Zawory stanowią ważną część systemu rurociągów, a zawory metalowe są najczęściej stosowane w zakładach chemicznych. Zawory służą głównie do otwierania i zamykania, dławienia oraz zapewnienia bezpiecznej pracy rurociągów i urządzeń. Dlatego prawidłowy i rozsądny dobór zaworów metalowych odgrywa istotną rolę w bezpieczeństwie instalacji i systemach sterowania przepływem cieczy.
1. Rodzaje i zastosowania zaworów
W inżynierii występuje wiele rodzajów zaworów. Ze względu na różnice w ciśnieniu, temperaturze oraz właściwościach fizycznych i chemicznych cieczy, wymagania dotyczące sterowania układami hydraulicznymi również są różne, w tym zawory zasuwowe, zawory odcinające (dławiące, iglicowe), zawory zwrotne i zawory grzybkowe. Zawory, zawory kulowe, przepustnice i zawory membranowe są najczęściej stosowane w zakładach chemicznych.
jest powszechnie stosowany do kontrolowania otwierania i zamykania przepływów cieczy. Charakteryzuje się małym oporem przepływu cieczy, dobrymi właściwościami uszczelniającymi, nieograniczonym kierunkiem przepływu medium, niewielką siłą zewnętrzną potrzebną do otwierania i zamykania oraz krótką długością konstrukcji.
Trzpień zaworu jest podzielony na trzpień jasny i trzpień ukryty. Zasuwa z trzpieniem odsłoniętym nadaje się do mediów korozyjnych, a zasuwa z trzpieniem odsłoniętym jest stosowana głównie w inżynierii chemicznej. Zasuwy z trzpieniem ukrytym są stosowane głównie w rurociągach wodnych, a najczęściej w niskociśnieniowych, niekorozyjnych mediach, takich jak niektóre zawory żeliwne i miedziane. Konstrukcja zasuwy obejmuje zasuwę klinową i zasuwę równoległą.
Zasuwy klinowe dzielą się na zasuwy pojedyncze i podwójne. Zasuwy równoległe są najczęściej stosowane w systemach transportu ropy naftowej i gazu, ale nie są powszechnie stosowane w zakładach chemicznych.
Służy głównie do odcinania. Zawór odcinający charakteryzuje się dużym oporem przepływu, dużym momentem obrotowym otwierania i zamykania oraz wymaganiem dotyczącym kierunku przepływu. W porównaniu z zasuwami, zawory grzybkowe mają następujące zalety:
(1) Siła tarcia powierzchni uszczelniającej jest mniejsza niż siła tarcia zaworu zasuwowego podczas otwierania i zamykania, a powierzchnia ta jest odporna na zużycie.
(2) Wysokość otwarcia jest mniejsza niż wysokość zaworu zasuwowego.
(3) Zawór kulowy ma zwykle tylko jedną powierzchnię uszczelniającą, a proces produkcji jest dobry, co ułatwia konserwację.
Zawór kulowy, podobnie jak zasuwa, również ma jasny i ciemny pręt, więc nie będę ich tutaj powtarzać. Ze względu na różną konstrukcję korpusu zaworu, zawór odcinający występuje w wersji przelotowej, kątowej i typu Y. Zawór przelotowy jest najczęściej stosowany, a zawór kątowy stosuje się tam, gdzie kierunek przepływu cieczy zmienia się o 90°.
Ponadto zawór dławiący i zawór iglicowy stanowią również rodzaj zaworów odcinających, które pełnią silniejszą funkcję regulacyjną niż zwykłe zawory odcinające.
1.3Zawór Chevk
Zawór zwrotny, nazywany również zaworem jednokierunkowym, służy do zapobiegania cofaniu się cieczy. Dlatego podczas montażu zaworu zwrotnego należy zwrócić uwagę, aby kierunek przepływu medium był zgodny z kierunkiem strzałki na zaworze zwrotnym. Istnieje wiele rodzajów zaworów zwrotnych, a różni producenci oferują zróżnicowane produkty, ale w zależności od konstrukcji, zawory zwrotne dzielą się głównie na klapowe i unoszone. Zawory zwrotne klapowe obejmują głównie zawory pojedyncze i podwójne.
