De maximale druk voor een schuifafsluiter hangt af van het ontwerp, het materiaal, de grootte en de bedrijfstemperatuur. Standaard afsluiters voor woningen zijn geschikt voor 100 tot 200 PSI, maar een hogedrukschuifafsluiter gebouwd voor industrieel gebruik kan drukken boven de 20.000 PSI weerstaan in gespecialiseerde olieveldtoepassingen.
Wat Bepaalt de Drukklasse
De drukklasse is geen enkel vast getal. Deze verschuift afhankelijk van verschillende factoren die samenwerken.
Temperatuur
Naarmate de bedrijfstemperatuur stijgt, neemt de materiaalsterkte af en daalt de toelaatbare druk mee.
Een klep die geschikt is voor 5.000 PSI bij 100°F is mogelijk slechts veilig bij 3.000 PSI bij 600°F.
Alleen de omgevingsdrukwaarde lezen en daarbij stoppen is een specificatiefout die herhaaldelijk voorkomt bij industriële inkoop, en een die volledig vermijdbaar is.
Materiaalsamenstelling
Gesmeed staal produceert een dichter, sterker huis dan gegoten staal. Voor hogedrukstoom- en koolwaterstofdiensten presteren gesmede huizen beter dan gegoten alternatieven, zowel wat betreft sterkte als betrouwbaarheid op lange termijn.
Hardfacing op het zitting- en schuifoppervlak is even belangrijk. Materialen zoals wolfraamcarbide en Stellite 6 weerstaan de erosie die hogedrukstroming veroorzaakt bij het zittingoppervlak. Zonder deze materialen versnelt de zittingsslijtage en volgt lekkage.
Ontwerp van de Kap
Ontwerpen met een geschroefde bonnets hebben beperkingen bij hogedruktoepassingen omdat de bevestigingsmiddelen de afdichtingsbelasting dragen.
Boven een bepaalde drempel houdt de boutspanning alleen niet stand.
Drukafdichtingsontwerpen pakken dit aan door interne druk te gebruiken om de afdichting aan te spannen. Hoe harder het systeem duwt, hoe strakker het wordt.
Boringconfiguratie
Volle doorlaat schuifafsluiters behouden dezelfde interne diameter als de pijpleiding. Dit houdt het drukverlies laag en stelt pijpleidinginspectie-apparaten (pigs) in staat om erdoorheen te gaan voor reiniging. Afsluiters met gereduceerde doorlaat zijn compacter en lichter, maar de smallere opening verhoogt de stromingsweerstand over de afsluiter. In hogedruktoepassingen in de olie-industrie en pijpleidingen beïnvloedt de keuze tussen de twee zowel de operationele efficiëntie als de toegang voor onderhoud.
Normen voor Drukklasse
Industriële schuifafsluiters volgen twee belangrijke classificatiesystemen.
ASME/ANSI-klassen lopen van Klasse 150 tot en met Klasse 4500. Een Klasse 150 afsluiter kan ongeveer 285 PSI aan bij omgevingstemperatuur. Een Klasse 2500 afsluiter kan ongeveer 6.250 PSI aan onder dezelfde omstandigheden.
PN-classificaties worden gebruikt in Europese en internationale specificaties, lopend van PN10 tot en met PN400 en vertegenwoordigen de drukcapaciteit in bar.
Een klep die geschikt is voor hoge druk bij 100°F kan die classificatie met de helft zien dalen bij 800°F. Lees altijd de volledige druk-temperatuurcurve, niet alleen het omgevingsgetal.
Voor toepassingen in de olie-industrie specificeert API 6A drukwaarden van 2.000, 3.000, 5.000, 10.000, 15.000 en 20.000 PSI, gewoonlijk aangeduid als 2M tot en met 20M. Deze omvatten putkop- en oppervlakteapparatuur in de olie- en gasproductie, waar de bedrijfsomstandigheden het meest veeleisend zijn.
Voor meer informatie over hoe deze classificaties van toepassing zijn op verschillende bedrijfsomstandigheden, onze ontwerpgids voor hogedruk schuifafsluiters gaat in op de specifieke kenmerken per toepassingstype.
Drukafdichtingsschuifafsluiters
De drukafdichtingsschuifafsluiter is de industriestandaard voor energiecentrales, stoomsystemen en olieraffinaderijen die werken boven 1.450 PSI.
De afdichting van de motorkap wordt strakker naarmate de interne druk toeneemt. De prestaties verbeteren onder precies die omstandigheden waarin een geschroefde motorkap zou beginnen te falen.
Deze afsluiters werken van Klasse 900 tot Klasse 4500, en weerstaan drukken van ongeveer 2.200 PSI tot 10.000 PSI en daarboven. Ze zijn ook geschikt voor temperaturen tot 580°C, waardoor ze worden toegepast in superkritische energieopwekking en hogedrukstoomtoepassingen.
De verzilverde pakkingen in drukafdichtingsontwerpen vereisen specifieke aandacht tijdens thermische transiënten. Een pakking die wordt geplet tijdens snelle temperatuurveranderingen, veroorzaakt lekken die standaard onderhoudsschema's niet voorzien.
Sommige drukafdichtingsontwerpen gebruiken ook niet-stijgende spindels om pakking slijtage en bedieningskoppel te verminderen in hogedruk plaatpoortconfiguraties. Bevestig dit tijdens de specificatie voor toepassingen waar frequent gebruik wordt verwacht.
Als u drukafdichtingsafsluiters specificeert voor cyclische service, dan is onze analyse van drukafdichtingsschuifafsluiters onthult de constructiedetails en wat te monitoren tijdens gebruik.
Hoe Klepgrootte de Maximale Druk Beïnvloedt
Grootte en druk bewegen in tegengestelde richtingen.
