A tolózár maximális nyomása a kialakításától, anyagától, méretétől és üzemi hőmérsékletétől függ. A szabványos lakossági szelepek 100-200 PSI nyomásra vannak méretezve, de az ipari használatra készült nagynyomású tolózár speciális olajmező-alkalmazásokban 20 000 PSI feletti nyomást is képes elviselni.
Mi határozza meg a nyomásosztályt
A nyomásosztály nem egyetlen rögzített szám. Több, együttműködő tényezőtől függően változik.
Hőmérséklet
Működési hőmérséklet emelkedésével az anyag szilárdsága csökken, és ezzel együtt a megengedett nyomás is esik.
Egy szelep, amelyet 100°F-on 5000 PSI-re értékeltek, 600°F-on már csak 3000 PSI-nél lehet biztonságos.
Csak a környezeti nyomásérték elolvasása és ott megállás egy specifikációs hiba, amely ismétlődően előfordul az ipari beszerzésekben, és teljesen elkerülhető.
Anyagszerkezet
A kovácsolt acél sűrűbb, erősebb testet eredményez, mint az öntött acél. Nagynyomású gőz- és szénhidrogén-szolgáltatás esetén a kovácsolt testek mind szilárdságban, mind hosszú távú megbízhatóságban felülmúlják az öntött alternatívákat.
Az ülék és a tolózár felületének keményfém bevonata ugyanolyan fontos. Az olyan anyagok, mint a volfrám-karbid és a Stellite 6 ellenállnak a nagynyomású áramlás által az ülékfelületen okozott eróziónak. Nélkülük az ülék kopása felgyorsul, és szivárgás következik be.
Felső rész (bonnet) kialakítása
A csavarozott fedéllel ellátott konstrukcióknak vannak korlátai nagynyomású alkalmazásokban, mert a rögzítőelemek viselik a tömítési terhelést.
Egy bizonyos küszöb felett a csavar feszültsége önmagában már nem tart.
A nyomásra tömítő konstrukciók ezt úgy oldják meg, hogy a belső nyomást használják a tömítés meghúzására. Minél erősebben nyom a rendszer, annál szorosabbá válik.
Furatelrendezés
A teljes átömlésű tolózárak a csővezetékkel azonos belső átmérőt tartanak fenn. Ez alacsonyan tartja a nyomásesést, és lehetővé teszi a csővezeték tisztítódugóinak áthaladását. A szűkített átömlésű szelepek kompaktabbak és könnyebbek, de a szűkebb nyílás növeli az áramlási ellenállást a szelepen keresztül. Nagynyomású olajmező- és csővezeték-alkalmazásokban a kettő közötti választás befolyásolja az üzemi hatékonyságot és a karbantartási hozzáférést is.
Nyomásosztály-szabványok
Az ipari tolózárak két fő minősítési rendszert követnek.
Az ASME/ANSI osztályok a Class 150-től a Class 4500-ig terjednek. Egy Class 150-es szelep körülbelül 285 PSI-t bír el környezeti hőmérsékleten. Egy Class 2500-as szelep körülbelül 6250 PSI-t bír el ugyanezen körülmények között.
A PN minősítéseket európai és nemzetközi specifikációkban használják, PN10-től PN400-ig terjednek, és a nyomáskapacitást barban fejezik ki.
Egy szelep, amelyet 100°F-on nagynyomásra értékeltek, 800°F-on akár felére is csökkenhet az értékelése. Mindig olvassa el a teljes nyomás-hőmérséklet görbét, ne csak a környezeti értéket.
Olajmező-alkalmazásokhoz az API 6A 2000, 3000, 5000, 10000, 15000 és 20000 PSI nyomásértékeket határoz meg, amelyeket általában 2M-től 20M-ig jelölnek. Ezek az olaj- és gáztermelésben használt kútfő- és felszíni berendezéseket fedik le, ahol a működési feltételek a legigényesebbek.
További információkért arról, hogy ezek a minősítések hogyan alkalmazhatók különböző üzemi körülmények között, nagynyomású tolózár tervezési útmutatónk az alkalmazás típusától függően részletezi a specifikumokat.
