Вибір хімічних клапанів

Ключові моменти вибору клапана
1. Уточніть призначення клапана в обладнанні або пристрої
Визначте умови роботи клапана: характер застосовного середовища, робочий тиск, робочу температуру та спосіб керування роботою тощо.
2. Правильно виберіть тип клапана
Правильний вибір типу клапана ґрунтується на повному розумінні конструктором усього виробничого процесу та умов експлуатації як передумови. Вибираючи тип клапана, конструктор повинен спочатку зрозуміти структурні характеристики та експлуатаційні характеристики кожного клапана.
3. Визначте кінцеве з'єднання клапана
Серед різьбових з'єднань, фланцевих з'єднань та зварних торцевих з'єднань перші два є найчастіше використовуваними. Різьбові клапани - це переважно клапани з номінальним діаметром менше 50 мм. Якщо діаметр занадто великий, встановлення та герметизацію з'єднання буде дуже важко.
Фланцеві клапани легше встановлювати та розбирати, але вони важчі та дорожчі за клапани з гвинтовим з'єднанням, тому підходять для з'єднань труб різного діаметра та тиску.
Зварювальне з'єднання підходить для умов великих навантажень і є надійнішим, ніж фланцеве з'єднання. Однак, клапан, з'єднаний за допомогою зварювання, важко розібрати та повторно встановити, тому його використання обмежене випадками, коли він зазвичай може надійно працювати протягом тривалого часу, або коли умови використання важкі та температура висока.
4. Вибір матеріалу клапана
Вибираючи матеріал корпусу клапана, внутрішніх деталей та ущільнювальної поверхні, окрім фізичних властивостей (температури, тиску) та хімічних властивостей (корозійності) робочого середовища, слід також враховувати чистоту середовища (з твердими частинками або без них). Крім того, необхідно дотримуватися відповідних норм країни та відомства користувача.
Правильний та розумний вибір матеріалу клапана може забезпечити найекономічніший термін служби та найкращу продуктивність клапана. Послідовність вибору матеріалу корпусу клапана: чавун-вуглецева сталь-нержавіюча сталь, а послідовність вибору матеріалу ущільнювального кільця: гума-мідь-легована сталь-F4.
5. Інше
Крім того, слід також визначити швидкість потоку та рівень тиску рідини, що протікає через клапан, а також вибрати відповідний клапан, використовуючи наявну інформацію (наприклад, каталоги клапанної продукції, зразки клапанної продукції тощо).

Найчастіше використовувані інструкції з вибору клапанів

1: Інструкції з вибору засувки
Загалом, засувки повинні бути першим вибором. Окрім того, що вони підходять для пари, нафти та інших середовищ, засувки також підходять для середовищ, що містять гранульовані тверді речовини та високу в'язкість, а також підходять для клапанів у вентиляційних системах та системах низького вакууму. Для середовищ з твердими частинками корпус засувки повинен мати один або два отвори для продувки. Для низькотемпературних середовищ слід використовувати спеціальні низькотемпературні засувки.

