تقدم هذه الورقة متطلبات وتطبيق صمام الفراشة ذو الختم المعدني في صمام درجة الحرارة المنخفضة

تقدم هذه الورقة متطلبات وتطبيق صمام الفراشة ذو الختم المعدني في صمام درجة الحرارة المنخفضة

مع التطور السريع لصناعة البتروكيماويات الحديثة، وصناعة الفحم الكيميائية وصناعة التبريد، أصبح استخدام صمام درجة الحرارة المنخفضة أكثر فأكثر، والجرعة أكثر فأكثر. ولذلك، فإن الاستخدام الصحيح والمعقول لصمام درجة الحرارة المنخفضة يثير انتباه الناس. استخدام الصمامات ذات درجة الحرارة المنخفضة بالإضافة إلى الاستخدام العام للصمامات التقليدية، هناك بعض المتطلبات الخاصة التي يجب الانتباه إليها.
تشير الصمامات المبردة عمومًا إلى الصمامات التي تعمل عند درجات حرارة أقل من -29 درجة مئوية. يمكن لبعض الصمامات المبردة نقل الغازات المسالة (مثل النيتروجين والأكسجين والغاز الطبيعي) عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى -196 درجة مئوية ولا تزال تضمن التشغيل العادي.
With the decrease of the temperature of the working medium, the material and structure of the low temperature valve used are different from the conventional universal valve, especially the temperature valve (t مع انخفاض درجة حرارة وسط العمل، تختلف مادة وهيكل صمام درجة الحرارة المنخفضة المستخدم عن الصمام العالمي التقليدي، وخاصة صمام درجة الحرارة (t من أجل تقليل تدفق الحرارة إلى الأجزاء المغلقة من الخارج، يجب إزالة الأجزاء التشغيلية من الجسم المعزول. لذا فإن عنق غطاء الصمام المبرد طويل جدًا. ** يتم تشغيل صمام الحرارة تحت ظروف معقدة من درجة الحرارة الخارجية إلى درجة الحرارة. وهي تفعل ذلك دون انقطاع. عادة ما يتم ضمان إغلاق جزء الإغلاق من خلال ضغط التلامس اللازم المتكون على حلقة الختم، ولكن إذا كانت قوة جهاز النقل ثابتة، فقد تختلف قوة حلقة الختم في نطاق درجة حرارة العمل، بالطبع، يختلف أداء مادة حلقة الختم، وخاصة أداء المادة البوليمرية. ولذلك، فإن الصمام الدافئ لديه متطلبات صارمة على حلقة الختم، وعادة ما يكون من الأفضل اختيار مادة السبائك الصلبة (STL).
صمام درجة الحرارة محدود جدًا في سرعة فتح الإغلاق. على الرغم من التدابير الأدياباتيكية، لا يزال هناك تدفق للحرارة في نطاق محدود، مما يؤدي إلى تكوين الطور السائل في بعض أجزاء النظام. لذلك، عند فتح الصمام بسرعة، قد يكتسب السائل سرعة كبيرة، وبمجرد مواجهة عوائق أو مقاومة مثل الصمام سوف ينتج عنه نفخة مائية، وهو ما يجب الانتباه إليه أثناء الاستخدام.
يستخدم بشكل عام في تكنولوجيا التبريد، والوسيط هو مبرد النيتروجين أو الفريون، وكان صمام الحديد الزهر شائع الاستخدام في الماضي، ودرجة الحرارة المطبقة تتراوح بين -28 ~ 150 درجة مئوية، والآن يستخدم أقل، ولكن الصمام الذي يحتوي على حديد الدكتايل الحديدي له اتجاه متزايد. وذلك لأن حديد الدكتايل الحديدي يتمتع بمتانة تأثير أفضل ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل.
صمام مادة الفولاذ الكربوني العام (WCB)، درجة حرارة استخدامه هي -29 ~ 150 درجة مئوية؛ يوجد أيضًا فولاذ كربوني ذو درجة حرارة منخفضة (LCB، LC1، LC2)، الحد الأدنى لدرجة حرارة الخدمة هو -46 ~ -73 درجة مئوية؛ الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (304، 316) هو أداء ممتاز للفولاذ المقاوم لدرجات الحرارة المنخفضة، الحد الأدنى لدرجة حرارة الخدمة أقل من -196 درجة مئوية، وبعضها -254 درجة مئوية.