Nyomászáras tolózárak
A nyomásálló tolózár az ipari szabvány az erőművek, gőzrendszerek és olajfinomítók számára, amelyek 1450 PSI felett üzemelnek.
A fedél tömítése a belső nyomás növekedésével szorul. A teljesítmény javul pontosan azokban a körülményekben, amelyek között egy csavarozott fedél már meghibásodna.
Ezek a szelepek a 900-as osztálytól a 4500-as osztályig működnek, 2200 PSI körüli nyomástól akár 10 000 PSI-ig és azon túl is fenntartva. Hőmérsékletüket 580°C-ig is minősítették, így szuperkritikus energiatermelésben és nagynyomású gőzalkalmazásokban is használhatók.
A nyomásálló kivitelű ezüstözött tömítések különös figyelmet igényelnek hőmérséklet-ingadozások során. A gyors hőmérsékletváltozások során összenyomódott tömítés olyan szivárgásokat okoz, amelyeket a szokásos karbantartási ütemtervek nem előznek meg.
Egyes nyomásálló kivitelek nem emelkedő orsókat is használnak a tömítés kopásának és az üzemi nyomatéknak csökkentésére nagynyomású lapos tolózár konfigurációkban. Ezt meg kell erősíteni a specifikáció során olyan alkalmazásoknál, ahol gyakori működés várható.
Ha nyomásálló szelepeket specifikál ciklikus üzemre, a mi nyomásálló tolózár elemzésünk feltárja a szerkezeti részleteket és azt, hogy mit kell ellenőrizni üzem közben.
Hogyan befolyásolja a szelep mérete a maximális nyomást
A méret és a nyomás ellentétes irányba mozog.
Ahogy a szelep átmérője növekszik, a tolózárra ható erő is nő. A nagyobb szelepekhez robusztusabb szerkezet szükséges ahhoz, hogy ugyanazt a nyomást fenntartsák, mint a kisebbek.
Egy API 6A szabványok szerint készült 6 hüvelykes tolózár 10 000-15 000 PSI nyomást képes fenntartani nagynyomású olajmező-szolgáltatásban.
Egy azonos osztályú 8 hüvelykes tolózár robusztusabb testet igényel, mert a nagyobb furatfelület megsokszorozza azt az erőt, aminek a tolózárnak ellenállnia kell.
Kis furatú alkalmazásokhoz az API 602 kovácsolt acél tolózárakat fed le 1/4 hüvelyktől 2 hüvelykig, 10 000 PSI-ig minősítve. Ezek kompakt, nagy szilárdságú kivitelek, amelyeket korlátozott hely és magas nyomásigény esetén használnak.
A nagynyomású üzemben lévő nagy átmérőjű tolózárak gyakran bypass rendszerek telepítését igénylik. Enélkül a tolózáron átmenő nyomáskülönbség lehetetlenné teszi a szelep működtetését és károsítja az ülést nyitáskor.
Párhuzamos tolózárak nagynyomású gőzszolgáltatásban
A párhuzamos tolózár két párhuzamos tárcsát használ ék helyett az üléshez való tömítéshez.
Ez kiküszöböli azt a beszorulási hatást, amely a kúpos szelepeknél fellép magas hőmérsékletű gőz alkalmazásokban, ahol a hőtágulás a kúpot a szelepüléshez rögzíti.
A párhuzamos tolózár kialakítások jól alkalmazhatók kazánrendszerekben és gyakori hőciklusokkal működő nagynyomású gőzvezetékekben. Az ASME Class 150-től Class 2500-ig terjedő osztályokban működnek, és kevesebb működtető nyomatékot igényelnek, mint a kúpos tolózár alternatívák azonos körülmények között.
Vízművek és alacsony nyomású alkalmazások
Nem minden alkalmazás igényel ipari minőségű nyomásbesorolást.