Zawór motylkowy może być stosowany do otwierania, zamykania i dławienia przepływu cieczy z zawartością ciał stałych. Charakteryzuje się niskim oporem przepływu, niewielką masą, niewielkimi rozmiarami oraz szybkim otwieraniem i zamykaniem. Nadaje się do rurociągów o dużej średnicy. Zawór motylkowy posiada funkcję regulacji i może transportować zawiesiny. Ze względu na technologię przetwarzania wstecznego, w przeszłości zawory motylkowe były stosowane w systemach wodnych, ale rzadko w systemach procesowych. Wraz z udoskonaleniem materiałów, konstrukcji i procesów, zawory motylkowe są coraz częściej stosowane w systemach procesowych.
Zawory motylkowe występują w dwóch rodzajach: z uszczelnieniem miękkim i twardym. Wybór uszczelnienia miękkiego lub twardego zależy głównie od temperatury medium. Relatywnie rzecz biorąc, uszczelnienie miękkie jest skuteczniejsze niż uszczelnienie twarde.
Istnieją dwa rodzaje uszczelnień miękkich: gniazda zaworów z gumy i PTFE (politetrafluoroetylenu). Zawory motylkowe z gniazdem gumowym (korpusy zaworów wyłożone gumą) są najczęściej stosowane w instalacjach wodnych i mają konstrukcję z osią środkową. Tego typu zawory motylkowe można montować bez uszczelek, ponieważ kołnierz gumowej wyściółki może służyć jako uszczelka. Zawory motylkowe z gniazdem PTFE są najczęściej stosowane w instalacjach procesowych, zazwyczaj z pojedynczą lub podwójną mimośrodową strukturą.
Istnieje wiele odmian uszczelnień twardych, takich jak sztywne pierścienie uszczelniające, uszczelnienia wielowarstwowe (laminowane) itp. Ponieważ konstrukcja producenta często się różni, różny jest również stopień przecieku. Konstrukcja przepustnicy z twardym uszczelnieniem jest najlepiej potrójnie mimośrodowa, co rozwiązuje problemy kompensacji rozszerzalności cieplnej i zużycia. Konstrukcja przepustnicy z twardym uszczelnieniem, podwójnie mimośrodowa lub potrójnie mimośrodowa, pełni również funkcję uszczelnienia dwukierunkowego, a jej ciśnienie uszczelniające w kierunku przeciwnym (od strony niskiego ciśnienia do strony wysokiego ciśnienia) nie powinno być mniejsze niż 80% ciśnienia dodatniego (od strony wysokiego ciśnienia do strony niskiego ciśnienia). Konstrukcja i dobór należy negocjować z producentem.
1.5 Zawór kurkowy
Zawór czopowy charakteryzuje się niskim oporem cieczy, dobrą szczelnością, długą żywotnością i możliwością uszczelnienia w obu kierunkach, dlatego jest często stosowany do materiałów wysoce lub ekstremalnie niebezpiecznych. Jednak moment obrotowy otwierania i zamykania jest stosunkowo duży, a cena jest stosunkowo wysoka. Komora zaworu czopowego nie gromadzi cieczy, a materiał w urządzeniu przerywanym nie powoduje zanieczyszczeń, dlatego w niektórych przypadkach konieczne jest zastosowanie zaworu czopowego.
Przepływ gazu w zaworze czopowym można podzielić na prosty, trójdrożny i czterodrożny, co umożliwia wielokierunkową dystrybucję gazu i cieczy.
Zawory kurkowe można podzielić na dwa typy: niesmarowane i smarowane. Zawór grzybkowy z uszczelnieniem olejowym i wymuszonym smarowaniem tworzy film olejowy między grzybem a powierzchnią uszczelniającą grzyba dzięki wymuszonemu smarowaniu. Dzięki temu uszczelnienie jest skuteczniejsze, otwieranie i zamykanie jest mniej pracochłonne, a powierzchnia uszczelniająca jest chroniona przed uszkodzeniem. Należy jednak wziąć pod uwagę, czy smarowanie nie zanieczyszcza materiału, dlatego do regularnej konserwacji preferowany jest zawór niesmarowany.
