Что такое сплитКлиновая задвижка?

В секторе промышленной арматуры широко используются задвижки из-за их низкого гидравлического сопротивления и низкого рабочего крутящего момента. Среди нихразделенная клиновая задвижка — это клапан, специально разработанный для высоких-колебаний температуры и термоциклирования в трубопроводах.

 

В отличие от обычногозадвижка с цельным клином, его ворота состоят из двух независимых клиновых половин, соединенных шаровым или шарнирным механизмом. Это позволяет двум половинам ворот автоматически регулировать угол наклона при закрытии, плотно прилегая к уплотняющим поверхностям седла.

Эта конструкция решает проблему традиционного жесткого клина, который легко заклинивает или не герметизируется при резких изменениях температуры.

 

Разъемная клиновая задвижка или гибкая клиновая задвижка: когда выбирать первую?

Пользователи часто путаютразделенная клиновая задвижкасгибкая клиновая задвижка. Гибкая клиновая задвижка достигает определенной степени эластичности за счет прорези в центре задвижки, что делает ее пригодной для умеренных колебаний температуры. Однако конструкция разъемного-типа обеспечивает большую возможность радиальной компенсации: две половины задвижки могут вращаться независимо примерно на 1–2 градуса, поддерживая равномерное удельное давление уплотнения, даже когда корпус клапана деформируется из-за теплового расширения и сжатия трубопровода.

 

В соответствии сAPI 600 (13-е издание)Разъемные клиновые задвижки рекомендуются для паровых систем, установок каталитического крекинга и других применений с разницей температур, превышающей 150 градусов. Например, когда температура резко возрастает от температуры окружающей среды (20 градусов) до 400 градусов, линейное расширение корпуса клапана из углеродистой стали может достигать 4,5 мм на метр. Разъемная конструкция способна поглотить более 80% деформационного напряжения и предотвратить заклинивание ворот.

 

Преимущества разъемных клиновых задвижек в условиях термоциклирования

Распространенный вопрос: при каких условиях клиновая задвижка с разъемным разъемом более подходит, чем традиционная клиновая задвижка с цельным клином?

 

1. Термический цикл и термический шок

В установках замедленного коксования на нефтеперерабатывающих заводах или во входных трубопроводах паровых турбин температура часто колеблется от 200 до 538 градусов. При нагреве разница углов между воротами и седломзадвижка с цельным клиномможет превышать 0,3 градуса, что приводит к локальной перегрузке или зазорам на уплотнительных поверхностях. Разъемная конструкция позволяет каждой половине ворот самовыравниваться-независимо с максимальной компенсационной разницей углов до 0,5 градуса.

Сравнительный тест 2021 года отМир клапановпоказали, что после 500 термических циклов между комнатной температурой и 500 градусами скорость утечки через седло клиновой задвижки с разъемным затвором осталась на уровнеISO 5208, уровень А(меньше или равно 0,1 мл/мин·дюйм), в то время как скорость утечки цельноклиновой задвижки выросла до уровня C всего лишь после 200 циклов.

 

2. Среды, содержащие твердые частицы.

Когда среда содержит порошок катализатора или порошок кокса (например, установки FCC), разделенный затвор может «срезать» отложения с уплотняющих поверхностей при открытии. Зазор между двумя половинками заслонки (обычно 1–3 мм) позволяет мелким частицам проходить сквозь них, предотвращая заклинивание твердых частиц в уплотняемые поверхности и образование задиров. API 600 определяет, что твердость контактных поверхностей между шибером и седлом клиновой задвижки с разъемным разъемом должна достигать не менее 250 HB (седло) и 350 HB (шибер). Наплавка из стеллита не является обязательной, что повышает износостойкость в 3–5 раз.

Практические методы предотвращения заклинивания или утечек при высоких-колебаниях температуры

 

Вторая распространенная проблема: как предотвратить заклинивание или утечку разъемных клиновых задвижек при высоких-колебаниях температуры?

1. Уплотнение штока и контроль термического крутящего момента

Уплотнение штока разъемной клиновой задвижки представляет собой точку высокого-риска утечки. При высоких температурах сжимаемость гибкой графитовой набивки (армированной проволокой из инконеля) снижается. Требования к правильной установке: момент затяжки сальника в холодном- состоянии 140–160 Н·м (для клапанов класса 150 DN150) и повторная затяжка до 170–190 Н·м в термических условиях (300 градусов). Без термической затяжки вероятность протечки сальника возрастает до 15% после 100 часов работы. Кроме того, соединение между штоком и воротами должно иметь Т-паз или цапфовую конструкцию, чтобы избежать изгибающих моментов, вызванных тепловым расширением.

Замена уплотнения штока разъемной клиновой задвижкиследует выполнять каждые два года или каждые 5000 операций, а поверхность ножки следует проверять на предмет задиров (допускается Ra меньше или равно 0,4 мкм).

 

2. Ориентация при установке и защита седла от эрозии.

Разъемные клиновые задвижки обычно требуют горизонтальной установки со штоком вертикально вверх. При наклоне более чем на 5 градусов сила тяжести приведет к смещению двух половин ворот, что приведет к одностороннему-контакту при закрытии. На паропроводах рекомендуется устанавливать конденсатоотводчик перед клапаном, чтобы предотвратить двухфазную эрозию уплотняющих поверхностей потоком.

Стандартная процедура дляУстранение протечек седла клиновой задвижки с разрезной клиновой задвижкойвключает в себя:

• Шаг 1: Измерьте тепловой зазор между крышкой и корпусом клапана (допустимый 0,2–0,4 мм);
• Шаг 2. Используйте ультразвуковой течеискатель для проверки уровня утечки. Если он превышает 100 мл/мин, уплотнительные поверхности необходимо притереть;
• Шаг 3: Проверьте износ соединительных штифтов ворот (требуется замена, если он превышает 0,1 мм).

 

3. Выбор материала и класса давления

Согласно API 600, рекомендуемые материалы корпуса клапана для разъемных клиновых задвижек включают:ASTM A216 ВКБ(-29 градусов ~ 425 градусов),А217 ВК6(-29 градусов ~538 градусов) илиА351 CF8M(-196 градусов ~538 градусов). Классы давления охватываютКласс 150 ~ Класс 2500.

ДляТехнические характеристики клиновой задвижки API 600, производители должны быть обязаны предоставить отчеты об испытаниях термогерметизации: выдерживание давления при давлении, в 1,1 раз превышающем номинальное, и максимальной рабочей температуре в течение 30 минут, с утечкой, не превышающей стандартные пределы.

 

Краткое содержание

Разъемная клиновая задвижка — профессиональный выбор для работы с термоциклическими, термическими ударами и средами,-нагруженными частицами. Его-механизм самовыравнивания, возможность защиты от-помех и строгие производственные требования в соответствии с API 600 в совокупности обеспечивают долгосрочную-надежность в суровых условиях, таких как нефтепереработка, электростанции и химическая обработка.

 

При выборе пользователи должны сосредоточиться на данных о тепловых утечках, упаковочном материале, процедурах установки и обслуживания, а не только на результатах гидростатических испытаний в холодном-состоянии. Для применений с колебаниями температуры, превышающими 150 градусов, или с годовыми циклами открытия/закрытия, превышающими 1000 раз, дополнительные затраты на разъемную конструкцию (на 20–30 % выше, чем у цельноклиновых задвижек) обычно могут быть возмещены в течение двух лет за счет снижения затрат на остановку и техническое обслуживание.