أجزاء إغلاق الصمام ذات درجة الحرارة المنخفضة العامة، واختيار مقعد صمام الختم المعدني على جسم الصمام، واختيار بلاستيك الفلور (F4) على قرص الصمام، ولا توجد متطلبات خاصة في الهيكل والصمام العالمي التقليدي هو نفسه تقريبًا. اختيار معقول وفقا لدرجة الحرارة والمتوسطة.
صمام المبردة، والنظر فقط في خصائص العمل لصمام درجة الحرارة. يمكن تثبيته في أي موضع داخل الحاضنة، ولكن يجب وضع صندوق الحشو وآلية التشغيل (عجلة اليد ومفتاح الربط) ومؤشر موضع رفع قرص الصمام خارج الحاضنة. سهل التشغيل واستبدال التعبئة. يتم تثبيت معظم الصمامات بحيث يكون الجذع أفقيًا. بالنسبة للصمامات الكهربائية الدافئة، يجب وضع ساق الصمام أفقيًا.
ظروف العمل لجهاز التعبئة في درجة حرارة منخفضة معقدة للغاية، لأن التعبئة من السهل أن تفقد مرونتها، مرة واحدة بسبب تسرب وسط التبخر، يتم تجميد الجذع، وسوف يؤدي إلى ظاهرة عالقة، لا يمكن للصمام أن يفتح ويغلق بشكل طبيعي. من أجل تحسين ظروف عمل جهاز التعبئة، يمكن تركيب حاجز حراري لضمان عزل العبوة. هذا بشكل رئيسي في التصميم لزيادة طول الساق. الحاجز مصنوع من مواد غير معدنية ذات موصلية حرارية منخفضة (قماش، شريط، إلخ) بحيث يتم تقليل فقدان الحرارة لصندوق التعبئة بشكل كبير. وبدلاً من ذلك، يتم تغليف جهاز التعبئة ويتم دفع وسط بدرجة حرارة كافية للحفاظ على قدرة عمل جهاز التعبئة في المساحة المشكلة. وظيفتها هي جعل الصمام من درجة الحرارة المنخفضة إلى نقطة التشغيل له تدرج في درجة الحرارة، عند نقطة العمل وخارج نقطة التشغيل، سيكون ضغط الهواء في مستوى معين يمكن أن يجعل الغاز المسال لم يعد سائلاً ويعود إلى درجة حرارة الغاز.
يكون ضغط الهواء مفتوحًا دائمًا في جميع الأوقات، ويتصل بشكل عام بأحد طرفي الصمام أو مع الطرف الآخر، بحيث إذا ارتفعت درجة حرارة ضغط الهواء، فلن يكون هناك ضغط مرتفع بشكل خطير.
نظرًا لأن أجزاء الصمام يتم تصنيعها واختبارها عادةً في درجة حرارة الغرفة، وتعمل في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، فإن الأجزاء المختلفة ستنتج تمددًا وانكماشًا مختلفًا مع تغير درجة الحرارة، مما سيؤثر بشكل مباشر على العمل الطبيعي للصمام، وهو ما يجب الانتباه إليه ل ومفهومة في الاستخدام.
تستخدم صمامات درجة الحرارة المنخفضة مجموعة متنوعة من المواد، والمواد العادية: مثل الفولاذ الكربوني (WCB) ستصبح هشة مع انخفاض درجة الحرارة. المواد الأكثر استخدامًا هي: الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ، والبرونز، وسبائك النحاس والنيكل، وكلها غير هشة ويمكن استخدامها بشكل صحيح. تظهر التجربة أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والبرونز وسبائك Cu-Ni هي أفضل المواد من حيث المتانة والقوة. لذا فإن بعض الأجزاء المهمة من صمام درجة الحرارة المنخفضة، مثل: الصمام الكروي، وصمام الأمان، والصمام المنظم، وصمام الفحص وما إلى ذلك، تختار هذا النوع من المواد.
تخبرنا تجربة الإنتاج أنه حتى بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والبرونز وسبائك النحاس والنيكل، إذا لم تتم معالجة المنتجات النهائية بشكل صحيح بدرجة حرارة منخفضة، فعندما يتم تشغيل الصمام عند درجة حرارة منخفضة، سوف تتشوه الأجزاء الداخلية بسبب مرحلة المادة التحول الناجم عن انخفاض درجة الحرارة، مما أدى إلى تسرب الصمام.
في عملية تجميع صمام درجة الحرارة المنخفضة، بسبب المواد المختلفة لحشيات توصيل الحافة ومسامير التوصيل وأجزاء التوصيل، لن تتم مزامنة الانكماش بين المواد المختلفة، مما يؤدي إلى الاسترخاء والتسرب. لذلك، فإن صمام درجة الحرارة المنخفضة، وخاصة صمام درجة الحرارة المنخفضة المستخدم أقل من -196 درجة مئوية، فإن طريقة توصيله هي الأفضل لاستخدام اتصال اللحام.