2: Інструкція з вибору кульового клапана
Запірний клапан підходить для трубопроводів, які не потребують суворого опору рідини, тобто трубопроводів або пристроїв із середовищем високої температури та високого тиску, які не враховують втрати тиску, і підходять для середніх трубопроводів, таких як пара, з DN <200 мм;
Малі клапани можуть вибирати кульові клапани, такі як голчасті клапани, інструментальні клапани, клапани для відбору проб, клапани манометра тощо;
Запірний клапан має регулювання потоку або тиску, але точність регулювання невисока, а діаметр труби відносно невеликий, тому краще використовувати запірний клапан або дросельний клапан;
Для високотоксичних середовищ слід використовувати кульовий клапан із сильфонним ущільненням; однак, кульовий клапан не слід використовувати для середовищ з високою в'язкістю та середовищ, що містять частинки, які легко осідають, а також його не слід використовувати як вентиляційний клапан або клапан системи низького вакууму.
3: Інструкції з вибору кульового клапана
Кульовий клапан підходить для середовищ з низькою температурою, високим тиском та високою в'язкістю. Більшість кульових клапанів можна використовувати в середовищах зі зваженими твердими частинками, а також у порошкоподібних та гранульованих середовищах відповідно до вимог до ущільнювального матеріалу;
Повноканальний кульовий кран не підходить для регулювання потоку, але він підходить для випадків, коли потрібне швидке відкриття та закриття, що зручно для аварійного зупинення; зазвичай при суворій герметичності, зносі, звуженні протоки, швидкому відкритті та закритті, відключенні під високим тиском (велика різниця тисків). Рекомендується використовувати кульові крани в трубопроводах з низьким рівнем шуму, випаровуванням, малим робочим моментом та малим опором рідини.
Кульовий кран підходить для легких конструкцій, низькотемпературних відсікань та агресивних середовищ; кульовий кран також є найкращим клапаном для низькотемпературних та кріогенних середовищ. Для трубопровідної системи та пристрою для низькотемпературних середовищ слід вибирати низькотемпературний кульовий кран з кришкою;
Під час вибору кульового клапана з плаваючим кульовим затвором, матеріал його сідла повинен витримувати навантаження від кулі та робочого середовища. Кульові клапани великого калібру вимагають більшого зусилля під час роботи, DN≥
Кульовий кран діаметром 200 мм повинен використовувати черв'ячну передачу; фіксований кульовий кран підходить для більшого діаметра та вищого тиску; крім того, кульовий кран, що використовується для трубопроводів з високотоксичними матеріалами та легкозаймистими середовищами, повинен мати вогнестійку та антистатичну конструкцію.
4: інструкції з вибору дросельної заслінки
Дросельний клапан підходить для випадків, коли температура середовища низька, а тиск високий, а також для деталей, які потребують регулювання потоку та тиску. Він не підходить для середовищ з високою в'язкістю та вмістом твердих частинок, а також не підходить для запірного клапана.
5: Інструкції з вибору крана
Пробковий клапан підходить для випадків, коли потрібне швидке відкриття та закриття. Як правило, він не підходить для пари та середовищ з високою температурою, для середовищ з низькою температурою та високою в'язкістю, а також для середовищ із зваженими частинками.
6: Інструкції з вибору дросельного клапана
Метеликовий клапан підходить для великого діаметра (наприклад, DN﹥600 мм) та коротких конструкцій, а також для випадків, коли потрібне регулювання потоку та швидке відкриття та закриття. Зазвичай він використовується для температур ≤
80℃, тиск ≤ 1,0 МПа вода, олія, стиснене повітря та інші середовища; через відносно велику втрату тиску дросельних заслінок порівняно із засувками та кульовими кранами, дросельні заслінки підходять для трубопровідних систем з менш суворими вимогами до втрати тиску.
7: Інструкції щодо вибору зворотного клапана
Зворотні клапани, як правило, підходять для чистих середовищ, а не для середовищ, що містять тверді частинки та високу в'язкість. При діаметрі ≤40 мм слід використовувати підйомний зворотний клапан (дозволяється встановлювати лише на горизонтальному трубопроводі); при DN=50～400 мм слід використовувати поворотний зворотний клапан (можна встановлювати як на горизонтальних, так і на вертикальних трубопроводах, наприклад, при встановленні на вертикальному трубопроводі напрямок потоку середовища має бути знизу вгору);
Якщо DN≥450 мм, слід використовувати буферний зворотний клапан; якщо DN=100～400 мм, також можна використовувати зворотний клапан-фланцюг; поворотний зворотний клапан може бути виготовлений для дуже високого робочого тиску, PN може досягати 42 МПа, його можна застосовувати для будь-якого робочого середовища та будь-якого робочого діапазону температур залежно від різних матеріалів корпусу та ущільнювальних деталей.
Середовище - вода, пара, газ, агресивне середовище, олія, ліки тощо. Робочий діапазон температур середовища становить від -196 до 800 ℃.
8: Інструкції з вибору діафрагмового клапана
Мембранний клапан підходить для олії, води, кислого середовища та середовища, що містить зважені тверді речовини, робоча температура яких нижче 200℃, а тиск нижче 1,0 МПа. Він не підходить для органічних розчинників та середовищ із сильним окислювачем;
Для абразивних гранульованих середовищ слід вибирати діафрагмові клапани водозливу, а під час вибору діафрагмових клапанів водозливу слід звертатися до таблиці характеристик потоку діафрагмових клапанів водозливу; для в'язких рідин, цементного розчину та осадових середовищ слід вибирати прохідні діафрагмові клапани; діафрагмові клапани не слід використовувати для вакуумних труб, за винятком випадків, коли це необхідно для дорожнього та вакуумного обладнання, що потребує особливих вимог.

