Makalah ini memperkenalkan persyaratan dan penerapan katup kupu-kupu segel logam pada katup suhu rendah

Makalah ini memperkenalkan persyaratan dan penerapan katup kupu-kupu segel logam pada katup suhu rendah

Dengan pesatnya perkembangan industri petrokimia modern, industri kimia batubara dan industri pendingin, penggunaan katup suhu rendah semakin banyak, dosisnya semakin banyak. Oleh karena itu, penggunaan katup suhu rendah yang benar dan masuk akal menarik perhatian masyarakat. Penggunaan katup suhu rendah selain penggunaan katup konvensional secara umum, terdapat beberapa persyaratan khusus yang harus diperhatikan.
Katup kriogenik umumnya mengacu pada katup yang beroperasi pada suhu lebih rendah dari -29°C. Beberapa katup kriogenik dapat mengangkut gas cair (seperti nitrogen, oksigen, dan gas alam) pada suhu serendah -196°C dan tetap memastikan pengoperasian normal.
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 Dengan turunnya temperatur media kerja maka material dan struktur katup temperatur rendah yang digunakan berbeda dengan katup universal konvensional, terutama katup temperatur (t Untuk mengurangi aliran panas ke bagian penutup dari luar, bagian pengoperasian harus dikeluarkan dari badan berinsulasi. Jadi leher kap katup kriogenik sangat panjang. ** Katup suhu dioperasikan dalam kondisi kompleks dari suhu luar hingga suhu. Dan ia melakukannya tanpa gangguan. Penyegelan bagian penutup biasanya dijamin oleh tekanan kontak yang diperlukan yang dibentuk pada cincin penyegel, namun jika gaya perangkat transmisi tetap, kekuatan cincin penyegel mungkin berbeda dalam kisaran suhu kerja, tentu saja, kinerja bahan cincin penyegel, terutama kinerja bahan polimer berbeda. Oleh karena itu, katup hangat memiliki persyaratan ketat pada cincin penyegel, biasanya memilih bahan paduan keras (STL) yang lebih baik.
Katup suhu sangat terbatas dalam kecepatan pembukaan penutup. Meskipun dilakukan tindakan adiabatik, masih terdapat aliran panas dalam kisaran terbatas, yang mengakibatkan terbentuknya fase cair di beberapa bagian sistem. Oleh karena itu, ketika katup dibuka dengan cepat, cairan dapat memperoleh kecepatan yang tinggi, begitu menghadapi hambatan atau hambatan seperti katup akan menghasilkan hembusan air, yang harus diperhatikan dalam penggunaannya.
Umumnya digunakan untuk teknologi refrigerasi, medianya adalah refrigeran nitrogen atau freon, dulu katup besi cor biasa digunakan, suhu yang berlaku antara -28 ~ 150℃, sekarang lebih sedikit digunakan, tetapi katup dengan besi ulet feritik memiliki tren yang berkembang. Hal ini karena besi ulet feritik memiliki ketangguhan impak, ketahanan aus, dan ketahanan korosi yang lebih baik.
Katup material baja karbon umum (WCB), suhu penggunaannya -29 ~ 150℃; Ada juga baja karbon suhu rendah (LCB, LC1, LC2), suhu layanan minimumnya adalah -46 ~ -73℃; Baja tahan karat austenitik (304, 316) memiliki kinerja yang sangat baik dari baja tahan suhu rendah, suhu servis minimumnya di bawah -196℃, beberapa di antaranya -254℃.
Bagian penutup katup suhu rendah secara umum, pemilihan dudukan katup segel logam pada badan katup, pemilihan plastik fluor (F4) pada cakram katup, tidak ada persyaratan khusus dalam struktur dan katup universal konvensional hampir sama. Pilihan yang masuk akal berdasarkan suhu dan media.
Katup kriogenik, hanya pertimbangkan karakteristik kerja katup suhu. Ini dapat dipasang di posisi mana pun di dalam inkubator, tetapi kotak isian, mekanisme pengoperasian (roda tangan, kunci pas) dan indikator posisi pengangkatan cakram katup harus ditempatkan di luar inkubator. Mudah dioperasikan dan mengganti kemasan. Kebanyakan katup dipasang dengan batang horizontal. Untuk katup listrik hangat, batang katup harus ditempatkan secara horizontal.
Kondisi kerja alat pengepakan pada suhu rendah sangat kompleks, karena pengepakan mudah kehilangan elastisitasnya, sekali karena kebocoran media evaporasi, batangnya membeku, akan menimbulkan fenomena macet, katup tidak dapat membuka dan menutup secara normal. Untuk meningkatkan kondisi kerja perangkat pengepakan, penyekat termal dapat dipasang untuk memastikan isolasi pengepakan. Hal ini terutama dalam desain untuk menambah panjang batang. Penyekat terbuat dari bahan non-logam dengan konduktivitas termal terendah (kain, selotip, dll.) sehingga kehilangan panas pada kotak pengepakan berkurang secara signifikan. Sebagai alternatif, alat pengemas diberi jaket dan media dengan suhu yang cukup untuk mempertahankan kapasitas kerja alat pengemas didorong ke dalam ruang yang terbentuk. FUNGSINYA MEMBUAT katup dari suhu rendah ke titik operasi mempunyai gradien suhu, pada titik kerja dan di luar titik operasi, tekanan udara akan berada dalam batas tertentu dapat membuat gas yang dicairkan tidak lagi cair dan kembali ke suhu gasnya.