Uszczelnienie tulejowe zaworu grzybkowego jest ciągłe i otacza cały grzybek, dzięki czemu ciecz nie styka się z wałkiem. Dodatkowo, zawór grzybkowy posiada warstwę membrany z kompozytu metalowego jako drugie uszczelnienie, dzięki czemu zawór grzybkowy może ściśle kontrolować przeciek zewnętrzny. Zawory grzybkowe zazwyczaj nie posiadają uszczelnienia. W przypadku szczególnych wymagań (takich jak niedopuszczalny przeciek zewnętrzny itp.), uszczelnienie jest wymagane jako trzecie uszczelnienie.
Konstrukcja zaworu grzybkowego umożliwia regulację uszczelnienia gniazda zaworu w trybie online. Z powodu długotrwałej eksploatacji powierzchnia uszczelniająca ulegnie zużyciu. Ponieważ grzybek ma stożkowy kształt, można go docisnąć śrubą pokrywy zaworu, aby szczelnie przylegał do gniazda zaworu i zapewnił szczelność.
1,6 zawór kulowy
Funkcja zaworu kulowego jest podobna do zaworu czopowego (zawór kulowy jest pochodną zaworu czopowego). Zawór kulowy charakteryzuje się dobrym uszczelnieniem, dzięki czemu jest szeroko stosowany. Zawór kulowy otwiera się i zamyka szybko, moment obrotowy otwierania i zamykania jest mniejszy niż w przypadku zaworu czopowego, opór jest bardzo mały, a konserwacja jest łatwa. Zawór kulowy nadaje się do rurociągów z zawiesinami, lepkimi cieczami i mediami o wysokich wymaganiach dotyczących uszczelnienia. Ze względu na niską cenę, zawory kulowe są szerzej stosowane niż zawory czopowe. Zawory kulowe można ogólnie klasyfikować na podstawie budowy kuli, korpusu zaworu, kanału przepływowego i materiału gniazda.
Ze względu na strukturę kulistą, zawory kulowe dzielą się na pływające i nieruchome. Te pierwsze są stosowane głównie do małych średnic, a drugie do dużych, zazwyczaj DN200 (klasa 150), DN150 (klasa 300 i 600) jako granica.
Ze względu na konstrukcję korpusu zaworu, istnieją trzy typy: jednoczęściowy, dwuczęściowy i trzyczęściowy. Istnieją dwa typy zaworów jednoczęściowych: montowany od góry i montowany z boku.
W zależności od kształtu zaworu, występują zawory o pełnej średnicy i o zmniejszonej średnicy. Zawory kulowe o zmniejszonej średnicy zużywają mniej materiałów niż zawory kulowe o pełnej średnicy i są tańsze. Jeśli pozwalają na to warunki procesu, można je traktować preferencyjnie. Kanały przepływu zaworu kulowego można podzielić na proste, trójdrożne i czterodrożne, które nadają się do wielokierunkowego rozprowadzania gazów i cieczy. W zależności od materiału gniazda, występują uszczelnienia miękkie i twarde. W przypadku stosowania w mediach palnych lub w środowisku zewnętrznym, w którym istnieje ryzyko zapłonu, zawór kulowy z uszczelnieniem miękkim powinien mieć konstrukcję antystatyczną i ognioodporną, a produkty producenta powinny przejść testy antystatyczne i ognioodporne, takie jak zgodnie z normą API607. To samo dotyczy zaworów motylkowych z uszczelnieniem miękkim i zaworów czopowych (zawory czopowe mogą spełniać tylko zewnętrzne wymagania dotyczące ochrony przeciwpożarowej w teście ogniowym).
1.7 zawór membranowy
Zawór membranowy może być uszczelniony w obu kierunkach, co czyni go odpowiednim do mediów niskociśnieniowych, żrących zawiesin lub zawiesin lepkich cieczy. Ponieważ mechanizm roboczy jest oddzielony od kanału medium, ciecz jest odcinana przez elastyczną membranę, co jest szczególnie przydatne w przemyśle spożywczym, medycznym i ochrony zdrowia. Temperatura pracy zaworu membranowego zależy od odporności temperaturowej materiału membrany. Ze względu na konstrukcję, zawory można podzielić na przelotowe i przelewowe.
2. Wybór formy połączenia końcowego
Do najczęściej stosowanych form połączeń końcówek zaworów należą: połączenie kołnierzowe, połączenie gwintowane, połączenie spawane doczołowo i połączenie spawane gniazdowo.
