Каковы решения проблем с отключением шаровых клапанов большого диаметра?

Пользователи, ежедневно использующие запорные клапаны большого диаметра , часто сообщают о проблеме, когда запорные клапаны большого диаметра используются в средах с относительно большим перепадом давления, таких как пар, вода под высоким давлением, д., часто трудно закрыть, как бы усердно они ни работали. При закрытии всегда обнаруживается, что будет утечка, и трудно закрыть плотно. Причина этой проблемы связана со структурной конструкцией клапана и недостаточным выходным крутящим моментом уровня человеческого предела.

Анализ сложности переключения клапанов большого диаметра

Горизонтальная предельная выходная сила среднего взрослого человека составляет 60-90 кг, в зависимости от телосложения.

Как правило, направление потока шарового клапана спроектировано таким образом, чтобы вход был низким, а выход — высоким. Когда человек закрывает клапан, человеческое тело толкает маховик, чтобы он вращался горизонтально, так что створка клапана перемещается вниз для закрытия. В это время необходимо преодолеть сочетание трех сил, а именно:

(1) осевая сила тяги Fa;

(2) Сила трения Fb между набивкой и штоком клапана;

(3) Сила трения Fc между штоком клапана и сердечником диска клапана.

Сумма моментов равна ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Видно, что чем больше диаметр, тем больше осевая сила тяги. Когда он близок к закрытому состоянию, осевая сила тяги почти близка к фактическому давлению в сети трубопроводов (из-за P1-P2≈P1, P2=0), когда он закрыт.

Например, шаровой клапан DN200 используется на паровой трубе с давлением 10 бар, только первое осевое усилие при закрытии Fa=10×πr2=3140 кг, а горизонтальное окружное усилие, необходимое для закрытия, близко к горизонтальному окружному усилию, которое может выдержать нормальное человеческое тело. выход. предел усилия, поэтому одному человеку очень сложно полностью закрыть клапан в таком состоянии.

Конечно, некоторые фабрики рекомендуют устанавливать такие клапаны в обратном направлении, что решает проблему сложности закрытия, но есть и проблема, связанная с тем, что после закрытия их трудно открыть.

Анализ причин внутренних утечек шаровых клапанов большого диаметра

Запорные клапаны большого диаметра обычно используются на выходах котлов, главных цилиндрах, паропроводах и других местах. Эти места имеют следующие проблемы:

(1) Как правило, перепад давления на выходе из котла относительно велик, поэтому расход пара также больше, а эрозионное повреждение уплотнительной поверхности также больше. Кроме того, эффективность сгорания котла не может быть 100%, что приведет к тому, что пар на выходе из котла будет иметь большое содержание воды, что легко вызовет кавитацию и кавитационное повреждение уплотнительной поверхности клапана.

(2) Для запорного клапана на выходе из котла и вспомогательного цилиндра, поскольку пар, только что вышедший из котла, имеет явление прерывистого перегрева в процессе его насыщения, если умягчающая обработка котловая вода не очень хорошая, часть воды имеет тенденцию к выпадению в осадок. Кислотные и щелочные вещества вызывают коррозию и эрозию поверхности уплотнения; некоторые кристаллизующиеся вещества могут также прилипать к уплотняющей поверхности клапана и кристаллизоваться, в результате чего клапан становится негерметичным.

(3) Для впускных и выпускных клапанов вспомогательных цилиндров потребление пара после клапана велико, а иногда и мало из-за производственных требований и других причин. Вызывать эрозию, кавитацию и другие повреждения уплотняющей поверхности клапана.

(4) Как правило, при открытии трубопровода большого диаметра трубопровод необходимо предварительно нагреть, а процесс предварительного нагрева обычно требует прохождения небольшого потока пара, чтобы трубопровод можно было медленно и равномерно нагревать до определенной степени. до того, как запорный клапан может быть полностью открыт, чтобы избежать повреждения трубопровода. Быстро нагревается, что приводит к чрезмерному расширению и повреждению части соединения. Однако в этом процессе открытие клапана часто очень мало, что приводит к тому, что скорость эрозии намного превышает эффект нормального использования, и серьезно сокращает срок службы уплотняющей поверхности клапана.

Решения трудностей при переключении шаровых клапанов большого диаметра:

(1) Прежде всего, рекомендуется выбрать шаровой клапан с сильфонным уплотнением, который позволяет избежать влияния сопротивления трения плунжерного клапана и сальникового клапана и облегчает переключение.

(2) Сердечник клапана и седло клапана должны быть изготовлены из материалов с хорошей эрозионной стойкостью и износостойкостью, таких как карбид стеллита;

(3) Рекомендуется использовать конструкцию с двойным диском клапана, которая не вызовет чрезмерной эрозии из-за небольшого отверстия, что повлияет на срок службы и эффект уплотнения.