Przegląd zaworów motylkowych

April 21, 2023

najnowsze wiadomości o firmie Przegląd zaworów motylkowych

Z https://www.valvemagazine.com/

 

Kluczową zaletą wyboru zaworu motylkowego jest zmniejszenie przestrzeni i wagi systemu w porównaniu z innymi opcjami, takimi jak zawory kulowe, zwrotne, grzybkowe lub zasuwowe.

 

 

MITCHELL ANDERSON

Dyrektor działu inżynierii zaworów z potrójnym przesunięciem i zaworów kulowych, Bray International Inc.
Haley Ferner

HALEJ FERNER

Inżynier marketingu, Bray International Inc.
Przepustnice motylkowe należą do rodziny ćwierćobrotowych zaworów obrotowych, stworzonych i po raz pierwszy zastosowanych w prototypach silników parowych już w XVIII wieku.Zastosowanie przepustnic motylkowych wzrosło w latach pięćdziesiątych XX wieku w zastosowaniach na rynku ropy i gazu, a 70 lat później nadal są one szeroko stosowane w wielu zastosowaniach przemysłowych.
 
 
 

Przepustnice mogą być montowane z uchwytami, przekładniami ręcznymi, napędem pneumatycznym lub hydraulicznym.Konfiguracja zaworu składa się z trzpienia i dysku, które obracają się o 90° od otwarcia do zamknięcia w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.Zawory motylkowe są popularne w wielu zastosowaniach, ponieważ są ekonomiczne w utrzymaniu, oferują szybką pracę i są lekkie w porównaniu z innymi typami zaworów.Większość zaworów motylkowych wykorzystuje tę samą podstawową konfigurację, z korpusem, trzpieniem, dyskiem, gniazdem i uszczelnieniem trzpienia;jednak inne części mogą się różnić w zależności od różnych typów zaworów motylkowych, takie jak sprężyste gniazdo, wykładzina, pojedyncze przesunięcie, podwójne przesunięcie (często określane jako wysoka wydajność) i potrójne przesunięcie.Te typy różnią się geometrią tarczy, trzpienia, gniazda i materiału konstrukcji siedziska.

Kluczową zaletą wyboru zaworu motylkowego jest zmniejszenie przestrzeni i wagi systemu w porównaniu z innymi opcjami, takimi jak zawory kulowe, zwrotne, grzybkowe lub zasuwowe.W porównaniu z zaworem zasuwowym montaż zaworów motylkowych jest mniej trudny ze względu na rozmiar i wagę, aw porównaniu z zaworami kulowymi koszt wymiany lub naprawy jest zwykle niższy.Zawory motylkowe są ograniczone w zależności od ich zastosowania, ponieważ mają zatkany port, ponieważ część dysku zawsze jest zwrócona w stronę przepływu, nawet gdy jest całkowicie otwarta, i nie są one zwykle wykorzystywane w zastosowaniach związanych z gęstą zawiesiną, ponieważ preferowane są zasuwy nożowe lub zawory kulowe do ciężkich prac.Przepustnice to również wszechstronne produkty, które mogą być stosowane zarówno w usługach odcinających, jak i kontrolujących oświetlenie / dławiących.

 
najnowsze wiadomości o firmie Przegląd zaworów motylkowych  1

 

SPRĘŻYSTE SIEDZENIE KONCENTRYCZNE

Sprężyste gniazda zaworów są koncentryczne z rurociągiem, ponieważ dysk jest utrzymywany w środku zaworu.Ten typ zaworu jest osadzony pozycyjnie, z ciągłą interferencją pomiędzy dyskiem a gniazdem.Wartości znamionowe są zwykle podawane w ciśnieniu roboczym na zimno (CWP), a nie w klasie, ale mieszczą się między kołnierzami ASME Class 125 i Class 150.Zawory z elastycznym gniazdem są często projektowane poniżej klas ciśnieniowych ASME, dzięki czemu są bardziej opłacalne w zastosowaniach niskociśnieniowych.Uszczelnienie trzpienia składa się z uszczelnienia głównego (gniazdo płasko przylegające do piasty dysku), uszczelnienia wtórnego (średnica trzpienia większa niż otwór w gnieździe) i uszczelnienia trzeciorzędnego (uszczelnienie górne trzpienia).