2.1 połączenie kołnierzowe
Połączenie kołnierzowe ułatwia montaż i demontaż zaworów. Powierzchnie uszczelniające kołnierzy zaworów obejmują głównie pełną powierzchnię (FF), powierzchnię podniesioną (RF), powierzchnię wklęsłą (FM), powierzchnię z rowkiem i piórem (TG) oraz powierzchnię połączenia pierścieniowego (RJ). Standardy kołnierzy stosowane przez zawory API to seria ASMEB16.5. Czasami na zaworach kołnierzowych można spotkać klasy 125 i 250. Jest to klasa ciśnienia dla kołnierzy żeliwnych. Jest ona taka sama jak rozmiar połączenia dla klas 150 i 300, z tą różnicą, że powierzchnie uszczelniające pierwszych dwóch są pełne (FF).
Zawory typu Wafer i Lug są również kołnierzowe.
2.2 Połączenie spawane doczołowo
Ze względu na wysoką wytrzymałość złącza spawanego doczołowo i dobre uszczelnienie, zawory łączone za pomocą złącza spawanego doczołowo w układzie chemicznym są najczęściej stosowane w miejscach narażonych na wysokie temperatury, wysokie ciśnienie, bardzo toksyczne media, materiały łatwopalne i wybuchowe.
2.3 Spawanie mufowe i połączenie gwintowane
jest stosowany na ogół w systemach rurociągowych, których średnica nominalna nie przekracza DN40, ale nie może być stosowany do mediów płynnych narażonych na korozję wżerową.
Połączenia gwintowane nie powinny być stosowane w rurociągach z mediami silnie toksycznymi i łatwopalnymi, a jednocześnie należy unikać ich stosowania w warunkach cyklicznych obciążeń. Obecnie stosuje się je w sytuacjach, gdy ciśnienie w projekcie nie jest wysokie. Gwint w rurociągu to głównie gwint stożkowy. Istnieją dwa rodzaje gwintów stożkowych. Kąty wierzchołkowe stożka wynoszą odpowiednio 55° i 60°. Nie można ich stosować zamiennie. W rurociągach z mediami łatwopalnymi lub wysoce niebezpiecznymi, jeśli instalacja wymaga połączenia gwintowanego, średnica nominalna nie powinna przekraczać DN20, a spawanie uszczelniające należy wykonać po połączeniu gwintowanym.
3. Materiał
Materiały stosowane do produkcji zaworów obejmują korpus zaworu, elementy wewnętrzne, uszczelki, uszczelnienia i elementy złączne. Ze względu na różnorodność materiałów stosowanych do produkcji zaworów oraz ograniczenia przestrzenne, niniejszy artykuł jedynie pokrótce przedstawia typowe materiały na korpus zaworu. Materiały stosowane do produkcji obudów z metali żelaznych obejmują żeliwo, stal węglową, stal nierdzewną i stal stopową.
3.1 żeliwo
Żeliwo szare (A1262B) jest zazwyczaj stosowane w zaworach niskociśnieniowych i nie jest zalecane do stosowania w rurociągach procesowych. Parametry (wytrzymałość i udarność) żeliwa sferoidalnego (A395) są lepsze niż żeliwa szarego.
3.2 Stal węglowa
Najczęściej stosowanymi materiałami do produkcji zaworów są stal węglowa A2162WCB (odlew) i A105 (kuta). Należy zwrócić szczególną uwagę na stal węglową pracującą długotrwale w temperaturach powyżej 400°C, co wpływa na żywotność zaworu. W przypadku zaworów niskotemperaturowych powszechnie stosuje się stal A3522LCB (odlew) i A3502LF2 (kuta).
3.3 Stal nierdzewna austenityczna
Stale nierdzewne austenityczne są zazwyczaj stosowane w warunkach korozyjnych lub w warunkach ultraniskich temperatur. Najczęściej stosowane są odlewy A351-CF8, A351-CF8M, A351-CF3 i A351-CF3M; najczęściej stosowane są odkuwki A182-F304, A182-F316, A182-F304L i A182-F316L.
Materiał ze stali stopowej 3.4
Do zaworów niskotemperaturowych powszechnie stosuje się A352-LC3 (odlewy) i A350-LF3 (odkuwki).
