Bài báo giới thiệu yêu cầu và ứng dụng của van bướm phốt kim loại trong van nhiệt độ thấp

Bài báo giới thiệu yêu cầu và ứng dụng của van bướm phốt kim loại trong van nhiệt độ thấp

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành hóa dầu hiện đại, công nghiệp hóa chất than và công nghiệp điện lạnh, việc sử dụng van nhiệt độ thấp ngày càng nhiều, liều lượng ngày càng nhiều. Vì vậy, việc sử dụng van nhiệt độ thấp đúng cách và hợp lý sẽ thu hút được sự chú ý của mọi người. Việc sử dụng van nhiệt độ thấp, ngoài việc sử dụng chung các van thông thường, còn có một số yêu cầu đặc biệt cần chú ý.
Van đông lạnh thường dùng để chỉ các loại van hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn -29 ° C. Một số van đông lạnh có thể vận chuyển khí hóa lỏng (như nitơ, oxy và khí tự nhiên) ở nhiệt độ thấp tới -196 ° C mà vẫn đảm bảo hoạt động bình thường.
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 Khi nhiệt độ của môi trường làm việc giảm, vật liệu và cấu trúc của van nhiệt độ thấp được sử dụng khác với van vạn năng thông thường, đặc biệt là van nhiệt độ (t Để giảm lượng nhiệt truyền đến các bộ phận đóng từ bên ngoài, các bộ phận vận hành cần được tháo ra khỏi thân cách nhiệt. Vì vậy cổ nắp ca-pô của van đông lạnh rất dài. ** Van nhiệt độ hoạt động trong điều kiện phức tạp từ nhiệt độ bên ngoài đến nhiệt độ. Và nó làm như vậy mà không bị gián đoạn. Việc bịt kín phần đóng thường được đảm bảo bởi áp suất tiếp xúc cần thiết hình thành trên vòng đệm, nhưng nếu lực của thiết bị truyền động được cố định, độ bền của vòng đệm có thể khác nhau trong phạm vi nhiệt độ làm việc, tất nhiên, hiệu suất của vật liệu vòng đệm, đặc biệt là hiệu suất của vật liệu polyme là khác nhau. Vì vậy, van ấm có yêu cầu nghiêm ngặt về vòng đệm, thường chọn chất liệu hợp kim cứng (STL) sẽ tốt hơn.
Van nhiệt độ bị hạn chế khá nhiều về tốc độ mở ngắt. Bất chấp các biện pháp đoạn nhiệt, vẫn có dòng nhiệt trong một phạm vi hạn chế, dẫn đến sự hình thành pha lỏng ở một số bộ phận của hệ thống. Vì vậy, khi mở van nhanh, chất lỏng có thể đạt tốc độ lớn, khi gặp chướng ngại vật hoặc lực cản như van sẽ tạo ra lực nước, cần chú ý khi sử dụng.
Thường được sử dụng cho công nghệ làm lạnh, môi trường là chất làm lạnh nitơ hoặc freon, van gang thường được sử dụng trước đây, nhiệt độ áp dụng của nó là từ -28 ~ 150oC, hiện nay sử dụng ít hơn, nhưng van bằng sắt dẻo ferritic có xu hướng ngày càng tăng. Điều này là do sắt dễ uốn ferit có độ bền va đập, chống mài mòn và chống ăn mòn tốt hơn.
Van vật liệu thép cacbon thông thường (WCB), nhiệt độ sử dụng là -29 ~ 150oC; Ngoài ra còn có thép cacbon nhiệt độ thấp (LCB, LC1, LC2), nhiệt độ sử dụng tối thiểu là -46 ~ -73oC; Thép không gỉ Austenitic (304, 316) là loại thép chịu nhiệt độ thấp có hiệu suất tuyệt vời, nhiệt độ sử dụng tối thiểu của nó là dưới -196oC, một số là -254oC.
Các bộ phận đóng van nhiệt độ thấp thông thường, lựa chọn đế van bịt kín bằng kim loại trên thân van, lựa chọn nhựa flo (F4) trên đĩa van, không có yêu cầu đặc biệt nào về cấu trúc và van vạn năng thông thường gần như giống nhau. Lựa chọn hợp lý theo nhiệt độ và môi trường.
