Hoekom 'n DN50-klas 300 dryfklep lek by 0,2 MPa

01 | Die toets wat die probleem verberg

'n DN50-klas 300 dryfbal klep slaag sy dop-toets en sy sitplek-toets by die gespesifiseerde veelvoud van die nominaalwaarde, word verpak, versend, geïnstalleer en begin dan lek op 'n oordraglyn wat by 0,2 MPa werk. Die klep is nie defektief nie. Dit is getoets teen 'n druk wat dit nooit in bedryf sal ervaar nie, en die meganisme waarop dit vir sealing staatmaak, werk nie by die druk wat dit wel ervaar nie.

Die waterdruktoets belas 'n sagte sitplek swaar en die klep seël maklik. By 0,2 MPa dra dieselfde sitplek amper geen drukondersteuning nie, en alles hang af van die voorbelasting wat tydens montasie ingebou is. Niets in ’n normale toetssiklus toets hierdie toestand nie, tensy die koper dit spesifiek vra nie.

Figuur 1. DN50 (2 duim) Klasse 300 dryfbal klep in WCB-liggaam, met die grootte, klasse en materiaal wat op die liggaamgietstuk gemerk is. Die bal word slegs deur die twee sitringe vasgehou. Shanghai Xiazhao Klep .

02 | Die Kontakspanningsgetal

Sitpleklekkasie is ’n kontakspanningsprobleem, nie ’n drukprobleem nie. Stootkrag is verskil in druk vermenigvuldig met boorgedeelte-oppervlakte. Kontakoppervlakte is sitsirkelomtrek vermenigvuldig met die wydte van die kontakband. Deel die een deur die ander en die boor kanselleer uit na ’n enkele verwantskap.

sigma ≈ dP × D ÷ (4 × w) D = sitsboor (mm), w = kontakband (mm), dP in MPa, sigma in MPa

Met ’n tipiese 3 mm kontakband, ’n DN50 klep by 0,2 MPa ontwikkel dit ongeveer 0,8 MPa van setelkontakspanning. By 5,1 MPa, die Klasse 300-gradering, ervaar dieselfde setel ongeveer 21 MPa. ’n DN25 by 0,2 MPa lê naby 0,4 MPa. Teen ’n RPTFE-setel waarvan die saamdruksterkte in die tiene megapaskal is, word die lae-drukgeval belas met slegs ’n paar persent van wat die materiaal kan dra. Die drukbydrae het effektief verdwyn en die verbinding werk slegs op voorbelasting.

Tabel 1. Indikatiewe setelkontakspanning, 3 mm kontakband

Die tabel verduidelik ook ’n patroon wat kopers verras: hoe kleiner die klep , hoe swakker die gedrag by lae druk. ’n DN25 het minder as die helfte van die kontakspanning van ’n DN50 by dieselfde drukverskil, omdat die stoot met die vierkant van die boring afneem terwyl die kontakomtrek slegs lineêr afneem.

En dit verduidelik hoekom die klasse geen invloed op hierdie mislukking het nie. Om ’n DN50 van Klasse 300 na Klasse 600 te verhoog, verander die gradering, nie die kontakspanning by 0,2 MPa nie. As die lyn by 0,2 MPa werk, is die klep ’n 0,2 MPa klep wat ook al op die liggaam gestamp is.

03 | Hoekom die voorbelasting met tyd verdwyn

Voorbelasting is 'n gestoorde veerkrag, vanaf die sitplekgeometrie, die elastomeerverdringing of 'n uitdruklike veer. Drie meganismes verbruik dit, en al drie is onsigbaar by die vervaardigingsaanleg.

Verdringstelling. 'n Sagte sitplek ondergaan 'n permanente vervorming onder las, en die krag wat daardie vervorming veroorsaak het, ontspan. 'n klep wat 'n jaar lank toe met volle drukverskil gebly het, kom by sy eerste lae-druktaak met minder voorbelasting as wat dit op die toetsbank gehad het.

Termiese siklusse. Elke siklus van omgewings- na lyn temperatuur en terug ontspan 'n fraksie van die voorbelasting, en die verlies versamel. 'n klep op 'n lyn wat daagliks verhit en afkoel, is 'n ander klep na tweehonderd siklusse.

Langdurige afsluiting. 'n Sitplek wat teen 'n beweginglose bal gedruk bly, kruip. Die verbreking van die seal en herplaasing daarvan herstel sommige kontak, wat hoekom 'n bediener wat 'n lekende klep twee keer beweeg dikwels rapporteer dat dit ophou lek, ten minste vir 'n rukkie.

Gasdiens maak al hierdie gevalle erger. 'n Gas het geen nuttige self-energieserende effek nie totdat druk opgebou het, en dit deurdring ook die sitplek en ontspan deur dit tydens afdruk. 'n Sag-gesit dryfklep vir lae-druk gas is een van die moeilikste gevalle in enige katalogus, en word gewoonlik gespesifiseer asof dit water is.

