (głównie odcinające), zawory kulowe w kształcie litery V (duży stopień regulacji i efekt ścinania) oraz zawory obrotowe mimośrodowe to zawory z funkcjami regulacyjnymi.

6. Dlaczego wybór modelu jest ważniejszy niż obliczenia?
Porównując obliczenia i selekcję, selekcja jest znacznie ważniejsza i bardziej skomplikowana. Ponieważ obliczenia opierają się jedynie na prostych formułach, nie zależą one od dokładności formuły, lecz od dokładności zadanych parametrów procesu.
Wybór wiąże się z dużą ilością treści, a odrobina niedbalstwa może prowadzić do niewłaściwego wyboru, co nie tylko powoduje marnotrawstwo siły roboczej, materiałów i zasobów finansowych, ale także niezadowalające efekty użytkowania, co z kolei prowadzi do szeregu problemów, takich jak niezawodność, żywotność i obsługa. Jakość itp.

7. Dlaczego zaworu podwójnie uszczelnionego nie można używać jako zaworu odcinającego?
Zaletą zaworu dwugniazdowego jest struktura równoważąca siły, która umożliwia dużą różnicę ciśnień, ale jej główną wadą jest to, że dwie powierzchnie uszczelniające nie mogą się jednocześnie dobrze stykać, co powoduje duże przecieki.
Jeśli jest on sztucznie i przymusowo stosowany do odcinania okazji, efekt jest ewidentnie zły. Nawet jeśli wprowadzono by w nim wiele ulepszeń (takich jak zawór tulejowy z podwójnym uszczelnieniem), nie jest on zalecany.

8. Dlaczego zawór dwugniazdowy łatwo wpada w drgania przy pracy z małym otworem?
W przypadku zaworu jednordzeniowego, gdy medium przepływa swobodnie, stabilność zaworu jest dobra; gdy medium przepływa swobodnie, stabilność zaworu jest słaba. Zawór dwugniazdowy ma dwa suwaki, dolny suwak jest w trybie przepływu swobodnego, a górny suwak jest w trybie przepływu otwartego.
W ten sposób, pracując przy małym otworze, zamknięty przepływem rdzeń zaworu może spowodować drgania zaworu, dlatego też zaworu dwugniazdowego nie można używać przy pracy przy małym otworze.

9. Jakie są cechy zaworu regulacyjnego przelotowego jednogniazdowego? Gdzie jest stosowany?
Przepływ wycieku jest niewielki, ponieważ zawór ma tylko jeden rdzeń, co ułatwia zapewnienie szczelności. Standardowy przepływ wylotowy wynosi 0,01% KV, a opcjonalnie zawór może być stosowany jako zawór odcinający.
Dopuszczalna różnica ciśnień jest niewielka, a siła ciągu duża ze względu na niezrównoważoną siłę. Ciśnienie △P zaworu DN100 wynosi zaledwie 120 kPa.
Przepustowość jest niewielka. Współczynnik KV dla DN100 wynosi zaledwie 120. Jest on często stosowany w sytuacjach, gdy przeciek jest niewielki, a różnica ciśnień niewielka.

10. Jakie są cechy zaworu regulacyjnego przelotowego dwugniazdowego? Gdzie jest stosowany?
Dopuszczalna różnica ciśnień jest duża, ponieważ może zrównoważyć wiele niezrównoważonych sił. Zawór DN100 △P wynosi 280 kPa.
Duża przepustowość. Współczynnik KV DN100 wynosi 160.
Przeciek jest duży, ponieważ nie można uszczelnić obu szpul jednocześnie. Standardowy przepływ wylotowy wynosi 0,1% KV, czyli 10 razy więcej niż w przypadku zaworu jednogniazdowego. Dwugniazdowy zawór regulacyjny przelotowy jest stosowany głównie w sytuacjach, gdy występuje duża różnica ciśnień i wymagane są niskie przecieki.

11. Dlaczego zawór regulacyjny o skoku prostym ma słabą skuteczność przeciwblokowania, a zawór o skoku kątowym ma dobrą skuteczność przeciwblokowania?
Trzpień zaworu o skoku prostym jest dławikiem pionowym, a medium wpływa i wypływa poziomo. Ścieżka przepływu w komorze zaworu będzie się nieuchronnie obracać i cofać, co znacznie komplikuje drogę przepływu przez zawór (kształt przypomina odwróconą literę „S”). W ten sposób powstaje wiele martwych stref, które zapewniają przestrzeń do wytrącania się medium, a jeśli sytuacja się powtórzy, dojdzie do zablokowania.
Kierunek dławienia zaworu ćwierćobrotowego jest poziomy. Medium przepływa poziomo, co ułatwia usuwanie zanieczyszczonego medium. Jednocześnie droga przepływu jest prosta, a przestrzeń na osadzanie się medium niewielka, dzięki czemu zawór ćwierćobrotowy ma dobre właściwości przeciwblokujące.