Do zaworów wysokotemperaturowych powszechnie stosuje się A217-WC6 (odlew), A182-F11 (kucie) oraz A217-WC9 (odlew), A182-F22 (kucie). Ponieważ WC9 i F22 należą do serii 2-1/4Cr-1Mo, zawierają więcej Cr i Mo niż WC6 i F11 należące do serii 1-1/4Cr-1/2Mo, dzięki czemu charakteryzują się lepszą odpornością na pełzanie w wysokich temperaturach.
4. Tryb jazdy
Zawór zazwyczaj pracuje w trybie ręcznym. W przypadku zaworu o wyższym ciśnieniu nominalnym lub większym rozmiarze nominalnym, ręczna obsługa zaworu jest utrudniona, dlatego można zastosować przekładnię zębatą lub inne metody sterowania. Wybór trybu napędu zaworu powinien być uzależniony od typu, ciśnienia nominalnego i rozmiaru nominalnego zaworu. Tabela 1 przedstawia warunki, w których należy rozważyć zastosowanie napędów zębatych dla różnych zaworów. W przypadku różnych producentów warunki te mogą się nieznacznie różnić, co można ustalić w drodze negocjacji.
5. Zasady doboru zaworów
5.1 Główne parametry, które należy wziąć pod uwagę przy doborze zaworu
(1) Rodzaj dostarczanego płynu ma wpływ na wybór typu zaworu i materiału konstrukcyjnego zaworu.
(2) Wymagania funkcjonalne (regulacyjne lub odcinające), które w głównej mierze wpływają na wybór typu zaworu.
(3) Warunki pracy (czy częste), które będą miały wpływ na wybór typu i materiału zaworu.
(4) Charakterystyka przepływu i straty tarcia.
(5) Rozmiar nominalny zaworu (zawory o dużym rozmiarze nominalnym można znaleźć tylko w ograniczonym zakresie typów zaworów).
(6) Inne specjalne wymagania, takie jak automatyczne zamykanie, równowaga ciśnień itp.
5.2 Wybór materiałów
(1) Odkuwki są zazwyczaj stosowane w przypadku małych średnic (DN ≤ 40), a odlewy w przypadku dużych średnic (DN > 40). W przypadku kołnierza końcowego korpusu zaworu kutego, preferowany jest integralny korpus zaworu kutego. Jeśli kołnierz jest spawany do korpusu zaworu, należy przeprowadzić 100% kontrolę radiograficzną spoiny.
(2) Zawartość węgla w korpusach zaworów ze stali węglowej spawanych doczołowo i gniazdowo nie powinna przekraczać 0,25%, a ekwiwalent węgla nie powinien przekraczać 0,45%.
Uwaga: Jeśli temperatura robocza stali nierdzewnej austenitycznej przekracza 425°C, zawartość węgla nie powinna być mniejsza niż 0,04%, a stan obróbki cieplnej musi być wyższy niż 1040°C przy szybkim chłodzeniu (CF8) i 1100°C przy szybkim chłodzeniu (CF8M).
(4) Jeżeli płyn jest żrący i nie można zastosować zwykłej stali nierdzewnej austenitycznej, należy rozważyć zastosowanie materiałów specjalnych, takich jak 904L, stal dupleksowa (np. S31803), Monel i Hastelloy.
5.3 Wybór zaworu zasuwowego
(1) Sztywną pojedynczą bramkę stosuje się na ogół, gdy DN ≤ 50; sprężystą pojedynczą bramkę stosuje się na ogół, gdy DN > 50.
(2) W przypadku elastycznego pojedynczego zaworu zasuwowego układu kriogenicznego należy otworzyć otwór odpowietrzający na zasuwie po stronie wysokiego ciśnienia.
(3) Zasuwy o niskim przecieku powinny być stosowane w warunkach pracy wymagających niskiego przecieku. Zasuwy o niskim przecieku mają różnorodne konstrukcje, wśród których zasuwy mieszkowe są powszechnie stosowane w zakładach chemicznych.
(4) Chociaż zasuwa jest najczęściej stosowanym typem w urządzeniach do produkcji petrochemicznej, nie należy jej jednak stosować w następujących sytuacjach:
① Ze względu na dużą wysokość otworu i dużą przestrzeń potrzebną do działania, urządzenie nie nadaje się do zastosowań z małą przestrzenią roboczą.
② Czas otwierania i zamykania jest długi, dlatego urządzenie nie nadaje się do szybkiego otwierania i zamykania.