Van đông lạnh, chỉ xem xét đặc tính làm việc của van nhiệt độ. Nó có thể được lắp đặt ở bất kỳ vị trí nào bên trong máy ấp, nhưng hộp nhồi, cơ cấu vận hành (tay quay, cờ lê) và đèn báo vị trí nâng đĩa van phải được đặt bên ngoài máy ấp. Dễ dàng vận hành và thay thế bao bì. Hầu hết các van được lắp đặt với thân nằm ngang. Đối với van điện ấm, thân van phải đặt nằm ngang.
Điều kiện làm việc của thiết bị đóng gói ở nhiệt độ thấp rất phức tạp, vì bao bì dễ mất tính đàn hồi, một khi do môi chất bay hơi rò rỉ, thân bị đóng băng sẽ dẫn đến hiện tượng kẹt, van không thể đóng mở bình thường. Để cải thiện điều kiện làm việc của thiết bị đóng gói, có thể lắp đặt một vách ngăn nhiệt để đảm bảo khả năng cách nhiệt của bao bì. Điều này chủ yếu nằm ở thiết kế nhằm tăng chiều dài thân cây. Vách ngăn được làm bằng vật liệu phi kim loại có độ dẫn nhiệt thấp nhất (vải, băng keo,…) nên sự thất thoát nhiệt của hộp đóng gói giảm đáng kể. Ngoài ra, thiết bị đóng gói được bọc ngoài và môi trường có nhiệt độ đủ để duy trì khả năng làm việc của thiết bị đóng gói được dẫn vào không gian được hình thành. CHỨC NĂNG của nó là làm cho van từ nhiệt độ thấp đến điểm vận hành có gradient nhiệt độ, tại điểm làm việc và ngoài điểm làm việc, áp suất không khí sẽ ở mức nhất định có thể làm cho khí hóa lỏng không còn ở dạng lỏng và quay trở lại trạng thái bình thường. nhiệt độ khí.
ÁP LỰC KHÔNG KHÍ LUÔN MỞ MỞ, NÓI CHUNG VỚI MỘT đầu VAN HOẶC VỚI đầu kia, để nếu nhiệt độ trong áp suất không khí tăng cao sẽ không có áp suất cao nguy hiểm.
Do các bộ phận của van thường được sản xuất và thử nghiệm ở nhiệt độ phòng và hoạt động trong điều kiện nhiệt độ thấp nên các bộ phận khác nhau sẽ tạo ra sự giãn nở và co lại khác nhau khi thay đổi nhiệt độ, điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động bình thường của van, cần phải chú ý. để và hiểu trong sử dụng.
Van nhiệt độ thấp sử dụng nhiều loại vật liệu, vật liệu thông thường: như thép cacbon (WCB) sẽ trở nên giòn khi nhiệt độ giảm. Các vật liệu được lựa chọn phổ biến nhất là: thép không gỉ austenit, đồng và hợp kim đồng-niken, tất cả đều không giòn và có thể được sử dụng đúng cách. Kinh nghiệm cho thấy thép không gỉ austenit, đồng và hợp kim Cu-Ni là những vật liệu tốt nhất cho độ bền và độ bền. Vì vậy, một số bộ phận quan trọng của van nhiệt độ thấp như: van cầu, van an toàn, van điều tiết, van kiểm tra, v.v. hãy chọn loại vật liệu này.
Kinh nghiệm sản xuất cho chúng ta biết, ngay cả đối với thép không gỉ austenit, đồng và hợp kim COpper-niken, nếu thành phẩm không được xử lý đúng cách ở nhiệt độ thấp thì khi vận hành van ở nhiệt độ thấp, các bộ phận bên trong sẽ bị biến dạng do pha vật liệu. biến đổi do nhiệt độ thấp, dẫn đến rò rỉ van.
Trong quá trình lắp ráp van nhiệt độ thấp, do các vật liệu khác nhau của miếng đệm kết nối mặt bích, bu lông kết nối và các bộ phận kết nối, sự co lại giữa các vật liệu khác nhau sẽ không được đồng bộ, dẫn đến giãn và rò rỉ. Do đó, van nhiệt độ thấp, đặc biệt là van nhiệt độ thấp được sử dụng dưới -196oC, phương pháp kết nối tốt nhất là sử dụng kết nối hàn.
