Дросел клапаните се използват широко в индустрии като пречистване на вода, нефт и газ, ОВК и химическа обработка, благодарение на компактния си дизайн, ефективния поток и рентабилния контрол.
Въпреки това, един от най-често срещаните проблеми сдроселови клапие теч. Течовете могат да възникнат вътрешно (през седалката на клапана) или външно (около стеблото на клапана или тялото на клапана). Течовете могат да бъдат малки или големи, което води до намалена ефективност на системата или сериозни рискове за безопасността, екологични проблеми или скъпоструващ престой.
Следователно, разбирането на основните причини за тези течове и прилагането на ефективни решения е от решаващо значение за осигуряване на надеждна работа на клапаните.
---
Видове течове от дроселова клапа
Преди да се потопим в причините и решенията, нека първо класифицираме често срещаните течове в дроселните клапи:
а. Вътрешен теч: Флуидът преминава през клапана, когато той е в затворено положение, което показва, че седалката или дискът на клапана не могат да образуват плътно уплътнение.
б. Външен теч: Флуидът излиза от тялото на клапана, обикновено около стеблото на клапана, уплътнението или фланцовото съединение, което нарушава уплътнението.
И двата вида течове могат да произтичат от фактори, свързани с дизайна, монтажа, експлоатацията или поддръжката.
По-долу ще разгледаме основните причини и съответните решения за всеки вид теч.
---
1. Износени или повредени уплътнения
Често срещана причина за вътрешни течове е разрушаването на уплътнителните компоненти на клапаните (като еластични облицовки или метални седалки).
1.1 Причини
- Деградация на материала: Продължителното излагане на корозивни течности, високи температури или ултравиолетова радиация може да доведе до втвърдяване, напукване или загуба на еластичност на уплътненията.
- Абразивни среди: Течности, съдържащи пясък, чакъл или други частици, ще корозират уплътненията с течение на времето.
- Стареене: Дори при по-малко взискателни условия, уплътненията естествено ще се влошат с времето, намалявайки способността им да пасват на диска на клапана. Това е неизбежно естествено стареене.
- Прекомерен въртящ момент: Въртящият момент на избраните електрически, пневматични и други задвижващи механизми е твърде голям и дискът на клапана прилага твърде голям натиск върху седалката на клапана при затваряне, което води до деформация или дори разкъсване на седалката на клапана. Дори при ръчно управление, прилагането на прекомерен въртящ момент към дроселни клапани с голям диаметър може да причини деформация или повреда на седалката на клапана.
1.2 Решения
- Избор на материал: Изберете уплътнителни материали, които са съвместими с флуида и работните условия. Например, използвайте PTFE за химическа устойчивост, EPDM за водни приложения и Viton за флуиди на маслена основа.
- Редовна поддръжка: Въведете програма за превантивна поддръжка, за да проверявате и подменяте уплътненията, преди да се повредят. Това е особено важно в тежки условия.
- Защитно покритие: При абразивни приложения, помислете за използване на клапани с покрити или закалени седла, за да удължите живота на уплътненията.
- Оптимизирайте задвижващия механизъм: Според данните за въртящия момент на дроселовата клапа, предоставени от производителя, изберете задвижващ механизъм с подходящ въртящ момент или изберете задвижващ механизъм със защита от въртящ момент. Освен това, при ръчна работа трябва да се избягва прекомерна сила. Zfa препоръчва, ако не сте сигурни, да използвате ръчен или червячен задвижващ механизъм с ограничение на въртящия момент.
- ---
2. Неправилен монтаж
Течовете често се причиняват от грешки по време на монтажа на клапана, което засяга вътрешните и външните уплътнения.
2.1 Причини
- Неправилно подравняване: Ако вентилът не е правилно подравнен с тръбата, дискът може да не се постави правилно, което да доведе до вътрешен теч.
- Недостатъчен въртящ момент: Недостатъчното затягане на фланцовите болтове може да причини външен теч на интерфейса на тръбата на клапана.
- Прекомерно затягане: Прекомерният въртящ момент може да причини деформация на тялото или седалката на клапана, което може да попречи на пълното затваряне на диска и да причини вътрешен теч.
2.2 Решение
- Проверка за подравняване: По време на монтажа използвайте инструмент за подравняване, за да се уверите, че вентилът е центриран в тръбата. Необходимо е също така да се провери дали дискът се движи свободно, без да докосва стената на тръбата.
