Зупинка зворотних клапанів є життєво важливою для кількох галузей промисловості для захисту котлів та іншого обладнання.
Мал. 1. Глобусовий диск Ці клапани є модифікованою версією стандартного запірного клапана зі штоком, який має стовбур клапана, який назавжди прикріплений до диска глобуса. У конфігурації перевірки зупинки головка стовбура плаває на диску глобуса (тобто вона не прикріплена) (мал. 1). Зупинка запобіжних клапанів має дві основні цілі: 1) як гвинтовий клапан, вони ізолюють або регулюють витрати; 2) модифікуються як зворотний клапан, вони запобігають зворотному потоку. Іншими словами, вони, як правило, використовуються як гвинтовий клапан для запуску або зупинки потоку носія, але вони також є запобіжним клапаном для автоматичного закриття, якщо тиск буде втрачено, таким чином запобігаючи зворотному потоку, який може призвести до пошкодження обладнання, такого як котли або насоси.
Через це запобіжний запірний клапан схожий на наявність двох клапанів в одному. Внутрішній диск, який не прикріплений до стовбура, виконує як перевірку на підйом, що дозволяє йому вільно рухатися вгору та вниз, коли піднімається шток, щоб відрегулювати відкриття та закриття. Це регулює швидкість потоку, але при зворотному потоці роз'ємний диск працює як перевірка на поршень, і швидко закривається, таким чином запобігаючи зворотному потоку в котел. При необхідності, стовбур може бути вручну знижений, щоб поток зупинявся або повністю відключався.
ВИКОРИСТАННЯ КОНТРОЛЬНИХ КОНТРОЛЬІВ СТОП
Ці клапани в основному використовуються на електростанціях, в таких додатках, як циркуляція котла, виробництво пари та живильна вода котлів, турбінне охолодження, стартова вода та системи безпеки. Вони також використовуються в інших областях, де дизайнери трубопроводів хочуть об'єднати властивості кулі та зворотного клапана. Такі програми можуть включати високотемпературне обслуговування, парогенераторний пару, сервіс високого тиску, служби геотермальної енергетики, комунальні послуги, виробництво і переробку нафти, системи безпеки, відключення охолодження та обробка вуглеводнів.
У котельних приміщеннях, клапани та котли були з'єднані більше 150 років. Клапани, що використовуються, настільки критичні, що Американське товариство інженерів-механіків (ASME) котла та коду тиску судин охоплює, як клапани повинні бути використані. Перші клапани на лінії виходу котла, як правило, є запобіжними клапанами, які тут відомі як зворотні клапани або запобіжні клапани для котлів. Вони є життєво важливими, коли до головного парогенератора підключено більше одного котла, і вони повинні бути встановлені в трубопроводі між кожним котлом та заголовком. Вони також повинні бути розміщені так, щоб тиск у котлі знаходився під диском.
Ще одним додатком котла є використання стоп-перевірки як продувний клапан. Клапан продувки забезпечує видалення надлишку води з котла, що іноді потрібне. Запобіжні запобіжні запобіжні клапани все ще використовуються на стаціонарних котлах.
ДИЗАЙН
Малюнок 2. Прямий Y-образний малюнок встановлений у горизонтальній лінії
Ці клапани доступні у двох основних конструкціях малюнка, T-шаблоні та Y-шаблоні. У шаблоні T стежка перпендикулярно трубопроводу. Це дозволяє внутрішньому диску рухатися вгору і вниз по вертикалі в клапані. Вага диска допомагає йому швидко закриватися, забезпечуючи мінімальну зворотну швидкість, коли клапан закривається. Однак через свою вагу вона вимагає більшої швидкості потоку, щоб повністю відкрити клапан і також може призвести до втрати тиску в клапані.
Малюнок 3. Прямий Y-образний малюнок встановлений у вертикальній лінії для висхідного потоку
Найновіший дизайн, подібний до моделі T, являє собою візерунок Y, де стовбур і диск нахилені від 30 до 45 градусів. Цей малюнок дизайну найчастіше використовується на верхній частині котлів і подається негайно або кутовий шлях потоку. Узор Y з його кутовою стійкою та диском дозволяє знизити повну відкриту швидкість потоку. Проте більшу увагу до керування дисками потрібно для безперебійної роботи.