04 | Drie Oplossings wat Werk

Verhoging van voorbelasting is die goedkoopste oplossing. 'n Sitplek met 'n veerwasgoed of 'n swaarder sitplekveer handhaaf kontakspanning bo die versegelingsdrempel by lae differensiële druk. Die koste kom egter aan die ander ent van die reeks na vore: meer voorbelasting beteken meer wrywing en meer wringkrag by hoë differensiële druk, en by 'n hefboom-bediende DN50 kan dit die verskil wees tussen 'n hefboom en 'n ratstelsel.

Die verandering van die sitplek-beginsel is die meer robuuste oplossing. 'n Druk-geassisteerde sitplek met 'n afsonderlike suier wat op 'n klein effektiewe area seël, veroorsaak dus baie hoër kontakspanning by dieselfde lyn-druk. Die kompromis is rigtinggewysheid: 'n Suier-sitplek seël gewoonlik in een rigting en moet met sy oriëntasie gespesifiseer word, terwyl 'n tweerigting-weergawe gewoonlik duurder is. Vir 'n lae-druklyn wat in beide rigtings moet vashou, is dit steeds dikwels die regte oplossing.

Die verandering van die ontwerp is die eerlike oplossing wanneer die werklike las werklik moeilik is. By DN50 gee 'n trunnion- of bokant-toegang-liggaam met 'n veer-gelaai sitplek voorspelbare lae-drukgedrag teen 'n prys wat 'n algemene dryf klep nie kan bereik nie. Dit is dit werd op 'n lyn waar lekkasie gevolge het, en verspil op 'n lyn waar dit nie so is nie.

Wat nie werk nie, is om 'n kleiner klep , 'n hoër klas of 'n duurder merk te spesifiseer. Geen van hierdie verander die kontakspanning by 0,2 MPa nie. Die getal word bepaal deur die boring, bandwydte en voorbelasting.

05 | Wat om in die spesifikasie te plaas

Die spesifikasie moet die laagste druk waarbinne die klep moet seël beskryf, nie net die hoogste druk wat dit moet oorleef nie. Tabel 2 vertaal die gewone velddie-probleem na die lyn wat op die datablad behoort te wees.

Tabel 2. Veldsimptoom, oorsaak en die spesifikasielyn wat dit voorkom

Die aanvaardingkriterium tel net soveel as die toetsdruk. Geen lekkasie is nie 'n spesifikasie nie; lekkasieklass is dit. ISO 5208 Tempo A beteken geen visueel waarneembare lekkasie nie, wat gewoonlik is wat kopers met 'n nul bedoel. Tempo B, C en D laat progressief meer toe, geskaal volgens DN, en 'n metaal-geset een word gewoonlik teen 'n hoër tempo as 'n sagte-geset een aanvaar. klep word normaalweg teen 'n hoër tempo as 'n sagte-geset een aanvaar. Deur die tempo, die medium en die druk te spesifiseer, word die argument tydens inwerkingstelling vermy.

Vyf lyne, in volgorde:

• Minimum werklike verskil-druk waarby die klep moet verseël, aangegee as 'n waarde .
• Seteltoets teen daardie druk, bo en behalwe die standaard hoë-druk seteltoets.
• Lekkasie-aanvaarding volgens klas, ISO 5208 Tempo A tot D, met die toetsmedium genoem.
• Setelmateriaal en voorbelastingbasis, gevra van die vervaardiger eerder as om dit te aanvaar.
• Verwagte sikeltelling en afsluitduur, wat besluit of kompressieverlies 'n ontwerpkwessie is.

Bylaag A | Beeldbates

Figuur 1 is ingebed in afdeling 01 teen sy afleweringresolusie. Die afgelewerde lêer is 1440 x 960 px, wat geskik is vir ’n 15 cm-webbeeld, maar moet vir drukgebruik weer uit die oorspronklike foto geëksporteer word.

Bylaag B | Verwysingsstandaarde en Datanotasies

API 598. Klep Inspeksie en toetsing. Definieer dop- en sitplektoetsvereistes; die sitplektoetsdruk is ’n veelvoud van die gradering, wat die rede is hoekom dit nie laedrukdiens verteenwoordig nie.

ISO 5208. Industrieel kleppe – Druktoetsing van metaalafsluiters. Lekkasietempo’s A tot D word uitgedruk as toelaatbare lekkasie per DN en per eenheidstyd, en is die korrekte manier om ’n aanvaardingskriterium te stel.

API 608. Metaalbal Kleppe - Flans-, draad- en lasuiteindes. Dek die kleinboorflansreeks waar drywend ontwerpe standaard is.

ASME B16.34. Kleppe - Flans-, draad- en lasuiteinde. Klasse 300 koolstofstaalwaardering by 38 °C is 51,0 bar, wat hier slegs as verwysingsdruk gebruik word.