- Спецификация на въртящия момент: Следвайте препоръчителната стойност на въртящия момент от производителя за фланцовите болтове и използвайте калибриран динамометричен ключ, за да постигнете равномерно компресиране на уплътнението.
- Избор на уплътнение: Използвайте висококачествени, еластични уплътнения, съвместими с материалите на клапана и тръбата. Също така се уверете, че размерът на уплътнението е подходящ, за да избегнете прекомерно свиване или хлабини.
- ---
3. Интерференция на диска
Вътрешен теч може да възникне, когато дискът не може да се затвори напълно поради физическо взаимодействие с околната тръба или фланец.
3.1 Причина
- Несъответствие в диаметъра на тръбата: Ако вътрешният диаметър на тръбата е твърде малък, дискът може да удари стената на тръбата при затваряне.
- Конструкция на фланеца: Фланците с повдигната повърхност или неправилно оразмерените свързващи повърхности могат да възпрепятстват движението на диска.
- Натрупване на отломки: Твърди частици или котлен камък, които се натрупват във вътрешността на клапана, могат да попречат на правилното прилягане на диска.
3.2 Решение
- Проверка на съвместимостта: Преди монтажа, проверете дали диаметърът на диска на вентила е съвместим с вътрешния диаметър на тръбата.
- Регулиране на фланеца: Следвайте стандарти като ANSI или DIN, за да използвате плоски фланци или уплътнения, за да осигурите хлабина на диска.
- Почистващи работи: Промийте системата преди работа с клапана, за да отстраните замърсявания, и монтирайте филтри преди клапана, ако условията позволяват, за да предотвратите бъдещо натрупване.
4. Неуспешно уплътняване на стъблото
Външно изтичане обикновено се случва около стеблото на клапана, което се дължи на проблеми с уплътнението или уплътненията, които предотвратяват изтичането на течност по оста.
4.1 Причина
- Износване: С течение на времето, уплътнителни материали като PTFE или графит ще се износят поради движение на стеблото или налягане.
- Температурни колебания: Въз основа на принципа на термичното разширение и свиване, повтарящите се температурни колебания могат да доведат до свиване, разхлабване и дори разкъсване на уплътнението.
- Неправилно регулиране: Ако уплътнителният пълнител е твърде хлабав, течността може да изтече; ако е твърде стегнат, може да повреди стеблото на клапана или да ограничи движението му.
4.2 Решение
- Поддръжка на опаковката: Редовно проверявайте и подменяйте износените опаковъчни материали.
- Температурни съображения: Изберете уплътнителни материали, подходящи за температурния диапазон на системата, като например гъвкави графитни материали за приложения с висока температура.
- Регулиране на салника: Затегнете салника до въртящия момент, указан от производителя, проверете за течове след регулирането и избягвайте прекомерно компресиране.
---
5. Прекомерно налягане или температура
Когато работните условия надвишават проектните граници на клапана, може да възникне теч, който да засегне вътрешните и външните уплътнения.
5.1 Причини
- Прекомерно налягане: Налягането, надвишаващо номиналното налягане на клапана, може да деформира седалката или диска на клапана, което прави невъзможно уплътняването.
- Термично разширение: Високите температури могат да доведат до неравномерно разширяване на компонентите, причинявайки стареене, омекване или дори карбонизация на уплътнението, което може да повлияе на прилягането на уплътнителната повърхност, да разхлаби уплътнението или да причини външен теч в съединението.
- Студеночупване: При условия под -10 градуса, уплътнението може да стане крехко и да се напука, причинявайки теч.
5.2 Решения
- Подходящи номинални стойности на налягане и температура: Изберете клапани с номинални стойности на налягане и температура, които надвишават максималните системни условия, и вземете предвид допустимите граници на безопасност.
- Освобождаване от налягането: Инсталирайте предпазен клапан или регулатор на налягането преди изтичане на тръбата, за да предотвратите свръхналягане.
- Изолация/отопление: Използвайте изолационни ръкави или нагревателни ленти в студен климат, за да предотвратите замръзване.
