Maksymalne ciśnienie dla zasuwy zależy od jej konstrukcji, materiału, rozmiaru i temperatury roboczej. Standardowe zawory domowe są przystosowane do ciśnienia od 100 do 200 PSI, ale zasuwa wysokociśnieniowa zbudowana do zastosowań przemysłowych może wytrzymać ciśnienia powyżej 20 000 PSI w specjalistycznych zastosowaniach na polach naftowych.
Co Określa Klasę Ciśnienia
Klasa ciśnienia nie jest jedną stałą liczbą. Zmienia się w zależności od kilku współpracujących ze sobą czynników.
Temperatura
Wraz ze wzrostem temperatury roboczej, wytrzymałość materiału spada, a wraz z nią dopuszczalne ciśnienie.
Zawór przystosowany do 5000 PSI przy 100°F może być bezpieczny tylko przy 3000 PSI przy 600°F.
Odczytywanie samego ciśnienia znamionowego w temperaturze otoczenia i poprzestawanie na tym to błąd specyfikacji, który wielokrotnie pojawia się w zamówieniach przemysłowych i jest całkowicie do uniknięcia.
Materiał Konstrukcyjny
Stal kuta wytwarza gęstszy, mocniejszy korpus niż stal odlewana. W przypadku pary wysokociśnieniowej i węglowodorów, korpusy kute przewyższają alternatywy odlewane zarówno pod względem wytrzymałości, jak i długoterminowej niezawodności.
Równie ważne jest utwardzanie powierzchni gniazda i zasuwy. Materiały takie jak węglik wolframu i Stellite 6 są odporne na erozję, którą powoduje przepływ wysokociśnieniowy na styku uszczelniającym. Bez nich zużycie gniazda przyspiesza, a następnie dochodzi do wycieków.
Konstrukcja pokrywy
Konstrukcje z przykręcaną pokrywą mają ograniczenia w zastosowaniach wysokociśnieniowych, ponieważ elementy mocujące przenoszą obciążenie uszczelniające.
Powyżej pewnego progu samo napięcie śrub nie wystarcza.
Konstrukcje z uszczelnieniem ciśnieniowym rozwiązują ten problem, wykorzystując ciśnienie wewnętrzne do zaciśnięcia uszczelnienia. Im mocniej system naciska, tym szczelniej się staje.
Konfiguracja Przelotu
Zasuwy pełnoprzelotowe utrzymują taką samą średnicę wewnętrzną jak rurociąg. Zapewnia to niski spadek ciśnienia i umożliwia przechodzenie tłoków czyszczących przez rurociąg. Zasuwy o zmniejszonym przelocie są bardziej kompaktowe i lżejsze, ale węższy otwór zwiększa opór przepływu przez zawór. W zastosowaniach wysokociśnieniowych w przemyśle naftowym i rurociągowym, wybór między nimi wpływa zarówno na efektywność operacyjną, jak i dostęp do konserwacji.
Normy Klasyfikacji Ciśnienia
Przemysłowe zasuwy podlegają dwóm głównym systemom klasyfikacji.
Klasy ASME/ANSI obejmują zakres od Klasy 150 do Klasy 4500. Zawór Klasy 150 wytrzymuje około 285 PSI w temperaturze otoczenia. Zawór Klasy 2500 wytrzymuje około 6250 PSI w tych samych warunkach.
Klasyfikacje PN są stosowane w specyfikacjach europejskich i międzynarodowych, obejmując zakres od PN10 do PN400 i reprezentując zdolność ciśnieniową w barach.
Zawór przystosowany do wysokiego ciśnienia przy 100°F może mieć tę klasyfikację obniżoną o połowę przy 800°F. Zawsze należy czytać pełną krzywą ciśnienie-temperatura, a nie tylko wartość dla temperatury otoczenia.
W zastosowaniach naftowych, API 6A określa ciśnienia znamionowe 2000, 3000, 5000, 10000, 15000 i 20000 PSI, powszechnie określane jako od 2M do 20M. Obejmują one urządzenia głowicowe i powierzchniowe w produkcji ropy i gazu, gdzie warunki pracy są najbardziej wymagające.
Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak te klasyfikacje mają zastosowanie w różnych warunkach eksploatacji, nasz przewodnik projektowania zasuw wysokociśnieniowych szczegółowo omawia specyfikę według typu zastosowania.
Zasuwy z Uszczelnieniem Ciśnieniowym
Zasuwa z uszczelnieniem ciśnieniowym jest standardem branżowym dla elektrowni, systemów parowych i rafinerii ropy naftowej pracujących powyżej 1450 PSI.
Uszczelnienie pokrywy zaciska się wraz ze wzrostem ciśnienia wewnętrznego. Wydajność poprawia się w dokładnie takich warunkach, w jakich pokrywa skręcana śrubami zaczęłaby zawodzić.
Te zawory pracują w klasach od 900 do 4500, wytrzymując ciśnienia od około 2200 PSI do 10 000 PSI i więcej. Są również przystosowane do temperatur do 580°C, co sprawia, że znajdują zastosowanie w całej nadkrytycznej energetyce i wysokociśnieniowych zastosowaniach parowych.
Uszczelki posrebrzane w konstrukcjach z uszczelnieniem ciśnieniowym wymagają szczególnej uwagi podczas przejściowych stanów termicznych. Uszczelka zgnieciona podczas szybkich zmian temperatury powoduje wycieki, których standardowe harmonogramy konserwacji nie przewidują.
Niektóre konstrukcje z uszczelnieniem ciśnieniowym wykorzystują również trzpienie niewznoszące, aby zmniejszyć zużycie uszczelnienia dławikowego i moment obrotowy w konfiguracjach zasuwy płytowej wysokociśnieniowej. Potwierdź to podczas specyfikacji w zastosowaniach, gdzie oczekuje się częstej pracy.
Jeśli specyfikujesz zawory z uszczelnieniem ciśnieniowym do pracy cyklicznej, nasz szczegółowy opis zasuwy z uszczelnieniem ciśnieniowym ujawnia szczegóły konstrukcyjne i to, co należy monitorować podczas eksploatacji.
Jak Rozmiar Zaworu Wpływa na Maksymalne Ciśnienie
Rozmiar i ciśnienie poruszają się w przeciwnych kierunkach.
Wraz ze wzrostem średnicy zaworu, siła działająca na zasuwę rośnie. Większe zawory wymagają cięższej konstrukcji, aby wytrzymać takie samo ciśnienie jak mniejsze.
Zasuwa 6” zbudowana zgodnie ze standardami API 6A może wytrzymać od 10 000 do 15 000 PSI w wysokociśnieniowych zastosowaniach na polach naftowych.
Zasuwa 8” tej samej klasy wymaga bardziej masywnego korpusu, ponieważ większa powierzchnia otworu zwielokrotnia siłę, której zasuwa musi się oprzeć.
W zastosowaniach o małej średnicy, API 602 obejmuje kute stalowe zasuwy od 1/4 cala do 2 cali, przystosowane do ciśnienia do 10 000 PSI. Są to kompaktowe, wytrzymałe konstrukcje stosowane tam, gdzie przestrzeń jest ograniczona, a wymagania ciśnieniowe wysokie.
Zasuwy o dużej średnicy w zastosowaniach wysokociśnieniowych często wymagają zainstalowania systemów obejściowych. Bez nich, różnica ciśnień na zasuwie uniemożliwia obsługę zaworu i uszkadza gniazdo podczas otwierania.
Zasuwy Równoległe w Serwisie Pary Wysokociśnieniowej
Zasuwa równoległa wykorzystuje dwie równoległe tarcze zamiast klina do uszczelnienia względem gniazda.
Eliminuje to efekt zakleszczania, który występuje w zaworach klinowych w wysokotemperaturowych zastosowaniach parowych, gdzie rozszerzalność cieplna blokuje klin względem gniazda.
Zasuwy z równoległym klinem doskonale nadają się do systemów kotłowych i wysokociśnieniowych linii pary, poddawanych częstym cyklom termicznym. Działają w klasach ASME od 150 do 2500 i wymagają mniejszego momentu obrotowego niż alternatywne zasuwy klinowe w tych samych warunkach.
Wodociągi i Zastosowania Niskociśnieniowe
Nie każda aplikacja wymaga przemysłowych klas ciśnienia.