Miếng đệm đóng gói van nhiệt độ thấp, phần lớn F4, vì khả năng tự bôi trơn tốt, hệ số ma sát nhỏ và có độ ổn định hóa học độc đáo. Do đó, nó được chính phủ sử dụng, nhưng F4 cũng có nhược điểm, một là xu hướng dòng lạnh lớn, hai là hệ số giãn nở tuyến tính lớn, co ngót lạnh ở nhiệt độ thấp dẫn đến rò rỉ, dẫn đến số lượng đóng băng lớn ở thân cây, do đó việc mở van bị lỗi. Vì vậy, nó chỉ được sử dụng trong điều kiện nhiệt độ thấp nói chung. Trong điều kiện nhiệt độ, nên chọn chất độn dệt bằng than chì linh hoạt, hoặc thép không gỉ và miếng đệm cuộn dây bằng than chì linh hoạt. Một số van nhiệt độ thấp khi vận hành thường thấy bộ phận truyền động của van bị dính. Hiện tượng tắc nghẽn thỉnh thoảng xảy ra. Những lý do chính là: lựa chọn vật liệu ghép đôi không hợp lý, khe hở nguội dự trữ quá nhỏ và độ chính xác gia công. Nếu phát hiện các vấn đề tương tự trong quá trình sử dụng, chúng cần được thông báo kịp thời cho nhà cung cấp để cải tiến thiết kế kết cấu và thay thế vật liệu ổ trục (ống lót) thích hợp.
Các yêu cầu khác đối với van nhiệt độ thấp cũng giống như van thông thường.
Yêu cầu và ứng dụng của van bướm kín kim loại trong van nhiệt độ thấp
Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và công nghệ công nghiệp, công nghệ mới và cao luôn thay đổi cũng như nhu cầu về van của con người, ngành van đang phải đối mặt với những thách thức và cơ hội to lớn. Đặc biệt là việc sử dụng van bướm trong môi trường nhiệt độ thấp, ngoài việc đáp ứng hiệu suất của van thông thường ở nhiệt độ phòng, điều quan trọng hơn là độ tin cậy của phốt van ở nhiệt độ thấp, tính linh hoạt khi hoạt động và một số yêu cầu đặc biệt khác của van bướm. van nhiệt độ thấp.
Van bướm có cấu trúc nhỏ gọn, thể tích nhỏ, trọng lượng nhẹ (so với cùng áp suất, van cổng cùng kích thước có thể giảm 40% ~ 50%) sức cản của chất lỏng, đóng mở nhanh chóng và có hàng loạt ưu điểm nên hãy tận dụng.
Nhưng trong một số thiết bị nhiệt độ thấp, chẳng hạn như thiết bị hóa lỏng khí, thiết bị tách khí và thiết bị hấp phụ dao động áp suất được sử dụng trong công nghiệp hóa chất, tỷ lệ này lớn hơn 80% hoặc van cầu hoặc van cổng, van bướm có kích thước nhỏ. Nguyên nhân chính là do van bướm bịt ​​kín kim loại có hiệu suất bịt kín kém ở nhiệt độ thấp và một số nguyên nhân khác như kết cấu không hợp lý gây ra hiện tượng rò rỉ bên trong và bên ngoài trung bình, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự an toàn và hoạt động bình thường của các thiết bị nhiệt độ thấp này và không thể đáp ứng các yêu cầu của thiết bị nhiệt độ thấp.
Theo sự phát triển không ngừng của bộ máy nhiệt độ thấp ở nước ta, nhu cầu về van nhiệt độ thấp ngày càng tăng. Do đó, van bịt kín kim loại đã được cải tiến về mặt cấu trúc và van bướm bằng kim loại nguyên chất ba lệch tâm có hiệu suất bịt kín cao đã được phát triển. Van bướm này có thể đáp ứng yêu cầu của nó bất kể môi trường có nhiệt độ cao hay nhiệt độ thấp.