Питання та відповідь щодо вибору клапана

1. Які три основні фактори слід враховувати під час вибору виконавчого агентства?
Вихідний сигнал приводу повинен бути більшим за навантаження клапана та має бути розумно узгодженим.
Під час перевірки стандартної комбінації необхідно враховувати, чи відповідає допустима різниця тисків, задана клапаном, вимогам процесу. Коли різниця тисків велика, необхідно розрахувати незбалансовану силу на золотнику.
Необхідно враховувати, чи відповідає швидкість реакції виконавчого механізму вимогам технологічного процесу, особливо електричного виконавчого механізму.

2. Порівняно з пневматичними приводами, які характеристики електричних приводів і які типи виходів існують?
Джерелом електричного приводу є електрична енергія, що є простим та зручним, з високою тягою, крутним моментом та жорсткістю. Однак конструкція складна, а надійність низька. Він дорожчий за пневматичний при малих та середніх потребах. Його часто використовують у випадках, коли немає джерела газу або де не потрібні суворі вимоги до вибухо- та вогнезахисту. Електричний привід має три форми виходу: кутовий хід, лінійний хід та багатооборотний.

3. Чому різниця тиску відсікання чвертьобертового клапана велика?
Різниця тиску відсікання чвертьобертового клапана більша, оскільки результуюча сила, що створюється середовищем на сердечнику клапана або пластині клапана, створює дуже малий крутний момент на обертовому валу, тому він може витримувати більшу різницю тиску. Метеликові клапани та кульові клапани є найпоширенішими чвертьобертовими клапанами.

4. Які клапани потрібно вибрати для напрямку потоку? Як вибрати?
Регулювальні клапани з одним ущільненням, такі як односідельні клапани, клапани високого тиску та клапани з одним ущільненням без балансувальних отворів, потребують забезпечення потоку. Існують переваги та недоліки як відкритого, так і закритого типу клапанів з потоком. Клапани з відкритим потоком працюють відносно стабільно, але мають низьку самоочисну здатність та герметичність, а термін служби короткий; клапани з закритим потоком мають тривалий термін служби, самоочисну здатність та хорошу герметичність, але стабільність низька, коли діаметр штока менший за діаметр серцевини клапана.
Односідельні клапани, клапани малої витрати та клапани з одним ущільненням зазвичай вибираються для відкриття потоку та закриття потоку, коли є вимоги до сильного промивання або самоочищення. Двопозиційний регулювальний клапан швидкого відкриття вибирає тип із закритим потоком.

5. Окрім односідельних та двосідельних клапанів і муфтових клапанів, які ще клапани мають регулювальні функції?
Мембранні клапани, дросельні клапани, O-подібні кульові клапани (переважно відсікаючі), V-подібні кульові клапани (великий коефіцієнт регулювання та ефект зсуву) та ексцентрикові поворотні клапани – це всі клапани з функціями регулювання.

6. Чому вибір моделі важливіший за розрахунок?
Порівнюючи розрахунок та вибір, вибір є набагато важливішим і складнішим. Оскільки розрахунок – це просто формула, він сам по собі полягає не в точності формули, а в точності заданих параметрів процесу.
Вибір включає багато контенту, і невелика недбалість призведе до неправильного вибору, що не лише спричиняє марнування робочої сили, матеріальних та фінансових ресурсів, але й незадовільний ефект використання, що спричиняє низку проблем, таких як надійність, термін служби та експлуатація. Якість тощо.