Дизайн прямого виробництва призводить до більш прямих шляхів потоку, що зменшує турбулентність і створює менш рідке тертя. Це означає, що менший потенціал для ерозійного пошкодження клапана, який перетворює на зниження тиску і кращі загальні характеристики потоку для системи трубопроводів. Ці типи клапанів повинні бути встановлені в горизонтальній (рис.2) або вертикальній (рис. 3) лінії для висхідного потоку.
Конструкція кутового клапана використовується для потоку з висхідним по горизонталі (рис. 4) або по горизонталі вниз (мал. 5). Але в обох випадках потік повертається на клапан на 90 градусів, щоб кутовий клапан слугував як пристроєм керування потоком, так і трубою 90 градусів.
Малюнок 4. Угол Y-шаблон, встановлений для потоку вгору-горизонталі
Оскільки клапани мають циліндричну форму плаваючого диска, що є єдиною частиною, що приводиться до тиску, важливо, щоб вони були розміром, щоб забезпечити належний повний диск підйому під час експлуатації клапана. Якщо він занадто великий, диск може плакати, збільшуючи швидкість зношення клапана і обмежуючи його термін служби. Якщо клапан занадто малий, це забезпечить набагато більшу втрату тиску і високу швидкість, що також може скоротити термін служби. Якщо диск легкий і правильно керований, він може забезпечити максимальний підйом при мінімальних швидкостях для швидкого відкривання та зниження тиску. Крім того, диск повинен бути розроблений таким чином, щоб запобігти обертанню, що призводить до низького зносу та тривалого терміну служби.
Рисунок 5. Кутовий Y-образ, встановлений для горизонтально-тонаподрібного потоку Конструктивні схеми для стоп-перевірок в основному такі ж, як і для шарових клапанів. Вони входять до різноманітних конструкцій для різних цілей. Малі бронзові клапани, що мають внутрішньо-гвинтовий підйомний стовбур, дуже популярні. Проте в цій конструкції нитки стовбура містяться в контурі тиску / рідини капота клапана та піддаються впливу робочої рідини. Це може призвести до пошкодження при дії корозійної рідини. Ці типи клапанів зазвичай використовуються для води або пари низького тиску. На клапанах для агресивного обслуговування, конструкція капоту має ремені стебла поза контуром тиску / рідини, що допомагає запобігти корозійному пошкодженню ниток. Такий дизайн називається зовнішнім гвинтом і ярмом (OS & Y) (мал. 6) і використовується у великих промислових шарових клапанах.
Кінцеві з'єднання для більшості клапанів або фланцеві до ASME B16.5 або привареного зварного шва, що відповідає ASME B15.25. Інші з'єднання можуть бути встановлені відповідно до замовлення.
Малюнок 6. Дві конфігурації зовнішнього гвинта та ярма
ОСОБЛИВОСТІ
У програмах котлів, клапани призначені для виконання декількох дуже важливих функцій, включаючи:
Вони діють як автоматичні зворотні клапани. У випадку неможливості котла, клапан може запобігти грубому зворотному потоку пари від головного колодязя до котла.
Вони ізолюють котёл при перестанні вогню і коли котёл здувається. Клапан автоматично закривається, щоб запобігти зворотному потоку пари до котла.
Вони допомагають повернути котел до роботи після вимкнення.
Хоча функція зворотного клапана не повинна використовуватися для первинного відключення, вона може обмежувати зворотний потік з заголовку в котлоприлад, який був закритий та відкритий, або який зазнав висихання тиску.
СТАНДАРТИ
Багато стандартів стопорних зворотних клапанів пов'язані з клапанами земної кулі, і існує багато таких типів стандартів. Останнім часом API оприлюднив стандарт на клапанах зі світом, який обговорює клапани, більші ніж NPS 2. API 623, який був опублікований в 2013 році, охоплює запірні клапани. Об'єкти охоплюють:
Тиск повинен бути вирівняний у капоті над диском до сторони вниз.