حشية تعبئة الصمام ذات درجة الحرارة المنخفضة، الغالبية العظمى من F4، بسبب التشحيم الذاتي الجيد، معامل الاحتكاك صغير، وله استقرار كيميائي فريد. لذلك، يتم استخدامه من قبل الحكومة، ولكن F4 لديه أيضًا عيوب، أحدهما هو أن اتجاه التدفق البارد كبير، والآخر هو أن معامل التمدد الخطي كبير، والانكماش البارد عند درجة حرارة منخفضة يؤدي إلى التسرب، مما يؤدي إلى عدد كبير من الجليد في الجذع، بحيث يفشل فتح الصمام. لذلك، يتم استخدامه فقط في ظروف درجات الحرارة المنخفضة العامة. في حالة ظروف درجة الحرارة، يجب اختيار حشو منسوج من الجرافيت المرن، أو من الفولاذ المقاوم للصدأ ووسادة لف مرنة من الجرافيت. غالبًا ما يتم العثور على بعض صمامات درجة الحرارة المنخفضة قيد التشغيل أن جزء ناقل الحركة من الصمام يحدث لزجًا. ظاهرة الإطباق تحدث من وقت لآخر. الأسباب الرئيسية هي: الاختيار غير المعقول للمواد المقترنة، والفجوة الباردة المحجوزة الصغيرة جدًا، ودقة التصنيع. إذا تم العثور على مشاكل مماثلة في عملية الاستخدام، فيجب تقديمها إلى المورد في الوقت المناسب لتحسين التصميم الهيكلي واستبدال مادة المحمل (الجلبة) المناسبة.
المتطلبات الأخرى لصمامات درجة الحرارة المنخفضة هي نفس المتطلبات التقليدية للصمامات.
متطلبات وتطبيق صمام الفراشة ذو الختم المعدني في صمام درجة الحرارة المنخفضة
مع التطور السريع للاقتصاد والتكنولوجيا الصناعية، والتكنولوجيا العالية والجديدة المتغيرة باستمرار وطلب الناس على الصمامات، تواجه صناعة الصمامات تحديات وفرصًا هائلة. خاصة استخدام صمام الفراشة في وسط درجة حرارة منخفضة، بالإضافة إلى تلبية أداء الصمام العام في درجة حرارة الغرفة، الأهم من ذلك هو موثوقية ختم الصمام عند درجة حرارة منخفضة، ومرونة العمل وبعض المتطلبات الخاصة الأخرى صمام درجة حرارة منخفضة.
يتميز صمام الفراشة بهيكل مدمج، وحجم صغير، وخفيف الوزن (مقارنة بنفس الضغط، يمكن أن يقلل صمام البوابة بنفس الحجم بنسبة 40٪ ~ 50٪) من مقاومة السوائل، والفتح والإغلاق بسرعة وسلسلة من المزايا، لذا يمكنك الاستفادة منها.
ولكن في بعض الأجهزة ذات درجات الحرارة المنخفضة، مثل معدات تسييل الغاز، ومعدات فصل الهواء، ومعدات امتصاص الضغط المتأرجح المستخدمة في الصناعة الكيميائية أكثر من 80٪ أو صمام الكرة الأرضية أو صمام البوابة، يكون صمام الفراشة صغيرًا. السبب الرئيسي هو أن صمام الفراشة ذو الختم المعدني لديه أداء إغلاق ضعيف عند درجة حرارة منخفضة، وبعض الأسباب الأخرى مثل الهيكل غير المعقول تسبب تسربًا داخليًا متوسطًا وظاهرة تسرب خارجي، مما يؤثر بشكل خطير على السلامة والتشغيل العادي لهذه المعدات ذات درجة الحرارة المنخفضة ولا يمكن تلبية متطلبات معدات درجة الحرارة المنخفضة.
وفقًا للتطور المستمر لأجهزة درجة الحرارة المنخفضة في بلدنا، فإن الحاجة إلى صمام درجة الحرارة المنخفضة تتزايد يومًا بعد يوم. لذلك، تم تحسين هيكل صمام الختم المعدني، وتم تطوير صمام الفراشة المصنوع من المعدن النقي ثلاثي الأطوار مع أداء الختم العالي. يمكن لصمام الفراشة هذا أن يلبي متطلباته بغض النظر عن درجة حرارة الوسط العالية أو درجة الحرارة المنخفضة.