najnowsze wiadomości o firmie Przegląd zaworów motylkowych  2

Typowe materiały korpusu obejmują żeliwo sferoidalne, żeliwo, stal węglową, aluminium, stal nierdzewną i brąz aluminiowy.Typowe materiały gniazd to EPDM, Buna-N, PTFE, kauczuk naturalny i inne.Przepustnice z elastycznym gniazdem są najczęściej używane do zastosowań odcinających i sterujących, w tym do zastosowań HVAC, chemicznych i petrochemicznych, żywności i napojów, wytwarzania energii, wody i ścieków, ropy i gazu, górnictwa i transportu suchych materiałów masowych.Są one dobierane na podstawie kompatybilności z mediami przepływającymi przez rurociąg i warunkami przepływu.

 
 

KONCENTRYCZNE Z WYKŁADZINĄ Z POLIMERU

Zawory motylkowe z wykładziną są również koncentryczne z rurociągiem i przeznaczone do stosowania z agresywnymi mediami chemicznymi: te produkty z wykładziną polimerową zapewniają dłuższą żywotność w mediach o wyższym poziomie kwasów.Opcje obejmują zawory wyłożone PTFE i PFA, oba stosowane w przemyśle petrochemicznym, spożywczym i napojów z mediami powodującymi korozję.Jedną z głównych różnic między wykładzinami jest to, że w prototypach silników parowych wykładziny PFA pozostają elastyczne w przeciwieństwie do wykładzin PTFE w miarę upływu czasu, w zależności od sposobu ich produkcji.PFA topi się i wiąże chemicznie, podczas gdy PTFE jest spiekany.Topienie i wiązanie chemiczne tworzy gęstszy materiał i minimalizuje pęcherzyki powietrza, co skutkuje elastycznością i szczelnym odcięciem podczas długotrwałego użytkowania w przypadku trudniejszych zastosowań chemicznych.Zawór motylkowy wyłożony PTFE jest zwykle stosowany w aplikacjach z wodą, solanką, pulpą i słabymi kwasami.Materiał tarczy może się również różnić w zależności od zastosowania, między stalą nierdzewną lub stalą nierdzewną wyłożoną PTFE, PFA i UHMWPE (polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej).

WYSOKA WYDAJNOŚĆ

Wysokowydajne zawory motylkowe (zwane również podwójnym przesunięciem) mają dwa przesunięcia: pierwsze przesunięcie trzpienia jest przesunięte względem lub za powierzchnią gniazda dysku, po którym następuje drugie przesunięcie, które przesuwa trzpień poza linię środkową rurociągu.To podwójne przesunięcie powoduje działanie krzywkowe, odsuwając tarczę od gniazda, a nie w poprzek, zmniejszając tarcie między tarczą a gniazdem, co widać w zaworach koncentrycznych i pojedynczych przesuniętych.

 
 
najnowsze wiadomości o firmie Przegląd zaworów motylkowych  3

Podwójne przesunięcie jest powszechnie stosowane w aplikacjach izolacyjnych i sterujących, a także w zastosowaniach o wyższym cyklu w porównaniu z konstrukcją koncentryczną.Większość zastosowań dotyczy wyższych temperatur i ciśnień niż zawory z elastycznym gniazdem.Gniazda są zaprojektowane tak, aby zapewnić siłę reakcji (naprężenie kontaktowe) na tarczę w pozycji zamkniętej.To naprężenie stykowe tworzy uszczelnienie z krawędzią dysku.Te konstrukcje mogą być zależne od ciśnienia, podczas gdy inne wykorzystują pasowanie z wciskiem zapewniane przez aktywator gniazda dla tego zakresu ciśnień.Typowe materiały korpusu obejmują stal węglową, stal nierdzewną i brąz aluminiowy.Typowe materiały gniazd obejmują PTFE, wzmocniony PTFE, TFM, UHMWPE i Inconel.