③ Nie nadaje się do cieczy z osadem stałym. Z powodu zużycia powierzchni uszczelniającej zasuwa nie zamknie się.
④ Nie nadaje się do regulacji przepływu. Ponieważ przy częściowym otwarciu zasuwy medium wytwarza prądy wirowe z tyłu zasuwy, co łatwo może prowadzić do erozji i wibracji zasuwy, a powierzchnia uszczelniająca gniazda zaworu również ulega uszkodzeniu.
⑤ Częste używanie zaworu powoduje nadmierne zużycie powierzchni gniazda zaworu, dlatego zwykle nadaje się on tylko do rzadkich operacji
5.4 Wybór zaworu grzybkowego
(1) W porównaniu z zaworem zasuwowym o tej samej specyfikacji, zawór odcinający ma większą długość konstrukcyjną. Jest on zazwyczaj stosowany w rurociągach o średnicy DN ≤ 250, ponieważ obróbka i produkcja zaworu odcinającego o dużej średnicy jest bardziej kłopotliwa, a jego szczelność nie jest tak dobra jak zaworu odcinającego o małej średnicy.
(2) Ze względu na duży opór cieczy stawiany przez zawór odcinający, nie nadaje się on do zawiesin i mediów ciekłych o dużej lepkości.
(3) Zawór iglicowy to zawór odcinający z cienkim stożkowym czopem, który może być używany do precyzyjnej regulacji małych przepływów lub jako zawór do pobierania próbek. Jest zazwyczaj stosowany do małych średnic. W przypadku dużego kalibru wymagana jest również funkcja regulacji i można zastosować zawór dławiący. W tym przypadku klapka zaworu ma kształt paraboli.
(4) W warunkach pracy wymagających niskiego przecieku należy stosować zawór odcinający o niskim przecieku. Zawory odcinające o niskim przecieku mają wiele konstrukcji, wśród których w zakładach chemicznych powszechnie stosuje się zawory odcinające mieszkowe.
Zawory grzybkowe mieszkowe są szerzej stosowane niż zasuwy mieszkowe, ponieważ charakteryzują się krótszym mieszkiem i dłuższą żywotnością. Zawory mieszkowe są jednak drogie, a jakość mieszka (np. materiały, czasy cyklu itp.) oraz spawanie bezpośrednio wpływają na żywotność i wydajność zaworu, dlatego należy zachować szczególną ostrożność przy ich wyborze.
5.5 Dobór zaworu zwrotnego
(1) Zawory zwrotne o skoku poziomym są zazwyczaj stosowane w rurociągach o średnicy DN ≤ 50 i mogą być montowane wyłącznie na rurociągach poziomych. Zawory zwrotne o skoku pionowym są zazwyczaj stosowane w rurociągach o średnicy DN ≤ 100 i montowane na rurociągach pionowych.
(2) Zawór zwrotny podnoszenia można wybrać ze sprężyną, a wówczas wydajność uszczelnienia jest lepsza niż bez sprężyny.
(3) Minimalna średnica zaworu zwrotnego klapowego wynosi zazwyczaj DN>50. Można go stosować na rurach poziomych lub pionowych (ciecz musi przepływać od dołu do góry), ale łatwo jest spowodować uderzenie wodne. Zawór zwrotny z podwójnym dyskiem (Double Disc) jest często typu wafer, który jest najbardziej oszczędzającym miejsce zaworem zwrotnym, który jest wygodny w układzie rurociągu i jest szczególnie szeroko stosowany w przypadku dużych średnic. Ponieważ dysk zwykłego zaworu zwrotnego klapowego (typu pojedynczego dysku) nie może być całkowicie otwarty do 90°, występuje pewien opór przepływu, więc gdy proces tego wymaga, specjalne wymagania (wymaga pełnego otwarcia dysku) lub zawór zwrotny podnoszący typu Y.
(4) W przypadku wystąpienia uderzenia hydraulicznego można rozważyć zastosowanie zaworu zwrotnego z urządzeniem wolno zamykającym i mechanizmem tłumiącym. Ten rodzaj zaworu wykorzystuje medium w rurociągu do buforowania, a w momencie zamknięcia zaworu zwrotnego może wyeliminować lub zmniejszyć uderzenie hydrauliczne, chronić rurociąg i zapobiec cofaniu się pompy.