من خلال الجمع بين خصائصه الهيكلية، يتم تقديم أداء درجة الحرارة المنخفضة ببساطة.
أولاً، متطلبات أداء ختم صمام القرص ذو درجة الحرارة المنخفضة:
هناك سببان رئيسيان لتسرب الصمام ذو درجة الحرارة المنخفضة، أحدهما هو التسرب الداخلي؛ والثاني هو التسرب.
1) ينتج الصمام تسربًا داخليًا
السبب الرئيسي هو أن زوج الختم يتشوه عند درجة حرارة منخفضة.
عندما تنخفض درجة الحرارة المتوسطة إلى تغير طور المادة الناتج عن تغير الحجم، بحيث تؤدي دقة الطحن الأصلية لتشوه سطح الختم إلى ضعف ختم درجة الحرارة المنخفضة. لقد أجرينا اختبار درجة الحرارة المنخفضة على صمام DN250. الوسيط عبارة عن نيتروجين سائل (-196 درجة مئوية) ومواد لوحة الفراشة هي 1Cr18Ni9Ti (بدون معالجة بدرجة حرارة منخفضة). لقد وجد أن تشوه الالتواء لسطح الختم يبلغ حوالي 0.12 مم، وهو السبب الرئيسي للتسرب الداخلي.
تم تغيير صمام الفراشة المطور حديثًا من الختم المستوي إلى الختم المخروطي. المقعد عبارة عن وجه مانع للتسرب بيضاوي مدبب، وحلقة إغلاق مرنة دائرية مدمجة في لوحة الفراشة لتشكيل زوج مانع للتسرب. يمكن أن تطفو حلقة الختم بشكل قطري في أخدود القرص. عندما يتم إغلاق الصمام، تتلامس حلقة الختم المرنة أولاً مع المحور القصير لسطح الختم الإهليلجي، ومع دوران ساق الصمام، يتم دفع حلقة الختم تدريجيًا إلى الداخل، مما يجبر الحلقة المرنة على الاتصال بالمحور الطويل السطح المخروطي المائل، مما يؤدي في النهاية إلى الاتصال الكامل بين حلقة الختم المرنة وسطح الختم الإهليلجي. يتم تحقيق الختم عن طريق تشوه الحلقة المرنة.
لذلك، عندما يتشوه الجسم أو لوحة الفراشة عند درجة حرارة منخفضة، سيتم امتصاصها وتعويضها بواسطة حلقة الختم المرنة، ولن تنتج ظاهرة تسرب أو عالقة. يختفي هذا التشوه المرن على الفور عند فتح الصمام، ولا يوجد في الأساس أي احتكاك نسبي في عملية الفتح والإغلاق، وبالتالي فإن عمر الخدمة طويل.
2) تسرب الصمام.
الأول هو أنه عندما يتم توصيل الصمام وخط الأنابيب بواسطة فلنجات، فإن التسرب يحدث بسبب استرخاء لوحة التوصيل، ومسمار التوصيل، وأجزاء التوصيل التي تنكمش بشكل غير متزامن بين المواد عند درجة حرارة منخفضة. ولذلك، قمنا بتغيير وضع الاتصال لجسم الصمام وخطوط الأنابيب من اتصال الحافة إلى هيكل اللحام لتجنب تسرب درجة الحرارة المنخفضة.
والثاني هو تسرب الجذع والتعبئة. بشكل عام، تستخدم معظم عبوات الصمامات F4، بسبب أدائها الجيد للانزلاق الذاتي، ومعامل الاحتكاك الصغير (معامل احتكاك الفولاذ f = 0.05 ~ 0.1)، ولها ثبات كيميائي فريد، لذلك تم استخدامها.
ومع ذلك، F4 لديه أيضا عيوب. أولاً، ميل التدفق البارد كبير؛ ثانيًا، معامل التمدد الخطي كبير، مما يؤدي إلى تسرب الانكماش البارد عند درجة حرارة منخفضة، مما يؤدي إلى عدد كبير من الجليد في الجذع، مما يؤدي إلى فشل الصمام في الفتح. صمام الفراشة ذو درجة الحرارة المنخفضة الذي تم تطويره لهذا الغرض يعتمد هيكل الختم المتقلص ذاتيًا، أي أنه يمكن أن يغلق عند درجة الحرارة العادية ودرجة الحرارة المنخفضة من خلال الفجوة المتبقية من خلال الاستفادة من معامل التمدد الكبير F4.