Dodatkowe projekty siedzeń do określonych zastosowań mogą również obejmować siedziska całkowicie metalowe i ognioodporne (siedzenia miękkie i metalowe).Konstrukcja z metalowym gniazdem może wytrzymać wyższe temperatury, do 900°F w zanieczyszczonych środowiskach, aplikacjach ściernych i aplikacjach kontrolnych z gorącą i brudną obsługą.Ognioodporna konstrukcja z gniazdem jest stosowana w obiektach zagrożonych pożarem, przy użyciu miękkiego materiału osadzonego do izolacji, przy jednoczesnym zapewnieniu stałego dodatkowego uszczelnienia dysku metal-metal w przypadku pożaru.Celem konstrukcji zaworu w tych zastosowaniach jest zapewnienie izolacji, aby zapobiec zasilaniu płomieni.

 
 

Konstrukcja z podwójnym przesunięciem może być skonfigurowana do zastosowań kriogenicznych;są najczęściej używane w aplikacjach gazów przemysłowych, takich jak argon, hel, wodór, azot i tlen.Wybór materiałów opiera się na usłudze, koncentrując się na wytrzymałości i udarności materiałów granicy ciśnienia w temperaturze procesu.Normy dla tych zastosowań obejmują ścisłe specyfikacje materiałowe wraz z wymaganiami dotyczącymi czyszczenia w celu zapewnienia bezpieczeństwa i działania zaworów podczas eksploatacji.

POTRÓJNE PRZESUNIĘCIE

Zawory z potrójnym przesunięciem dzielą koncepcję pierwszego i drugiego przesunięcia z zaworami motylkowymi o wysokiej wydajności i zawierają dodatkowe trzecie przesunięcie, z powierzchniami gniazd wykorzystującymi nachyloną powierzchnię stożkową.To trzecie przesunięcie umożliwia elementowi uszczelniającemu (pierścieńowi uszczelniającemu) stykanie się tylko z powierzchnią gniazda w końcówce

 
 
najnowsze wiadomości o firmie Przegląd zaworów motylkowych  4

stopień zamknięcia (i natychmiastowe odłączenie od gniazda zaworu po otwarciu), co skutkuje brakiem tarcia między elementami uszczelniającymi.Ten typ zaworu jest osadzony momentem obrotowym, co oznacza, że ​​moment obrotowy jest przykładany do obciążenia elementów uszczelniających i zapewnienia działania odcinającego.Pierścień uszczelniający może być wykonany z laminowanych warstw metalu i grafitu lub litego arkusza metalu, z których oba można wymieniać w terenie.Gniazdo zaworu może być przykręcone (wymieniane na miejscu) lub zintegrowane z korpusem zaworu.Zawory z potrójnym offsetem są z natury ognioodporne i można je stosować w klasach ciśnienia od klasy 150 do klasy 1500. Ta konstrukcja może być używana w szerokim zakresie temperatur od -320°F do 1500°F w różnych konfiguracjach ze względu na metal-metal opieczętowanie.

Typowe materiały korpusów obejmują stal węglową, stal nierdzewną i brąz aluminiowy, podczas gdy typowe materiały gniazd obejmują utwardzaną stal nierdzewną 316, brąz niklowo-aluminiowy, stellit i stal nierdzewną duplex.Typowe materiały uszczelnień obejmują laminowane warstwy stali nierdzewnej dupleks, Monel, XM-19 lub Inconel z grafitem lub PTFE, a opcje z litego metalu obejmują stal nierdzewną dupleks, Inconel lub XM-19.Główne zastosowania zaworów z potrójnym offsetem obejmują dystrybucję pary, petrochemię, farmy zbiorników, terminale i przełączanie.