TEKANAN UDARA SELALU TERBUKA SETIAP SAAT, UMUMNYA BERKOMUNIKASI DENGAN salah satu ujung VALVE ATAU DENGAN ujung yang lain, sehingga jika suhu pada tekanan udara naik, tidak akan terjadi tekanan tinggi yang berbahaya.
Karena bagian-bagian katup biasanya diproduksi dan diuji pada suhu kamar, dan bekerja dalam kondisi suhu rendah, bagian-bagian yang berbeda akan menghasilkan pemuaian dan kontraksi yang berbeda seiring dengan perubahan suhu, yang secara langsung akan mempengaruhi kerja normal katup, yang harus diperhatikan. untuk dan dipahami digunakan.
Katup suhu rendah menggunakan berbagai macam bahan, bahan biasa: seperti baja karbon (WCB) akan menjadi rapuh seiring dengan penurunan suhu. Bahan pilihan yang paling umum digunakan adalah: baja tahan karat austenitik, perunggu, dan paduan tembaga-nikel, semuanya tidak rapuh dan dapat digunakan dengan benar. Pengalaman menunjukkan bahwa baja tahan karat austenitik, perunggu, dan paduan Cu-Ni adalah bahan terbaik dalam hal ketangguhan dan kekuatan. Jadi beberapa bagian penting dari katup suhu rendah, seperti: katup globe, katup pengaman, katup pengatur, katup periksa dan sebagainya, pilihlah bahan semacam ini.
Pengalaman produksi memberi tahu kita bahwa bahkan untuk baja tahan karat austenitik, perunggu, dan paduan TEMBAGA-nikel, jika produk jadi tidak diolah dengan benar pada suhu rendah, ketika katup dioperasikan pada suhu rendah, bagian dalam akan berubah bentuk karena fase material. transformasi yang disebabkan oleh suhu rendah, mengakibatkan kebocoran katup.
Dalam proses perakitan katup suhu rendah, karena perbedaan bahan pada gasket sambungan flensa, baut penghubung, dan bagian penghubung, kontraksi antara berbagai bahan tidak akan sinkron, sehingga terjadi relaksasi dan kebocoran. Oleh karena itu, katup suhu rendah, terutama katup suhu rendah yang digunakan di bawah -196℃, metode penyambungannya paling baik menggunakan sambungan las.
Gasket pengepakan katup suhu rendah, sebagian besar F4, karena pelumasan sendiri yang baik, koefisien gesekan kecil, dan memiliki stabilitas kimia yang unik. Oleh karena itu digunakan oleh pemerintah, namun F4 juga memiliki kekurangan, salah satunya adalah kecenderungan aliran dingin yang besar, yang lainnya adalah koefisien muai panjang yang besar, penyusutan dingin pada suhu rendah menyebabkan kebocoran sehingga mengakibatkan banyak lapisan es. pada batang, sehingga bukaan katup gagal. Oleh karena itu, ini hanya digunakan pada kondisi suhu rendah secara umum. Dalam kondisi suhu, sebaiknya pilih pengisi anyaman grafit fleksibel, atau bantalan lilitan grafit yang terbuat dari baja tahan karat dan fleksibel. Beberapa katup bersuhu rendah dalam pengoperasiannya, sering ditemukan bagian transmisi katup terjadi lengket. Fenomena oklusal terjadi dari waktu ke waktu. Alasan utamanya adalah: pemilihan material berpasangan yang tidak masuk akal, celah dingin yang terlalu kecil, dan akurasi pemesinan. Jika masalah serupa ditemukan dalam proses penggunaan, masalah tersebut harus diajukan ke pemasok tepat waktu untuk memperbaiki desain struktural dan mengganti material bantalan (bushing) yang sesuai.
Persyaratan lain untuk katup suhu rendah sama dengan katup konvensional.
Persyaratan dan penerapan katup kupu-kupu segel logam pada katup suhu rendah
Dengan pesatnya perkembangan ekonomi dan teknologi industri, teknologi tinggi dan baru yang terus berubah serta permintaan masyarakat akan katup, industri katup menghadapi tantangan dan peluang yang sangat besar. Khususnya penggunaan katup kupu-kupu pada medium bersuhu rendah, selain memenuhi kinerja katup umum pada suhu ruangan, yang lebih penting adalah keandalan segel katup pada suhu rendah, fleksibilitas kerja dan beberapa persyaratan khusus lainnya dari katup tersebut. katup suhu rendah.
Katup kupu-kupu memiliki struktur kompak, volume kecil, ringan (dibandingkan dengan tekanan yang sama, katup gerbang ukuran yang sama dapat mengurangi hambatan cairan 40% ~ 50%), membuka dan menutup dengan cepat dan serangkaian keunggulan, sehingga dapat digunakan.