Naarmate de diameter van de afsluiter toeneemt, groeit de kracht die op de schuif werkt. Grotere afsluiters vereisen een zwaardere constructie om dezelfde druk te weerstaan als kleinere.
Een 6” schuifafsluiter gebouwd volgens API 6A-normen kan 10.000 tot 15.000 PSI weerstaan in hogedruktoepassingen in olievelden.
Een 8 schuifafsluiter van dezelfde klasse vereist een robuuster huis, omdat het grotere boorgat de kracht vermenigvuldigt die de schuif moet weerstaan.
Voor toepassingen met kleine boringen omvat API 602 gesmede stalen schuifafsluiters van 1/4 inch tot 2 inch, geschikt voor maximaal 10.000 PSI. Dit zijn compacte, zeer sterke ontwerpen die worden gebruikt waar de ruimte beperkt is en de drukvereisten hoog zijn.
Schuifafsluiters met grote diameter in hogedruktoepassingen hebben vaak bypass-systemen nodig. Zonder zo'n systeem maakt het drukverschil over de schuif de afsluiter onmogelijk te bedienen en beschadigt het de zitting bij opening.
Parallelle Schuifafsluiters in Hogedrukstoomtoepassingen
De parallelle schuifafsluiter gebruikt twee parallelle schijven in plaats van een wig om af te dichten tegen de zitting.
Dit elimineert het vastloopeffect dat wigvormige kleppen ontwikkelen in hogetemperatuurstoepassingen, waar thermische uitzetting de wig tegen de zitting klemt.
Parallelle schuifontwerpen zijn zeer geschikt voor boilersystemen en hogedrukstoomleidingen met frequente thermische cycli. Ze werken van ASME Klasse 150 tot en met Klasse 2500 en vereisen minder bedieningskoppel dan wigschuifalternatieven onder dezelfde omstandigheden.
Waterleidingen en Lagedruktoepassingen
Niet elke toepassing vraagt om drukwaarden van industriële kwaliteit.
De Kennedy schuifafsluiter is gebouwd voor water- en afvalwatertoepassingen, beoordeeld op 200 tot 250 PSI voor standaard veerkrachtige wigontwerpen en tot 350 PSI voor brandbeveiligingsseries.
De MJ schuifafsluiter, een mechanisch verbindingontwerp dat wordt gebruikt in ondergrondse waterinstallaties, werkt bij een werkdruk van 250 PSI.
Beide zijn betrouwbaar voor hun beoogde toepassing. Problemen ontstaan wanneer een klep met een waterwerkclassificatie terechtkomt in een industriële toepassing met hogere druk, omdat de leidingmaat niet overeenkomt. Drukklasse en leidingmaat zijn afzonderlijke specificaties en moeten als zodanig worden behandeld.
Vervanging van Hogedrukschuifafsluiter: Wat te Controleren
Het vervangen van een hogedruk schuifafsluiter is niet zo eenvoudig als het matchen van de leidingdiameter. Zo moet u te werk gaan bij de verificatie ervan.
Controleer de Druk-Temperatuurcurve Opnieuw
Vertrouw niet alleen op de omgevingsdrukclassificatie. Controleer de maximale systeemdruk en -temperatuur samen opnieuw voordat u een vervanging selecteert.
Stem Materiaal, Kapstijl en Aansluitingen Af
Het vervangen van A105 gesmeed staal door een gegoten alternatief in hogedrukstoomtoepassingen introduceert een risico op storingen.
Het overstappen van een geschroefde bovendeel naar een drukafdichtingsontwerp verandert de voetafdruk van de klep en beïnvloedt de leidinglay-out eromheen.
Eindaansluitingen moeten ook exact overeenkomen. Het verwisselen van een stuiklasverbinding voor een geflensd alternatief op een hogedrukleiding vereist leidingaanpassingen die zelden worden meegenomen in de inkoopfase.
Voor hogedruktoepassingen die een gesmede behuizing vereisen, is onze gesmede wigschuifafsluiter dekt veeleisende drukklassen in gesmede staalconstructie. Waar bedrijfsomstandigheden gegoten constructie toelaten, de gegoten wigschuifafsluiter is een kosteneffectief alternatief.
Zittingconditie, Pakking en Inkoop
Controleer de staat van de zitting op metaal-gezette kleppen voordat de hele eenheid wordt vervangen. Hernieuwbare metalen zittingen kunnen vaak worden opgelapt in plaats van volledig te worden vervangen.
Voor temperaturen boven 232°C is grafietpakking vereist. PTFE faalt bij die temperaturen en mag niet boven die drempel worden gespecificeerd.
Hydrostatische testen op hogedrukkleppen worden uitgevoerd op 1,5 keer de MAWP. Een klep van 10.000 PSI wordt getest op 15.000 PSI. Controleer of elke vervanging documentatie bevat die bevestigt dat deze volgens die norm is getest.
Bij het zoeken naar vervangingen vermeldt de Powell schuifafsluiter Catalogus API 600 drukafdichtingsontwerpen van Klasse 600 tot en met Klasse 4500, inclusief wig- en parallelle configuraties voor zware industriële toepassingen.
Conclusie
Personaliseer de perfecte klep voor uw project! Vraag een offerte aan en ontdek onze aangepaste opties.
Een klep die er op papier correct uitziet, maar niet overeenkomt met de werkelijke druk-temperatuurcurve van het systeem, zal niet lang meegaan. Bij hogedruktoepassingen blijft die storing zelden beperkt tot de klep zelf.
Als u een specificatie voor een schuifafsluiter doorneemt en advies nodig heeft over het juiste ontwerp voor uw toepassing, neem contact op met ons team en wij helpen u de juiste oplossing te vinden.