 
 

Potrójny zawór offsetowy skonfigurowany do pracy w warunkach kriogenicznych, pozwala na temperaturę tak niską jak -420°F;jest używany w LNG, ciekłym wodorze i ciekłym tlenie, by wymienić tylko kilka.Wydłużone maski chronią uszczelnienie łodygi przed ekstremalnie niskimi temperaturami.

Konstrukcje pracujące w wyższych temperaturach, do 1500°F, wykorzystują solidny pierścień uszczelniający i pokrywę w celu rozproszenia ciepła przenoszonego do uszczelnienia i uruchamiania.Ta konstrukcja jest najczęściej stosowana w turbinach, aplikacjach z roztopioną solą i gorącym powietrzem.

 
 

RODZAJE POŁĄCZEŃ KOŃCOWYCH

Zawory motylkowe mają wiele opcji typów połączeń końcowych, w tym międzykołnierzowe (bezkołnierzowe), oczkowe, dwukołnierzowe i spawane doczołowo.Niektóre opcje umożliwiają łatwą konserwację, inne nadają się do obsługi w trybie ślepym zaułkiem, a niektóre projekty mają wpływ na zmniejszenie masy i kosztów w porównaniu ze sobą.

najnowsze wiadomości o firmie Przegląd zaworów motylkowych  5
  • Zawory międzykołnierzowe przeznaczone są do montażu między kołnierzami, o krótkim rozstawie w stosunku do średnicy rurociągu.Zawory te nie mogą być używane do pracy w trybie ślepym, co wymaga dodatkowych zaworów odcinających po wyłączeniu w celu konserwacji.Opcje waflowe są lżejsze i tańsze niż z końcówkami i często używane w zastosowaniach o niższym ciśnieniu.
  • Zawory lug są przeznaczone do przykręcania do jednego lub obu kołnierzy za pomocą elementów złącznych wkręcanych w występy ucha na korpusie zaworu, z krótkim wymiarem czołowym w stosunku do średnicy rurociągu.Zawory te mogą być również używane w ślepych zaułkach, w zależności od konstrukcji gniazda, ale mogą mieć obniżoną wartość znamionową i mogą być cięższe niż w wersji bezkołnierzowej.
  • Zawory z podwójnym kołnierzem są zaprojektowane z kołnierzami na obu końcach korpusu, aby przymocować zawór do współpracujących kołnierzy na rurze za pomocą śrub lub kołków i nakrętek.Mogą być używane w ślepej uliczce;jednak niektóre typy zaworów mogą mieć obniżone wartości znamionowe.
  • Zawory końcowe do spawania są zaprojektowane ze skosami (przygotowanie do spawania) na każdej powierzchni, aby dopasować grubość i skos na rurze.Dwa końce są dociśnięte do rurociągu i spawane, używane w zastosowaniach, w których demontaż nie jest powszechny lub istnieje obawa o potencjalną ścieżkę wycieku między śrubami kołnierza.

 

RODZAJE AUTOMATYKI

Wiele rodzajów siłowników może sterować charakterystyką otwierania i zamykania przepustnicy.Siłownik zapewnia moment obrotowy wymagany do prawidłowego otwierania i zamykania zaworu podczas pracy.Z zaworami motylkowymi współpracują następujące typy siłowników:

 
 