5.3 Таблица за сравнение на температурата на материалите
По-долу са посочени диапазоните на средата и температурата, съответстващи на уплътнения от различни материали.
| ИМЕ | ПРИЛОЖЕНИЯ | ТЕМПЕРАТУРНА НОМЕРНА СТОЙНОСТ |
|---|---|---|
| EPDM | Вода, питейна вода, морска вода, алкохоли, разтвори на органични соли, разтвори на минерални киселини, алкални минерални основи | -10℃ до 110℃ |
| Нитрилен броматит (НБР) | Минерални и растителни масла, газ, неароматни въглеводороди, животински мазнини, растителни мазнини, въздух | -10℃ до 80℃ |
| ВИТОН | Киселини, мазнини, въглеводороди, растителни и минерални масла, горива | -15℃ до 180℃ |
| Природен каучук | Соли, солна киселина, разтвори за метални покрития, мокър хлор. | -10℃ до 70℃ |
| Силиконов каучук | Устойчивост на ниски и високи температури, хранителни въглеводороди, киселини, основи, атмосферни агенти | -10℃ до 160℃ |
| PU | неагресивни химически приложения като вода, отпадъчни води и морска вода | -29℃ до 80℃ |
| ХНБР | Вода, питейна вода, отпадъчни води. | -53℃ до 130℃ |
| Хипалон | Разтваряне на минерални киселини, органични и неорганични киселини, окислители, | -10℃ до 80℃ |
| ПТФЕ | вода, масло, пара, въздух, шлами и корозивни течности | -30℃ до 130℃ |
| SS+Графит | Среди с висока температура и високо налягане, като например парни системи, химическа и петролна промишленост. | -200°C до 550℃ |
| SS+Стелит | всички средни | от -200°C до 600°C |
---
6. Кавитация и корозия
6.1 Какво е кавитация
Кавитацията се причинява от внезапния спад на налягането на течната среда до налягането на парите на течността в дроселиращата част на клапана (например между дроселната плоча и седалката на клапана), което води до локално газифициране на течността и образуване на мехурчета. Когато тези мехурчета се преместят в зоната с високо налягане с флуида, те бързо се свиват, генерирайки ударни вълни и микроструи, които от своя страна причиняват ерозия и повреждане на уплътнителната повърхност на клапана, седалката на клапана и тялото на клапана.
Въпреки че кавитацията и корозията са предимно проблем с производителността, те могат косвено да причинят течове чрез увреждане на уплътнителната повърхност.
6.2 Какво е корозия?
Корозията се причинява от химични или електрохимични реакции върху повърхността на материала на дроселната клапа, дължащи се на продължителен контакт с корозивни среди (като киселина, основа, солен разтвор или високотемпературна пара), което води до повреда на уплътнителната повърхност на клапана, стеблото на клапана, седалката на клапана или тялото на клапана.
6.3 Причини
- Висок спад на налягането: Бързите промени в налягането ще доведат до спукване на мехурчета, които ще корозират диска на клапана или седалката на клапана.
- Корозивен поток: Средата съдържа киселини, основи, соли и др., които реагират директно с металната повърхност, причинявайки постепенно разтваряне или корозия и изтъняване на уплътнителната повърхност и тялото на клапана.
- Абразивни среди: Високоскоростните течности, съдържащи частици, ще износят уплътнителния ръб с течение на времето.
6.4 Решения
- Контрол на дебита: Правилно определете размера на вентила, за да минимизирате спада на налягането и използвайте изчисления на коефициента на дебит (Cv), за да отговорите на системните изисквания.
- Подобряване на материалите: Изберете устойчиви на корозия материали като неръждаема стомана или твърди повърхностни покрития за дисковете на клапаните и седалките на клапаните.
- Проектиране на системата: Намалете дебита чрез увеличаване на диаметъра на тръбата или добавяне на устройство за намаляване на налягането преди нея.
