Kako radi zaporni ventil koji se ne diže?

Zaporni ventili su jedan od najčešće korištenih uređaja za kontrolu uključivanja-isključivanja medija cjevovoda u području inženjeringa ventila. Kada je vertikalno pomicanje stabla ventila ograničeno prostorom za ugradnju ili podzemnim cjevovodima, inženjeri obično birajuzasun bez dizanja. Ovaj dizajn drži vreteno ventila aksijalno fiksiranom tokom rotacije i pokreće disk kapije gore-dole kroz prenos navoja bez da se stablo ventila proteže prema van. Na osnovu standarda ASME B16.34 i tehničke literature izSvijet ventilačasopisa, ovaj rad detaljno razrađuje njegov princip rada, ključne parametre i poređenje izbora tipova.

 

1. Osnovni princip rada: rotacija zamjenjuje podizanje

Različit od konvencionalnihdizanje izasun bez dizanja, struktura stabla koja se ne diže fiksira maticu vretena unutar haube. Tokom rada, ručni točak ili aktuator pokreće vreteno ventila da se okreće. Vanjski navoj stabla ventila se poklapa s unutarnjim navojem na disku zatvarača, pokrećući disk kapije da izvrši linearno kretanje duž ose stabla ventila. Zahvaljujući aksijalnom uređaju za ograničavanje na donjem kraju stabla ventila, sama vretena ventila neće se pomicati prema gore; samo pretvara obrtni moment u silu podizanja diska kapije kroz rotaciju.

 

Uzmi aZasun od livenog gvožđa koji se ne dižesa klasom pritiska DN150 i PN16 kao primer: vreteno ventila ima trapezni navoj (Tr28×5) sa olovom od 5 mm. Jedna puna rotacija ručnog točka podiže disk kapije za 5 mm. Potpuni hod otvaranja zahtijeva podizanje od 50 mm iz zatvorenog položaja, tako da je ručnom točku potrebno 10 punih rotacija. Ukupna visina ventila je samo 385 mm, dok isti zakretni zasun premašuje visinu od 550 mm -, ovo je ključna prednost dizajna koji se ne diže u podzemnim bunarima ili okruženjima niskih mašinskih prostorija.

 

2. Ključne komponente i parametri materijala

Pouzdanost azasun bez dizanjazavisi od tri precizno postavljene komponente:

• Stem: Uglavnom napravljen od 2Cr13 nerđajućeg čelika (tvrdoća HRC28~32) ili 17-4PH čelika koji se stvrdnjava putem padavina (zatezna čvrstoća veća ili jednaka 1000MPa). Površina navoja treba biti tretirana nikl-fosforom ili nitriranjem debljine 0,05~0,10 mm kako bi se oduprla habanju uzrokovanom ponovljenom rotacijom.
• Kapija: Elastična klinasta kapija ili paralelna dvostruka kapija. Tolerancija ugla klina se kontroliše unutar ±0,2 stepena kako bi se osiguralo da sila pritiska prianjanja sa zaptivnom površinom sedišta ventila dostigne veću ili jednaku 4,0 MPa (klasa PN25).
• Stem Nut: Izrađen od aluminijske bronze (C95400) ili livenog mesinga tvrdoće HB veće ili jednake 150. Razmak između njegovog unutrašnjeg navoja i navoja stabla ventila je 0,10~0,25 mm kako bi se spriječilo zaglavljivanje uzrokovano prodiranjem prašine.

 

3. Posebne varijante dizajna stabljike koja se ne diže

3.1 Nož zasun bez podizanja

Primjenjuje se na čestice{0}}koji sadrže kašu kao što su pulpa i jalovina. Donja ivica diska kapije ima dizajn rezanja pod oštrim uglom (ugao klina 30 stepeni ~45 stepeni), koji može da odseče vlakna ili čvrste čestice kada je zatvoren. U protočnom kanalu tijela ventila nema žlijeba kako bi se izbjeglo taloženje medija. Na primjer, debljina diska DN200 nožnog zasuna je samo 8 mm, ali njegova sila smicanja treba da dostigne 15 kN da bi se odsjekla pulpna vlakna s koncentracijom od 8%.