Kết hợp với các đặc điểm cấu trúc của nó, hiệu suất nhiệt độ thấp được giới thiệu một cách đơn giản.
Đầu tiên, yêu cầu về hiệu suất bịt kín van đĩa ở nhiệt độ thấp:
Có hai nguyên nhân chính dẫn đến rò rỉ van nhiệt độ thấp, một là rò rỉ bên trong; Thứ hai là rò rỉ.
1) Van tạo ra rò rỉ bên trong
Nguyên nhân chính là cặp bịt kín bị biến dạng ở nhiệt độ thấp.
Khi nhiệt độ trung bình giảm đến sự thay đổi pha vật liệu do thay đổi thể tích, do đó độ chính xác mài ban đầu của biến dạng cong vênh bề mặt bịt kín dẫn đến độ kín ở nhiệt độ thấp kém. Chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm nhiệt độ thấp trên van DN250. Môi trường là nitơ lỏng (-196oC) và vật liệu tấm bướm là 1Cr18Ni9Ti (không xử lý ở nhiệt độ thấp). Người ta nhận thấy rằng độ biến dạng dọc của bề mặt bịt kín khoảng 0,12mm, đây là nguyên nhân chính dẫn đến rò rỉ bên trong.
Van bướm mới được phát triển được thay đổi từ phốt phẳng sang phốt hình nón. Chỗ ngồi là một mặt đệm hình bầu dục thuôn nhọn và một vòng đệm đàn hồi hình tròn được gắn vào tấm bướm để tạo thành một cặp đệm kín. Vòng đệm có thể nổi xuyên tâm trong rãnh đĩa. Khi van đóng, vòng đệm đàn hồi lần đầu tiên tiếp xúc với trục ngắn của bề mặt bịt kín hình elip, đồng thời với sự quay của thân van, vòng đệm đàn hồi dần dần được đẩy vào trong, buộc vòng đệm đàn hồi tiếp xúc với trục dài của bề mặt hình nón xiên, cuối cùng dẫn đến sự tiếp xúc hoàn toàn giữa vòng đệm đàn hồi và bề mặt bịt kín hình elip. Việc bịt kín nó đạt được nhờ sự biến dạng của vòng đàn hồi.
Do đó, khi thân hoặc tấm bướm bị biến dạng ở nhiệt độ thấp, nó sẽ được vòng đệm đàn hồi hấp thụ và bù đắp, không tạo ra hiện tượng rò rỉ và kẹt. Biến dạng đàn hồi này biến mất ngay lập tức khi van được mở và về cơ bản không có ma sát tương đối trong quá trình đóng mở nên tuổi thọ dài.
2) rò rỉ van.
Đầu tiên là khi van và đường ống được nối bằng mặt bích, hiện tượng rò rỉ là do tấm đệm kết nối, bu lông kết nối và các bộ phận kết nối co lại không đồng bộ giữa các vật liệu ở nhiệt độ thấp. Vì vậy, chúng tôi đã thay đổi phương thức kết nối thân van và đường ống từ kết nối mặt bích sang kết cấu hàn để tránh rò rỉ ở nhiệt độ thấp.
Thứ hai là rò rỉ thân và bao bì. Nhìn chung, hầu hết các bao bì van đều sử dụng F4, vì hiệu suất tự trượt tốt, hệ số ma sát nhỏ (hệ số ma sát của thép f = 0,05 ~ 0,1) và có tính ổn định hóa học độc đáo nên đã được sử dụng.
Tuy nhiên, F4 cũng có những khuyết điểm. Đầu tiên, xu hướng dòng lạnh lớn; Thứ hai, hệ số giãn nở tuyến tính lớn, dẫn đến rò rỉ co ngót nguội ở nhiệt độ thấp, dẫn đến lượng đóng băng lớn ở thân van, khiến van không mở được. Van bướm nhiệt độ thấp được phát triển cho mục đích này sử dụng cấu trúc phốt tự co, nghĩa là nó có thể bịt kín ở cả nhiệt độ bình thường và nhiệt độ thấp thông qua khe hở còn lại bằng cách tận dụng hệ số giãn nở lớn của F4.