5.6 Wybór zaworu czopowego
(1) Ze względu na problemy produkcyjne nie należy stosować zaworów czopowych niesmarowanych o średnicy DN>250.
(2) Jeżeli wymagane jest, aby w komorze zaworu nie gromadziła się ciecz, należy wybrać zawór czopowy.
(3) Jeżeli uszczelnienie zaworu kulowego z uszczelnieniem miękkim nie spełnia wymagań i występuje nieszczelność wewnętrzna, można zamiast niego zastosować zawór czopowy.
(4) W niektórych warunkach pracy, w których temperatura ulega częstym zmianom, nie można zastosować zwykłego zaworu grzybkowego. Ponieważ zmiany temperatury powodują nierównomierne rozszerzanie i kurczenie się elementów zaworu i elementów uszczelniających, długotrwałe kurczenie się uszczelnienia spowoduje wyciek wzdłuż trzpienia zaworu podczas cykli termicznych. W tym momencie konieczne jest rozważenie zastosowania specjalnych zaworów grzybkowych, takich jak seria XOMOX do pracy w trudnych warunkach, których nie można produkować w Chinach.
5.7 Wybór zaworu kulowego
(1) Zawór kulowy montowany od góry można naprawić online. Trzyczęściowe zawory kulowe są zazwyczaj stosowane do połączeń gwintowanych i spawanych gniazdowo.
(2) Jeżeli rurociąg ma układ z zaworem kulowym, można stosować wyłącznie zawory kulowe pełnoprzelotowe.
(3) Efekt uszczelniający uszczelnienia miękkiego jest lepszy od uszczelnienia twardego, ale nie można go stosować w wysokich temperaturach (odporność temperaturowa różnych niemetalowych materiałów uszczelniających nie jest taka sama).
(4) nie należy stosować w sytuacjach, w których nie jest dopuszczalne gromadzenie się płynu w komorze zaworu.
5.8 Wybór zaworu motylkowego
(1) W przypadku konieczności demontażu obu końców zaworu motylkowego należy wybrać zawór motylkowy z gwintowanym otworem lub kołnierzem.
(2) Minimalna średnica zaworu motylkowego o osi środkowej wynosi na ogół DN50; minimalna średnica zaworu motylkowego mimośrodowego wynosi na ogół DN80.
(3) W przypadku stosowania zaworu motylkowego z potrójnym mimośrodem i gniazdem PTFE zaleca się stosowanie gniazda w kształcie litery U.
5.9 Wybór zaworu membranowego
(1) Typ przelotowy charakteryzuje się niskim oporem cieczy, długim skokiem otwierania i zamykania membrany, a żywotność membrany nie jest tak dobra jak w przypadku typu przelewowego.
(2) Typ przelewowy charakteryzuje się dużym oporem cieczy, krótkim skokiem otwierania i zamykania membrany, a żywotność membrany jest lepsza niż w przypadku typu przelotowego.
5.10 wpływ innych czynników na wybór zaworu
(1) Jeżeli dopuszczalny spadek ciśnienia w układzie jest niewielki, należy wybrać typ zaworu o mniejszym oporze dla cieczy, np. zawór zasuwowy, zawór kulowy przelotowy itp.
(2) W przypadku konieczności szybkiego odcięcia należy stosować zawory kurkowe, zawory kulowe i przepustnice. W przypadku małych średnic należy preferować zawory kulowe.
(3) Większość zaworów obsługiwanych na miejscu jest wyposażona w koła ręczne. W przypadku pewnej odległości od punktu pracy można zastosować koło zębate lub pręt przedłużający.
(4) W przypadku lepkich cieczy, szlamów i mediów zawierających cząstki stałe należy stosować zawory czopowe, zawory kulowe lub zawory motylkowe.
(5) W przypadku układów czystych zazwyczaj wybiera się zawory czopowe, zawory kulowe, zawory membranowe i zawory motylkowe (wymagane są dodatkowe wymagania, takie jak wymagania dotyczące polerowania, wymagania dotyczące uszczelnienia itp.).
(6) W normalnych warunkach zawory o ciśnieniu znamionowym przekraczającym (w tym) klasę 900 i DN ≥ 50 stosują pokrywy z uszczelnieniem ciśnieniowym (Pressure Seal Bonnet); zawory o ciśnieniu znamionowym niższym niż (w tym) klasa 600 stosują pokrywę zaworów przykręcaną (Bolted Bonnet). W niektórych warunkach pracy wymagających ścisłej ochrony przed wyciekami można rozważyć zastosowanie pokrywy spawanej. W niektórych projektach publicznych o niskim ciśnieniu i normalnej temperaturze można stosować pokrywy złączkowe (Union Bonnet), ale konstrukcja ta nie jest powszechnie stosowana.