12. W jakich okolicznościach muszę użyć pozycjonera zaworu?

Tam, gdzie tarcie jest duże i wymagane jest precyzyjne pozycjonowanie, na przykład zawory regulacyjne do wysokich i niskich temperatur lub zawory regulacyjne z elastycznym uszczelnieniem grafitowym;
Powolny proces wymaga zwiększenia szybkości reakcji zaworu regulacyjnego, na przykład układu regulacji temperatury, poziomu cieczy, analizy i innych parametrów.
Konieczne jest zwiększenie siły wyjściowej i siły tnącej siłownika. Na przykład, w przypadku zaworu jednogniazdowego o średnicy DN ≥ 25, zaworu dwugniazdowego o średnicy DN > 100. W przypadku spadku ciśnienia na obu końcach zaworu △P > 1 MPa lub ciśnienia wlotowego P1 > 10 MPa.
Podczas działania układu regulacji z podziałem zakresu i zaworu regulacyjnego czasami zachodzi konieczność zmiany trybu otwierania i zamykania powietrza.
Należy zmienić charakterystykę przepływu zaworu regulacyjnego.

13. Jakie siedem kroków należy wykonać, aby określić rozmiar zaworu regulacyjnego?
Określ obliczony przepływ Qmax, Qmin
Określ obliczoną różnicę ciśnień – wybierz wartość współczynnika oporu S zgodnie z charakterystyką układu, a następnie określ obliczoną różnicę ciśnień (gdy zawór jest całkowicie otwarty);
Oblicz współczynnik przepływu — wybierz odpowiednią tabelę wzorów obliczeniowych lub oprogramowanie, aby znaleźć maksymalną i minimalną wartość KV;
Wybór wartości KV — zgodnie z maksymalną wartością KV w wybranej serii produktów, do uzyskania kalibru wyboru podstawowego używana jest wartość KV najbliższa pierwszemu biegowi;
Obliczanie sprawdzenia stopnia otwarcia – gdy wymagany jest Qmax, ≯90% otwarcia zaworu; gdy Qmin wynosi ≮10% otwarcia zaworu;
Obliczenia sprawdzające rzeczywisty współczynnik regulowany — wymagania ogólne powinny być ≮10; Rzeczywisty＞wymóg R
Kaliber został określony — jeśli nie jest kwalifikowany, należy ponownie wybrać wartość KV i sprawdzić ją jeszcze raz.

14. Dlaczego zawór tulejowy zastępuje zawory jedno- i dwugniazdowe, ale nie daje oczekiwanego efektu?
Zawór tulejowy, który pojawił się w latach 60. XX wieku, był szeroko stosowany w kraju i za granicą w latach 70. W zakładach petrochemicznych, wprowadzonych w latach 80. XX wieku, zawory tulejowe stanowiły większą część produkcji. W tamtym czasie wielu uważało, że zawory tulejowe mogą zastąpić zawory pojedyncze i podwójne. Zawór gniazdowy stał się produktem drugiej generacji.
Do tej pory tak nie było. Zawory jedno- i dwugniazdowe oraz zawory tulejowe są stosowane jednakowo. Wynika to z faktu, że zawór tulejowy poprawia jedynie dławienie, stabilność i konserwację w porównaniu z zaworem jednogniazdowym, ale jego waga, wskaźniki blokowania i szczelności są takie same jak w przypadku zaworów jedno- i dwugniazdowych. Jak więc może zastąpić zawory jedno- i dwugniazdowe? Tkanina wełniana? Dlatego można je stosować tylko razem.

15. Dlaczego w zaworach odcinających należy w miarę możliwości stosować uszczelnienia twarde?
Przeciek zaworu odcinającego jest jak najmniejszy. Przeciek zaworu z miękkim uszczelnieniem jest najmniejszy. Oczywiście, efekt odcięcia jest dobry, ale zawór nie jest odporny na zużycie i charakteryzuje się niską niezawodnością. Sądząc po podwójnych standardach małego przecieku i niezawodnego uszczelnienia, miękkie uszczelnienie nie jest tak dobre, jak twarde.
Na przykład, pełnofunkcyjny, ultralekki zawór regulacyjny, uszczelniony i pokryty odporną na zużycie ochroną ze stopu, charakteryzuje się wysoką niezawodnością i współczynnikiem nieszczelności na poziomie 10-7, co już spełnia wymagania stawiane zaworowi odcinającemu.

16. Dlaczego trzpień zaworu sterującego o skoku prostym jest cieńszy?
Zasada działania jest prosta: wysokie tarcie ślizgowe i niskie tarcie toczne. Trzpień zaworu o skoku prostym porusza się w górę i w dół, a uszczelnienie jest lekko ściśnięte, co powoduje bardzo ścisłe uszczelnienie trzpienia zaworu, co skutkuje większą różnicą ciśnienia zwrotnego.
Z tego powodu trzonek zaworu zaprojektowano tak, aby był bardzo mały, a uszczelnienie wykorzystuje uszczelnienie PTFE o małym współczynniku tarcia, aby zmniejszyć luz, ale problemem jest to, że trzonek zaworu jest cienki, przez co łatwo się wygina, a żywotność uszczelnienia jest krótka.
Najlepszym sposobem rozwiązania tego problemu jest zastosowanie trzpienia zaworu skokowego, czyli zaworu ćwierćobrotowego. Jego trzpień jest 2 do 3 razy grubszy niż trzpień zaworu o skoku prostym. Zastosowano w nim również uszczelnienie grafitowe o długiej żywotności i sztywności trzpienia. Dobrze, żywotność uszczelnienia jest długa, ale moment tarcia jest niewielki, a luz zwrotny niewielki.

Chcesz, aby więcej osób poznało Twoje doświadczenie i wiedzę zawodową? Jeśli zajmujesz się pracami technicznymi urządzeń i posiadasz wiedzę na temat konserwacji zaworów itp., możesz się z nami skontaktować – być może Twoje doświadczenie i wiedza pomogą większej liczbie osób.