3.2 NRS zasun bez dizanja

NRS je skraćenica od "Non-Rising Stem", koja se široko koristi u zaštiti od požara i vodovodnim mrežama. Mehanički indikator položaja je opremljen na vrhu vretena ventila - koji se okreće sinhrono sa vretenom. Kada je ventil potpuno zatvoren, greben pritiska mikro prekidač i šalje električni signal u kontrolnu sobu. U skladu sa UL 262 vatrogasnim standardom, kadazaporni ventil bez dizanja brje u potpuno otvorenom položaju, obrnuta rotacija ručnog točka ne smije biti manja od 1/4 kruga kao potvrda ne-zaključavanja.

 

4. Poređenje: zaporni ventil koji se diže u odnosu na nerastajuće

Comparison Dimension	Zaporni ventil sa dizanjem	Zaporni ventil bez dizanja
Stem Movement	Rotacija + aksijalno kretanje	Samo rotacija
Dozvola za instalaciju	Za produžetak stabljike potrebna je rezervirana visina	Zazor samo treba da odgovara prečniku ručnog točka
Indikacija otvaranja i zatvaranja	Dužina produžetka stabljike vidljiva golim okom	Potreban je vanjski indikator ili brojač okreta
Primjenjivi mediji	Čista voda, ulje, para	Pijesak{0}}koji sadrži vodu, blato, korozivnu tekućinu (navoj stabljike nije u kontaktu sa medijima)
Fokus održavanja	Zaptivanje brtvila	Podmazivanje navoja vretena

Tipična primjena: Za ventile za održavanje u podzemnim vodovodnim cjevovodima sa dubinom komore od samo 1,2 metra. Ako arastući vs ne dižući zasunUgrađeni tip stabljike, držač DN300 će se produžiti dodatnih 420 mm pri punom otvaranju, što onemogućava osoblju za održavanje da radi bez oštećenja poklopca šahta. Nasuprot tome, tip stabljike koja se ne diže ima ukupnu visinu od samo 580 mm, ostavljajući dovoljno radnog prostora.

 

5. Uobičajeni problemi i rješenja

Uobičajeni problem 1: Kako procijeniti stvarnu otvorenu-zatvorenu poziciju zapornog ventila koji se ne diže

Pošto vretena nije izložena, operateri ne mogu direktno proceniti da li je ventil potpuno otvoren, delimično otvoren ili potpuno zatvoren. Dugoročno-oslanjanje na snimanje krugova rotacije ručnog točka može dovesti do nepotpunog zatvaranja ili preko-oštećenja obrtnog momenta zbog zaboravljanja ili pogrešnog rada.

 

Rješenja:

• Turn Counter: Postavljen između ručnog točka i haube. Unutrašnji set zupčanika pretvara krugove rotacije stabla ventila u ugao pokazivača. Na primjer, u nekim proizvodima marke, 50 rotacija odgovara jednom punom krugu pokazivača, a pokazivač se skreće za 72 stepena za puni hod od 10 rotacija sa tačnošću do ±0,5 kruga.
• Gornji{0}}ograničeni prekidač: Aksijalni žljebovi su obrađeni na vrhu stabla ventila. Kada disk kapije dostigne potpuno zatvoren ili potpuno otvoren položaj, ivica žlijeba gura blizinski prekidač za resetiranje opruge (razdaljina senzora manja ili jednaka 2 mm) i emituje signale suhog kontakta DCS-u ili lokalnim indikatorskim svjetlima.
• Ultrazvučna detekcija položaja ventila: Instalirajte ultrazvučne sonde na vanjski zid tijela ventila. Koristeći razliku akustične impedancije između diska kapije i tijela ventila (razlika u brzini zvuka između zraka i metala je oko 4 puta), raspon odjeka se može realizirati bez rastavljanja ventila, što je pogodno za projekte renoviranja.

 

Uobičajeni problem 2: Zašto je zaporni ventil koji se ne diže sklon zalijepljenju u parnom servisu na visokim temperaturama

Hemijska fabrika je prijavila da je DN80 PN40zasun bez dizanjainstaliran na cevovodu zasićene pare od 200 stepeni nije uspeo da zakrene ručni točak nakon 3 meseca rada. Pregledom dezintegracije pronađena je mješavina crne rđe i grafitnog praha taložena između navoja vretena i navoja vrata, sa 30% habanja profila navoja.