(7) Jeżeli zawór musi być utrzymywany w cieple lub zimnie, uchwyty zaworu kulowego i zaworu czopowego należy wydłużyć w miejscu połączenia z trzpieniem zaworu, aby ominąć warstwę izolacyjną zaworu, na ogół nie więcej niż 150 mm.
(8) W przypadku małego kalibru, jeżeli gniazdo zaworu ulega odkształceniu podczas spawania i obróbki cieplnej, należy zastosować zawór z długim korpusem zaworu lub krótką rurką na końcu.
(9) Zawory (z wyjątkiem zaworów zwrotnych) do układów kriogenicznych (poniżej -46°C) powinny mieć wydłużoną konstrukcję szyjki pokrywy. Trzonek zaworu powinien zostać poddany odpowiedniej obróbce powierzchniowej w celu zwiększenia twardości, aby zapobiec zarysowaniu trzpienia zaworu, uszczelnienia i dławnicy, co mogłoby wpłynąć na uszczelnienie.
Oprócz uwzględnienia powyższych czynników przy wyborze modelu, należy również kompleksowo rozważyć wymagania procesowe, bezpieczeństwo i czynniki ekonomiczne, aby dokonać ostatecznego wyboru rodzaju zaworu. Konieczne jest również sporządzenie karty katalogowej zaworu, która powinna zawierać następujące informacje:
(1) Nazwa, ciśnienie nominalne i rozmiar nominalny zaworu.
(2) Normy projektowania i kontroli.
(3) Kod zaworu.
(4) Struktura zaworu, struktura pokrywy i połączenie końcowe zaworu.
(5) Materiały obudowy zaworu, materiały powierzchni uszczelniających gniazda zaworów i płyty zaworowej, materiały trzonków zaworów i innych części wewnętrznych, uszczelnienia, uszczelki pokrywy zaworów i materiały mocujące itp.
(6) Tryb jazdy.
(7) Wymagania dotyczące opakowania i transportu.
(8) Wymagania antykorozyjne wewnętrzne i zewnętrzne.
(9) Wymagania jakościowe i wymagania dotyczące części zamiennych.
(10) Wymagania właściciela i inne wymagania specjalne (takie jak oznakowanie itp.).
6. Uwagi końcowe
Zawór zajmuje ważne miejsce w układzie chemicznym. Dobór zaworów rurociągowych powinien opierać się na wielu aspektach, takich jak stan skupienia (ciecz, para), zawartość części stałych, ciśnienie, temperatura oraz odporność na korozję transportowanego w rurociągu medium. Ponadto, zawór musi być niezawodny i bezawaryjny, jego koszt powinien być rozsądny, a cykl produkcyjny ma również istotne znaczenie.
W przeszłości, dobierając materiały zaworów w projektowaniu inżynieryjnym, zazwyczaj brano pod uwagę jedynie materiał obudowy, ignorując dobór materiałów, takich jak części wewnętrzne. Niewłaściwy dobór materiałów wewnętrznych często prowadził do uszkodzenia uszczelnienia wewnętrznego zaworu, uszczelnienia trzpienia zaworu i uszczelki pokrywy zaworu, co wpływało na żywotność zaworu, nie osiągając pierwotnie oczekiwanego efektu użytkowego i łatwo prowadząc do wypadków.
Biorąc pod uwagę obecną sytuację, zawory API nie posiadają ujednoliconego kodu identyfikacyjnego i chociaż zawory zgodne z normami krajowymi posiadają zestaw metod identyfikacji, nie mogą one jednoznacznie określać części wewnętrznych i innych materiałów, a także innych wymagań specjalnych. Dlatego w projekcie inżynieryjnym wymagany zawór powinien być szczegółowo opisany poprzez sporządzenie karty katalogowej zaworu. Ułatwia to dobór zaworu, zakup, instalację, uruchomienie i dobór części zamiennych, poprawia wydajność pracy i zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia błędów.
Czas publikacji: 13-11-2021