6.5 Таблица със стойности на CV
| Cv стойност - Коефициент на дебит DN50 до DN1400 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Размер (мм) | 10° | 20° | 30° | 40° | 50° | 60° | 70° | 80° | 90° |
| 50 | 0.1 | 5 | 12 | 24 | 45 | 64 | 90 | 125 | 135 |
| 65 | 0.2 | 8 | 20 | 37 | 65 | 98 | 144 | 204 | 220 |
| 80 | 0.3 | 12 | 22 | 39 | 70 | 116 | 183 | 275 | 302 |
| 100 | 0,5 | 17 | 36 | 78 | 139 | 230 | 364 | 546 | 600 |
| 125 | 0.8 | 29 | 61 | 133 | 237 | 392 | 620 | 930 | 1022 |
| 150 | 2 | 45 | 95 | 205 | 366 | 605 | 958 | 1437 г. | 1579 г. |
| 200 | 3 | 89 | 188 | 408 | 727 | 1202 | 1903 г. | 2854 | 3136 |
| 250 | 4 | 151 | 320 | 694 | 1237 | 2047 г. | 3240 | 4859 | 5340 |
| 300 | 5 | 234 | 495 | 1072 | 1911 г. | 3162 | 5005 | 7507 | 8250 |
| 350 | 6 | 338 | 715 | 1549 г. | 2761 | 4568 | 7230 | 10844 | 11917 |
| 400 | 8 | 464 | 983 | 2130 г. | 3797 | 6282 | 9942 | 14913 | 16388 |
| 450 | 11 | 615 | 1302 г. | 2822 | 5028 | 8320 | 13168 | 19752 | 21705 |
| 500 | 14 | 791 | 1674 г. | 3628 | 6465 | 10698 | 16931 | 25396 | 27908 |
| 600 | 22 | 1222 г. | 2587 | 5605 | 9989 | 16528 | 26157 | 39236 | 43116 |
| 700 | 36 | 1813 г. | 3639 | 6636 | 10000 | 14949 | 22769 | 34898 | 49500 |
| 800 | 45 | 2387 | 4791 | 8736 | 13788 | 20613 | 31395 | 48117 | 68250 |
| 900 | 60 | 3021 | 6063 | 11055 | 17449 | 26086 | 39731 | 60895 | 86375 |
| 1000 | 84 | 4183 | 8395 | 15307 | 24159 | 36166 | 55084 | 84425 | 119750 |
| 1200 | 106 | 5370 | 10741 | 19641 | 30690 | 46065 | 70587 | 107568 | 153450 |
| 1400 | 174 | 8585 | 17171 | 31398 | 49060 | 73590 | 112838 | 171710 | 245300 |
---
7. Производствени дефекти
Понякога течовете произтичат от дефекти в конструкцията на клапана, които могат да бъдат открити по време на първоначалната употреба или тестване.
7.1 Причини
- Дефекти при отливане: Порьозността или пукнатините в тялото на клапана могат да причинят външен теч.
- Проблеми с уплътнителната повърхност: Неравномерната обработка на диска или седлото може да попречи на правилното уплътняване, което да доведе до вътрешен теч.
- Грешки при монтажа: Неправилното монтиране на уплътненията или неправилното подравняване на компонентите по време на производството може да причини течове.
7.2 Решения
- Осигуряване на качество: Купувайте от реномирани производители със сертификати като ISO 9001 и поискайте протокол от изпитване под налягане (напр. съгласно API 598), за да потвърдите херметичността.
- Предварително тестване: Извършете хидростатични или пневматични тестове за течове преди монтажа, за да идентифицирате дефекти и върнете дефектните устройства на доставчика.
- Гаранционни рекламации: Уверете се, че вентилът е с гаранция, която покрива производствени дефекти, за да може да бъде заменен, ако течовете бъдат открити рано.
---
8. Заключение
Дроселова клапатечове, решаването на тези проблеми изисква комбинация от избор на правилния клапан, внимателен монтаж, редовна поддръжка и оптимизация на системата. Чрез избор на подходящи за приложението материали, спазване на указанията за монтаж и наблюдение на работните условия, потребителите могат значително да намалят риска от течове.
Теч от дроселова клапаПроблемите могат да бъдат причинени от различни фактори и за различните видове течове са необходими различни решения. Независимо дали става въпрос за вътрешен или външен теч, той обикновено може да се дължи на износени уплътнения, грешки при монтажа, интерференция на диска на клапана, проблеми с уплътнението на стеблото на клапана, прекомерно налягане/температура, производствени дефекти или корозия. Рискът от теч при дроселните клапи може да бъде ефективно намален чрез разумен избор, правилен монтаж, редовна поддръжка и оптимизирана работа. За критични приложения, консултации с производители на клапани или системни инженери могат допълнително да осигурят безтечова работа и да подобрят безопасността и експлоатационната ефективност на системата.