Конструкція повинна мати відповідний диск або донизу, щоб диска могла вільно рухатися під час роботи зворотного клапана. Це запобігає будь-яким несправностям функції запобігання повернення потоку клапана.
Тестування має відповідати вимогам API 598 як для глобуса, так і для зворотних клапанів та відповідати критеріям прийняття обох типів випробувань. Клапани повинні відповідати критеріям перевірки клапанів на оболонці, а також вимогам щодо витоку сидінь
Конструкція клапана повинна бути придатною для монтажу зі стержнем у вертикальній орієнтації або де стовп не перевищує 45 градусів вертикальної орієнтації.
Інші галузеві стандарти, які застосовуються, включають:
МСП B16.5-Фланці для труб та фланцеві арматури від NPS 1/2 до NPS 24 метричні / дюймові
ASME B16.34-Клапани фланцеві, різьбові та зварювальні
Огляд та випробування API 598-клапана
API 602-сталеві ворота, кулачки та запобіжні клапани для розмірів dn 100 (NPS 4) і менші для нафтогазової промисловості
API 623-Steel гвинтові клапани фланцеві і стикувальні, кінцеві, болтові боні
BSI 1873-Сталеві кульки та гвинтові заглушки та запобіжні клапани (фланцеві та стикувальні кінці) для нафтової, нафтохімічної та суміжних галузей
Клапани сталеві гвинтові ISO 12149-Bolted-bonnet для універсальних застосувань
MSS SP-80-Бронзова ворота, кульовий кут, зворотні клапани
MSS SP-85-Gray залізний гвинт і кутові клапани, фланцеві та різьбові кінці
MSS SP-118-Compact сталевий шар та запірні клапани (хімічна та нафтопереробна установка)
МАТЕРІАЛИ
Як і в гвинтових клапанах, елементи обробки у запобіжних клапанах, як правило, несуть основний потік рідини під час роботи закриття. Стандарти промисловості дозволяють кінцевим користувачам уточнювати матеріали обробки, необхідні для конкретних програм. У цих стандартах елементи обробки включають поверхню та стіну сидіння для тіла та диска. Додаткові елементи можуть бути вказані кінцевим користувачем або можуть бути стандартними матеріалами виробника.
Вибір правильного матеріалу для обробки має вирішальне значення для максимальної експлуатації та довговічності будь-якого клапана, зокрема, запірних клапанів, які аналогічні клапанам земної кулі, а також мають високу фрикцію рідини та складний шлях проходження. Оскільки диск рухається ближче до поверхні кузова, швидкість і турбулентність зростають, створюючи потенціал для кавітації та ерозії, що може призвести до витікання клапана та надмірного зносу, що зменшує термін служби. Ці типи дефектів можуть з'явитися як тонкий шматочок у сидінні, диску або обидва. Цей початковий невеликий шлях витоку може розширюватися та стати серйозною витоком.
На деяких бронзових клапанах обробка або того ж матеріалу, що й клапан, або аналогічний бронзовий сплав з більшою міцністю. На залізних клапанах звичайний оздоблювальний матеріал - бронза. Індустріальне позначення для цієї обробки на залізні клапани - це "IBBM", який визначається як "залізне тіло, монтується бронзою". Сталеві клапани пропонуються в різних матеріалах для обробки, як того вимагає сервіс. Однак вони, як правило, матимуть одну або декілька елементів обробки, виготовлених із 13% хромової мартенситної нержавіючої сталі. Також використовуються тверді облицювання, такі як Stellite, а також 300 нержавіючих сталей і мідно-нікелеві сплави. Позитивне зупинення і тривалий термін служби сидінь забезпечується інтегрованим сидінням на твердій поверхні. Популярна обробка в сталевих клапанах - це обробка API № 8, 13% Cr./hardface.
ВИСНОВОК
Зупинка запобіжних клапанів забезпечує порівняно економічне та ефективне рішення, коли ізоляція, регулювання та запобігання зворотного потоку є необхідними характеристиками продуктивності трубопровідної системи.