Zasuwa Kennedy Gate Valve jest przeznaczona do zastosowań w wodociągach i kanalizacji, o ciśnieniu znamionowym od 200 do 250 PSI dla standardowych konstrukcji z elastycznym klinem i do 350 PSI dla serii przeciwpożarowych.
Zasuwa MJ Gate Valve, konstrukcja ze złączem mechanicznym stosowana w podziemnych instalacjach wodnych, działa przy ciśnieniu roboczym 250 PSI.
Obie są niezawodne w swoim przeznaczeniu. Problemy zaczynają się, gdy zasuwa przeznaczona do wodociągów trafia do przemysłowego zastosowania o wyższym ciśnieniu, ponieważ rozmiar rury nie pasuje. Klasa ciśnienia i rozmiar rury to oddzielne specyfikacje i należy je tak traktować.
Wymiana Zasuwy Wysokociśnieniowej: Co Sprawdzić
Wymiana zasuwy wysokociśnieniowej nie jest tak prosta, jak dopasowanie średnicy rury. Oto jak należy postąpić z jej weryfikacją.
Ponownie Sprawdź Krzywą Ciśnienie-Temperatura
Nie polegaj wyłącznie na nominalnym ciśnieniu otoczenia. Przed wyborem zamiennika ponownie zweryfikuj maksymalne ciśnienie i temperaturę systemu.
Dopasuj Materiał, Styl Pokrywy i Przyłącza Końcowe
Zastąpienie stali kutej A105 odlewaną alternatywą w wysokociśnieniowej instalacji parowej wprowadza ryzyko awarii.
Przejście z pokrywy skręcanej na konstrukcję z uszczelnieniem ciśnieniowym zmienia wymiary zaworu i wpływa na układ rurociągów wokół niego.
Połączenia końcowe również muszą dokładnie pasować. Zamiana połączenia spawanego doczołowo na alternatywę kołnierzową na linii wysokociśnieniowej wymaga modyfikacji rurociągów, które rzadko są uwzględniane na etapie zamówień.
Do zastosowań wysokociśnieniowych wymagających kutego korpusu, nasza zasuwa klinowa kuta obejmuje wymagające klasy ciśnienia w konstrukcji ze stali kutej. Tam, gdzie warunki pracy pozwalają na konstrukcję odlewaną, zasuwa klinowa odlewana jest ekonomiczną alternatywą.
Stan Gniazda, Uszczelnienie i Pozyskiwanie
Przed wymianą całej jednostki należy sprawdzić stan gniazda w zaworach z metalowym uszczelnieniem. Odnawialne metalowe gniazda często można ponownie obrobić, zamiast całkowicie wymieniać.
Dla temperatur powyżej 232°C wymagane jest uszczelnienie grafitowe. PTFE ulega awarii w tych temperaturach i nie powinien być stosowany powyżej tego progu.
Testy hydrostatyczne zaworów wysokociśnieniowych przeprowadzane są przy 1,5-krotności MAWP. Zawór o ciśnieniu 10 000 PSI jest testowany przy 15 000 PSI. Upewnij się, że każda wymiana posiada dokumentację potwierdzającą, że została przetestowana zgodnie z tym standardem.
Przy pozyskiwaniu zamienników, Katalog zaworów zasuwowych Powell wymienia konstrukcje z uszczelnieniem ciśnieniowym API 600 w klasach od 600 do 4500, w tym konfiguracje klinowe i równoległe do ciężkich zastosowań przemysłowych.
Wniosek
Dostosuj idealny zawór do swojego projektu! Uzyskaj wycenę i zapoznaj się z naszymi niestandardowymi opcjami.
Zawór, który na papierze wygląda poprawnie, ale nie odpowiada rzeczywistej krzywej ciśnienia-temperatury systemu, nie będzie działał długo. W zastosowaniach wysokociśnieniowych ta awaria rzadko ogranicza się do samego zaworu.
Jeśli pracujesz nad specyfikacją zaworu zasuwowego i potrzebujesz wskazówek dotyczących odpowiedniego projektu dla Twojej aplikacji, skontaktuj się z naszym zespołem a my pomożemy Ci znaleźć odpowiednie rozwiązanie.