7. Чому подвійний ущільнювальний клапан не можна використовувати як запірний клапан?
Перевагою двосідельного клапана є структура балансу сил, яка дозволяє створювати велику різницю тиску, але його суттєвим недоліком є те, що дві ущільнювальні поверхні не можуть одночасно добре контактувати, що призводить до великих витоків.
Якщо його штучно та примусово використовувати для випадків відсікання, ефект, очевидно, буде поганим. Навіть якщо для нього буде зроблено багато вдосконалень (таких як подвійний герметичний клапан), це не рекомендується.

8. Чому двосідельний клапан легко коливається під час роботи з невеликим отвором?
Для односідельного клапана, коли середовище відкритого типу для потоку, стабільність клапана добра; коли середовище закритого типу для потоку, стабільність клапана погана. Двосідельний клапан має два золотники, нижній золотник закритий для потоку, а верхній — відкритий для потоку.
Таким чином, під час роботи з малим отвором, закритий потоком сердечник клапана може викликати вібрацію клапана, тому двосідельний клапан не може використовуватися для роботи з малим отвором.

9. Які характеристики прямого односідельного регулюючого клапана? Де він використовується?
Витік невеликий, оскільки клапан має лише один сердечник, що забезпечує герметичність. Стандартна витрата на виході становить 0,01% кВ, а додаткову конструкцію можна використовувати як запірний клапан.
Допустима різниця тисків невелика, а тяга велика через незбалансовану силу. Клапан △P DN100 становить лише 120 кПа.
Циркуляційна здатність невелика. KV для DN100 становить лише 120. Його часто використовують у випадках, коли витік невеликий, а різниця тиску невелика.

10. Які характеристики прямого двосідельного регулюючого клапана? Де він використовується?
Допустима різниця тисків є великою, оскільки вона може компенсувати багато незбалансованих сил. Клапан DN100 △P становить 280 кПа.
Велика циркуляційна здатність. KV для DN100 становить 160.
Витік великий, оскільки два золотники не можуть бути герметизовані одночасно. Стандартна витрата на виході становить 0,1% KV, що в 10 разів більше, ніж у односідельного клапана. Прохідний двосідельний регулювальний клапан в основному використовується у випадках з високою різницею тиску та низькими вимогами до витоку.

11. Чому антиблокувальна ефективність прямохідного регулюючого клапана низька, а кутовий клапан має хорошу антиблокувальну ефективність?
Золотник прямохідного клапана є вертикальним дроселюючим, і середовище входить і виходить горизонтально. Шлях потоку в порожнині клапана неминуче повертатиметься та змінюватиметься на протилежний, що робить шлях потоку клапана досить складним (форма нагадує перевернуту літеру «S»). Таким чином, існує багато мертвих зон, які створюють простір для осадження середовища, і якщо все так триватиме, це призведе до засмічення.
Напрямок дроселювання чвертьобертового клапана – горизонтальний. Середовище тече горизонтально, що дозволяє легко видаляти забруднене середовище. Водночас шлях потоку простий, а простір для утворення осадів середовища невеликий, тому чвертьобертовий клапан має хороші антиблокувальні властивості.

12. За яких обставин мені потрібно використовувати позиціонер клапана?

Там, де тертя велике та потрібне точне позиціонування. Наприклад, регулювальні клапани для високих та низьких температур або регулювальні клапани з гнучким графітовим ущільненням;
Повільний процес потребує збільшення швидкості реагування регулюючого клапана. Наприклад, система регулювання температури, рівня рідини, аналізу та інших параметрів.
Необхідно збільшити вихідну силу та силу різання приводу. Наприклад, для односідельного клапана з DN≥25, двосідельного клапана з DN>100. Коли падіння тиску на обох кінцях клапана △P>1 МПа або вхідний тиск P1>10 МПа.
Під час роботи системи регулювання з розділеним діапазоном та регулюючого клапана іноді необхідно змінювати режими відкриття та закриття повітря.
Необхідно змінити характеристики потоку регулюючого клапана.