 

Analiza uzroka:

Visoka temperatura uzrokuje razliku u termičkom širenju između vretena i diska kapije (koeficijent linearnog širenja 2Cr13: 10,5×10⁻⁶/ stepen ; koeficijent linearnog širenja kapije od livenog gvožđa: 11,5×10⁻⁶/ stepen), smanjujući zazor bočne strane navoja sa 0 mm 5 mm i 0 mm. film pod ekstruzijom.

Otopljeni kisik u pari ubrzava oksidaciju površine navoja na visokoj temperaturi, stvarajući labav granulirani Fe₃O₄ (magnetit) koji ulazi u otvor navoja i uzrokuje abrazivno trošenje.

 

Rješenja:

• Usvojite mazivo otporno na-temperaturu: premažite površinu trapeznog navoja mazivom za suhi film MoS₂, primjenjivim na -200 stupnjeva ~400 stupnjeva, smanjujući koeficijent trenja sa 0,15 na 0,06. Ponovo nanesite nakon svakih 200 sati rada ili 200 ciklusa otvaranja{7}}zatvaranja.
• Povećajte razmak navoja: Nadogradite navoj navoja klase 2G preporučen standardom ASME B1.5 na 3G klasu (razmak povećan za 0,05~0,10 mm). U međuvremenu, zamijenite trapezni navoj sa potpornim navojem (ugao pritiska od 30 stepeni), koji ima veću čvrstoću korijena i manje nakupljanje oksida.
• Nadogradnja brtvljenja od metala-na-: Zamijenite meko sjedište (PTFE, otpornost na temperaturu manju ili jednaku 230 stepeni) sa sjedištem ventila Stellite 6 sa tvrdom površinom, sa tvrdoćom površine zaptivanja HRC 40~45, sposobnim da izdrži visoke temperature do 425 stepeni bez omekšavanja. Treba napomenuti da je stopa curenja tvrdog zaptivača (klasa A prema ISO 5208, 0,1 mm³/s·mm) nešto veća od one meke zaptivke (klasa A, 0,01 mm³/s·mm), tako da će biti dozvoljeno malo unutrašnje curenje u uslovima visoke temperature.

 

6. Parametri održavanja i inspekcije

U skladu sa smjernicama za rad i održavanje iz 2023Korisnik ventilamagazina, preporučuju se sljedeći ciklusi održavanjazaporni ventil bez podizanjai konvencionalni zasuni sa stablom bez podizanja:

1. Podmazivanje vretena: Ubrizgajte mast za ekstremni pritisak na bazi litijuma- (NLGI Grade 2, sadržaj aditiva za ekstremni pritisak sumpora i fosfora veći od ili jednak 0,5%) kroz otvor za ubrizgavanje masti na poklopcu motora svakih 6 mjeseci ili nakon 500 operacija. Pritisak ubrizgavanja masti ne smije prelaziti 0,3 MPa sve dok stara mast ne ekstrudira iz brtvenog otvora.
2. Merenje istrošenosti navoja: Rastavite i pregledajte jednom godišnje kako biste izmjerili prečnik koraka navoja stabljike. Zamijenite vreteno ako gubitak na habanju prelazi 5% originalne veličine (npr. originalni prečnik nagiba Tr32×6 je 29,0 mm, zamijenite ako je istrošen ispod 27,55 mm).
3. Praćenje obrtnog momenta ručnog točka: Normalni radni moment ne smije prelaziti granične vrijednosti u tabeli 1 (pogledajte API 600). Ako se moment zatvaranja iznenada poveća za više od 30%, to može biti uzrokovano taloženjem kamenca na vodilici kapije ili savijanjem stabljike; odmah zaustavite rad radi inspekcije.

Nazivni promjer ventila (DN)	Maksimalni obrtni moment ručnog točka (N·m)	Odgovarajuća sila na 0,4 m Momentna ruka (N)
50~80	150	375
100~150	300	750
200~300	500	1250

 

Zaključak

Odzasun bez dizanjatozaporni ventil bez dizanja br, suština njegovog dizajna je da realizuje podizanje diska kapije kroz rotaciju para navoja u ograničenom prostoru. Odabir tipa će kombinovati sadržaj čvrste tvari na srednjim temperaturama i instalacijski razmak, sa implementiranim redovnim podmazivanjem navoja i detekcijom habanja - ovo je osnovna inženjerska praksa da se osigura rad-bez kvarova više od deset godina.