Namun pada beberapa perangkat bersuhu rendah, seperti peralatan pencairan gas, peralatan pemisahan udara dan peralatan adsorpsi ayunan tekanan yang digunakan dalam industri kimia lebih dari 80% atau katup globe atau katup gerbang, katup kupu-kupu berukuran kecil. Alasan utamanya adalah katup kupu-kupu segel logam memiliki kinerja penyegelan yang buruk pada suhu rendah, dan beberapa alasan lain seperti struktur yang tidak masuk akal menyebabkan kebocoran internal sedang dan fenomena kebocoran eksternal, yang secara serius mempengaruhi keselamatan dan pengoperasian normal peralatan bersuhu rendah ini dan tidak dapat memenuhi persyaratan peralatan suhu rendah.
Sesuai dengan perkembangan berkelanjutan dari peralatan suhu rendah di negara kita, kebutuhan akan katup suhu rendah semakin meningkat dari hari ke hari. Oleh karena itu, katup penyegel logam telah diperbaiki secara struktural, dan katup kupu-kupu dari logam murni tiga eksentrik dengan kinerja penyegelan tinggi telah dikembangkan. Katup kupu-kupu ini dapat memenuhi kebutuhannya tidak peduli medianya bersuhu tinggi atau bersuhu rendah.
Dikombinasikan dengan karakteristik strukturalnya, kinerja suhu rendah diperkenalkan secara sederhana.
Pertama, persyaratan kinerja penyegelan katup cakram suhu rendah:
Ada dua alasan utama kebocoran katup suhu rendah, satu adalah kebocoran internal; Yang kedua adalah kebocoran.
1) Katup menghasilkan kebocoran bagian dalam
Alasan utamanya adalah pasangan penyegel berubah bentuk pada suhu rendah.
Ketika suhu medium turun ke perubahan fasa material yang disebabkan oleh perubahan volume, sehingga presisi penggilingan asli dari deformasi lengkungan permukaan penyegelan mengakibatkan segel suhu rendah yang buruk. Kami telah melakukan uji suhu rendah pada katup DN250. Medianya adalah nitrogen cair (-196℃) dan bahan pelat kupu-kupu adalah 1Cr18Ni9Ti (tanpa perlakuan suhu rendah). Ditemukan bahwa deformasi lusi pada permukaan penyegelan sekitar 0,12 mm, yang merupakan alasan utama kebocoran internal.
Katup kupu-kupu yang baru dikembangkan diubah dari segel bidang menjadi segel berbentuk kerucut. Tempat duduknya adalah permukaan penyegel oval yang meruncing, dan cincin penyegel elastis melingkar yang tertanam di pelat kupu-kupu untuk membentuk pasangan penyegel. Cincin segel dapat mengapung secara radial di alur cakram. Ketika katup ditutup, cincin penyegel elastis pertama kali bersentuhan dengan sumbu pendek permukaan penyegelan elips, dan dengan rotasi batang katup, cincin penyegel secara bertahap didorong ke dalam, memaksa cincin elastis bersentuhan dengan sumbu panjang. permukaan kerucut miring, akhirnya mengarah ke kontak penuh antara cincin penyegel elastis dan permukaan penyegelan elips. Penyegelannya dicapai dengan deformasi cincin elastis.
Oleh karena itu, ketika badan atau pelat kupu-kupu mengalami deformasi pada suhu rendah, maka akan diserap dan dikompensasi oleh cincin penyegel elastis, dan tidak akan menghasilkan fenomena kebocoran dan kemacetan. Deformasi elastis ini langsung hilang saat katup dibuka, dan pada dasarnya tidak ada gesekan relatif pada proses buka tutup, sehingga masa pakainya lama.
2) kebocoran katup.
Yang pertama adalah ketika katup dan pipa disambung dengan flensa, kebocoran disebabkan oleh mengendurnya bantalan sambungan, baut sambungan, dan bagian sambungan yang menyusut tidak sinkron antar material pada suhu rendah. Oleh karena itu, kami mengubah mode sambungan badan katup dan pipa dari sambungan flensa ke struktur pengelasan untuk menghindari kebocoran suhu rendah.
Yang kedua adalah kebocoran batang dan packing. Secara umum, sebagian besar pengepakan katup menggunakan F4, karena kinerja self-sliding yang baik, koefisien gesekan yang kecil (koefisien gesekan baja f=0,05 ~ 0,1), dan memiliki stabilitas kimia yang unik, sehingga telah digunakan.
Namun F4 juga memiliki kekurangan. Pertama, kecenderungan aliran dinginnya besar; Kedua, koefisien muai panjang yang besar menyebabkan kebocoran penyusutan dingin pada suhu rendah, mengakibatkan banyak lapisan es pada batang, yang menyebabkan kegagalan pembukaan katup. Katup kupu-kupu suhu rendah yang dikembangkan untuk tujuan ini mengadopsi struktur segel yang menyusut sendiri, yaitu, dapat menyegel pada suhu normal dan suhu rendah melalui celah yang tersisa dengan memanfaatkan koefisien ekspansi F4 yang besar.