13. Які сім кроків потрібно виконати для визначення розміру регулюючого клапана?
Визначте розрахунковий потік Qmax, Qmin
Визначте розрахункову різницю тиску - виберіть значення коефіцієнта опору S відповідно до характеристик системи, а потім визначте розрахункову різницю тиску (коли клапан повністю відкрито);
Розрахуйте коефіцієнт витрати — виберіть відповідну таблицю формул розрахунку або програмне забезпечення, щоб знайти максимальне та мінімальне значення KV;
Вибір значення KV — відповідно до максимального значення KV у вибраній серії продуктів, для отримання калібру первинного вибору використовується значення KV, найближче до першої передачі;
Розрахунок перевірки ступеня відкриття – коли потрібно Qmax, ≯90% відкриття клапана; коли Qmin ≮10% відкриття клапана;
Фактичний розрахунок перевірки регульованого коефіцієнта — загальна вимога має бути ≮10; Rфактичний > вимога R
Калібр визначено. Якщо він не є кваліфікованим, повторно виберіть значення KV та перевірте ще раз.

14. Чому втулковий клапан замінює односідельні та двосідельні клапани, але не дає бажаного результату?
Гільзові клапани, що з'явилися в 1960-х роках, широко використовувалися в країні та за кордоном у 1970-х роках. На нафтохімічних заводах, введених у 1980-х роках, гільзові клапани становили більшу частку. У той час багато людей вважали, що гільзові клапани можуть замінити одинарні та подвійні клапани. Сідловий клапан став продуктом другого покоління.
Досі це не так. Односідельні клапани, двосідельні клапани та втулкові клапани використовуються однаково. Це пояснюється тим, що втулковий клапан покращує лише форму дроселювання, стабільність та обслуговування краще, ніж односідельний клапан, але його вага, антиблокувальні показники та показники протікання відповідають одно- та двосідельним клапанам, як він може замінити одно- та двосідельні клапани з вовняної тканини? Тому їх можна використовувати лише разом.

15. Чому для запірних клапанів слід використовувати якомога частіше тверде ущільнення?
Витік запірного клапана максимально низький. Витік клапана з м'яким ущільненням найнижчий. Звичайно, запірний ефект хороший, але він не зносостійкий та має низьку надійність. Судячи з подвійних стандартів невеликого витоку та надійного ущільнення, м'яке ущільнення не таке добре, як жорстке ущільнення.
Наприклад, повнофункціональний надлегкий регулювальний клапан, герметичний та покритий зносостійким сплавом, має високу надійність та коефіцієнт витоку 10-7, що вже може відповідати вимогам запірного клапана.

16. Чому шток прямохідного регулювального клапана тонший?
Це засновано на простому механічному принципі: високому терті ковзання та низькому терті кочення. Шток клапана прямого ходу клапана рухається вгору та вниз, а сальникове ущільнення злегка стискається, що дуже щільно ущільнює шток клапана, що призводить до більшої різниці повернення.
З цієї причини шток клапана розроблений дуже маленьким, а в набивці використовується набивка з PTFE з малим коефіцієнтом тертя для зменшення люфту, але проблема полягає в тому, що шток клапана тонкий, його легко згинати, а термін служби набивки короткий.
Найкращий спосіб вирішити цю проблему – використовувати шток ходового клапана, тобто чвертьобертовий клапан. Його шток у 2-3 рази товщий, ніж шток прямохідного клапана. Він також використовує довговічне графітове ущільнення та жорсткість штока. Добре, термін служби ущільнення довгий, але момент тертя невеликий, а люфт невеликий.

Ви хочете, щоб більше людей дізналося про ваш досвід та знання роботи? Якщо ви займаєтесь технічною роботою з обладнанням та маєте знання про обслуговування клапанів тощо, ви можете зв'язатися з нами, можливо, ваш досвід та знання допоможуть більшій кількості людей.