A Kennedy tolózár víz- és szennyvízszolgáltatásra készült, szabványos rugalmas kúpos kivitelben 200-250 PSI-ig, tűzvédelmi sorozatban pedig akár 350 PSI-ig terjedő nyomásra van besorolva.
Az MJ tolózár, egy mechanikus csatlakozású kivitel, amelyet föld alatti vízellátó rendszerekben használnak, 250 PSI üzemi nyomáson működik.
Mindkettő megbízható a rendeltetésszerű használatra. A problémák akkor kezdődnek, amikor egy vízművekhez minősített szelep magasabb nyomású ipari alkalmazásba kerül, mert a csőméret nem egyezik. A nyomásosztály és a csőméret külön specifikációk, és így is kell kezelni őket.
Nagynyomású tolózár csere: Mit kell ellenőrizni
Egy nagynyomású tolózár cseréje nem olyan egyszerű, mint a csőátmérő illesztése. Íme, hogyan kell eljárnia az ellenőrzés során.
Ellenőrizze újra a nyomás-hőmérséklet görbét
Ne hagyatkozzon kizárólag a környezeti nyomásbesorolásra. A csere kiválasztása előtt ellenőrizze újra a maximális rendszer nyomását és hőmérsékletét együtt.
Egyeztesse az anyagot, a felső rész (bonnet) stílusát és a csatlakozásokat
Az A105 kovácsolt acél öntött alternatívával való helyettesítése nagynyomású gőzszolgáltatásban meghibásodási kockázatot jelent.
A csavarozott fedélről nyomásra tömítő kialakításra való áttérés megváltoztatja a szelep alapterületét és befolyásolja a körülötte lévő csővezeték elrendezését.
A végcsatlakozásoknak is pontosan egyezniük kell. Egy tompahegesztésű csatlakozás karimás alternatívára cserélése egy nagynyomású vezetéken olyan csővezeték-módosításokat igényel, amelyeket ritkán vesznek figyelembe a beszerzési szakaszban.
Nagynyomású alkalmazásokhoz, amelyek kovácsolt testet igényelnek, a mi kovácsolt kúpos tolózárunk lefedi az igényes nyomásosztályokat kovácsolt acél szerkezetben. Ahol a szolgáltatási feltételek lehetővé teszik az öntött szerkezetet, az öntött kúpos tolózár költséghatékony alternatíva.
Ülés állapota, tömítés és beszerzés
Vizsgálja meg a fémtömítésű szelepek ülékének állapotát, mielőtt az egész egységet kicserélné. A megújítható fémülékek gyakran felújíthatók, ahelyett, hogy teljesen kicserélnék őket.
232°C feletti hőmérsékleten grafit tömítés szükséges. A PTFE meghibásodik ezeken a hőmérsékleteken, és nem szabad ezen a küszöbértéken felül megadni.
A nagynyomású szelepek hidrosztatikus vizsgálata a MAWP 1,5-szeresén történik. Egy 10 000 PSI-s szelepet 15 000 PSI-n tesztelnek. Ellenőrizze, hogy bármely cserealkatrész rendelkezik-e dokumentációval, amely igazolja, hogy az adott szabvány szerint tesztelték.
Cserealkatrészek beszerzésekor a Powell tolózár katalógus API 600 nyomásálló kiviteleket sorol fel a 600-as osztálytól a 4500-as osztályig, beleértve az ék- és párhuzamos konfigurációkat is súlyos ipari alkalmazásokhoz.
Következtetés
A tökéletes szelep testreszabása projektjéhez! Kérjen árajánlatot, és fedezze fel egyedi lehetőségeinket.
Egy szelep, amely papíron helyesnek tűnik, de nem egyezik a rendszer tényleges nyomás-hőmérséklet görbéjével, nem fog sokáig tartani. Nagynyomású üzemben ez a meghibásodás ritkán áll meg magánál a szelepnél.
Ha tolózár specifikáción dolgozik, és útmutatásra van szüksége az alkalmazásához megfelelő kialakításhoz, vegye fel a kapcsolatot csapatunkkal és segítünk megtalálni a megfelelőt.