najnowsze wiadomości o firmie Przegląd zaworów motylkowych  6
  • Ręczna obsługa zaworu jest najprostszą formą uruchamiania.Wykorzystuje koło lub dźwignię do kontrolowania położenia trzpienia i tarczy.Napędy ręczne są również bardzo niedrogie i zwykle są używane z zaworami o mniejszych rozmiarach, które wymagają mniejszego momentu obrotowego.Są one szczególnie przydatne w zastosowaniach, w których nie ma zasilania umożliwiającego obsługę zaworu.Szybkość operatorów ręcznych jest nieco niska, więc nie byłyby one używane w aplikacjach odcinania awaryjnego.
  • Elektryczne siłowniki zaworów zawierają przekładnię, która może regulować prędkość silnika, zwiększając lub zmniejszając moment obrotowy.Siłowniki elektryczne są łatwe w utrzymaniu, stosunkowo proste w montażu i dość ciche podczas pracy.Położenie zaworu jest oparte na wejściowym sygnale napięciowym lub prądowym i może zawierać wyłączniki krańcowe, które zatrzymują siłownik, gdy jest całkowicie zamknięty lub całkowicie otwarty.Siłowniki elektryczne stosuje się tam, gdzie występuje stabilne zasilanie.
  • Siłowniki z zębatką i zębnikiem zawierają sprężyny w komorze, które działają od wlotu i wylotu sprężonego powietrza.Te typy siłowników pneumatycznych mogą być jedno- lub dwustronnego działania, mają zwartą konstrukcję, są stosunkowo niedrogie i lekkie.Mają szybsze czasy reakcji, co pozwala na ich wykorzystanie w usługach ograniczających przepustowość;potrzebują zewnętrznego źródła sprężonego powietrza.
  • Siłowniki z jarzmem szkockim mogą być zasilane sprężonym powietrzem lub płynem hydraulicznym.Składają się one z korby i tłoka w wydrążonym cylindrze.Nacisk jest przykładany z jednej strony, a wynikająca z tego siła przesuwa tłok liniowo, obracając trzpień i tarczę.Te siłowniki mogą być zaprojektowane z modułami w celu ułatwienia konserwacji poprzez usunięcie tylko jednej sekcji siłownika zamiast całego zespołu.Szkockie jarzmo jest większe i droższe niż zębatka i zębnik, ale moc wyjściowa wytwarza znacznie wyższy moment obrotowy w przypadku zaworów o większych rozmiarach.Szkockie jarzmo można również sparować z akcesoriami kontrolnymi do użytku w aplikacjach szybkiego działania lub miękkiego zamykania.
  • Hydrauliczne siłowniki zaworów wykorzystują siłę hydrauliczną dostarczaną przez płyn do sterowania położeniem dysku i trzpienia.Dostępne są w wersji pojedynczej lub podwójnej.Jednostronnego działania działa przy braku ciśnienia płynu, utrzymując zawór w pozycji zamkniętej;w miarę wzrostu ciśnienia płyn popycha tłok w kierunku zaworu, aby go otworzyć.Typ dwustronnego działania zawiera pompę hydrauliczną, która zmienia kierunek przepływu płynu w celu otwierania i zamykania zaworu.Te siłowniki są używane do bardzo dużych lub ciężkich zaworów, które wymagają dużego momentu obrotowego do działania;mogą być również używane z solenoidami w celu lepszej kontroli pozycji.

NORMY KONSTRUKCYJNE PRZEPUSTNIC

Zawory motylkowe mają wiele norm krajowych i międzynarodowych, które dyktują kryteria projektowe, takie jak grubość ścianki, długość zabudowy, schematy montażowe, wiercenie kołnierzy, emisje niezorganizowane i inne.Poniżej przedstawiono niektóre z typowych standardów dla wielu typów projektów zaworów motylkowych.

Wspólne standardy projektowania zaworów

 
 
najnowsze wiadomości o firmie Przegląd zaworów motylkowych  7

Zawory motylkowe oferują wyjątkową wartość w oparciu o ich wagę, wymiary i opłacalność.Zapewniają różnorodne opcje, od materiału gniazda, konstrukcji uszczelnienia oraz zakresu temperatur i ciśnień znamionowych.Zawory motylkowe oferują jeden z największych rynków zaworów za zaworami kulowymi i zasuwami.Nadal rozwijają się w oparciu o elastyczność automatyzacji, niższy moment obrotowy i lepszą wydajność emisji niezorganizowanych w porównaniu z zaworami liniowymi.