Mengapa Injap Terapung Kelas 300 DN50 Bocor pada 0.2 MPa

01 | Ujian yang Menyembunyikan Masalah

Sebuah injap bola terapung Kelas 300 DN50 injap lulus ujian badan dan ujian tempat duduk pada gandaan kadar yang ditetapkan, kemudian dibungkus, dihantar, dipasang, dan akhirnya menitis pada talian pemindahan yang beroperasi pada 0.2 MPa. Injap ini tidak cacat. Ia diuji pada tekanan yang tidak pernah akan dialaminya semasa operasi, dan mekanisme yang menjadi andalan bagi pengedapannya tidak beroperasi pada tekanan yang sebenarnya dialaminya.

Ujian hidro memberi beban berat pada tempat duduk lembut dan injap kedap dengan mudah. Pada 0.2 MPa, dudukan yang sama hampir tidak memberikan bantuan tekanan, dan segalanya bergantung pada pra-beban yang dibina semasa pemasangan. Tiada apa-apa dalam jujukan ujian biasa yang menyemak keadaan itu kecuali jika pembeli secara khusus memintanya.

Rajah 1. DN50 (2 inci) bola terapung Kelas 300 injap dalam badan WCB, dengan saiz, kelas dan bahan ditandakan pada tuangan badan. Bola dipegang hanya oleh dua cincin dudukan. Shanghai Xiazhao Injap .

02 | Nombor Tegasan Sentuh

Kebocoran dudukan merupakan masalah tegasan sentuh, bukan masalah tekanan. Daya tolak ialah tekanan beza didarabkan dengan luas lubang. Luas sentuh ialah lilitan dudukan didarabkan dengan lebar jalur sentuh. Bahagikan satu dengan yang lain dan lubang akan dipermudahkan menjadi satu hubungan tunggal.

sigma ≈ dP × D ÷ (4 × w) D = lubang dudukan (mm), w = jalur sentuh (mm), dP dalam MPa, sigma dalam MPa

Dengan jalur sentuh tipikal 3 mm, DN50 injap pada 0.2 MPa menghasilkan tekanan sentuh pelapik sekitar 0.8 MPa. Pada 5.1 MPa, iaitu kadar Kelas 300, pelapik yang sama mengalami tekanan sekitar 21 MPa. Sebuah DN25 pada 0.2 MPa mengalami tekanan sentuh sekitar 0.4 MPa. Berbanding pelapik RPTFE yang kekuatan mampatannya berada dalam puluhan megapascal, kes tekanan rendah hanya dikenakan beban beberapa peratus sahaja daripada keupayaan bahan tersebut. Sumbangan tekanan secara berkesan telah lenyap dan segel beroperasi semata-mata berdasarkan pra-beban.

Jadual 1. Tekanan sentuh pelapik secara anggaran, jalur sentuh 3 mm

Jadual ini juga menerangkan corak yang mengejutkan pembeli: semakin kecil injap , semakin buruk kelakuan pada tekanan rendah. Sebuah DN25 mempunyai tekanan sentuh kurang daripada separuh daripada DN50 pada beza tekanan yang sama, kerana daya tolak berkurang mengikut kuasa dua diameter lubang manakala lilitan sentuh hanya berkurang secara linear.

Dan ia menerangkan mengapa kelas tidak memberi kesan terhadap kegagalan ini. Menaikkan DN50 daripada Kelas 300 kepada Kelas 600 mengubah kadar, bukan tekanan sentuh pada 0.2 MPa. Jika saluran beroperasi pada 0.2 MPa, injap ialah 0.2 MPa injap apa sahaja yang dicetak pada badan.

03 | Mengapa Prabebanan Hilang Seiring Masa

Prabebanan ialah daya spring tersimpan, daripada geometri tempat duduk, mampatan elastomer atau spring khusus. Tiga mekanisme mengurangkannya, dan ketiganya tidak kelihatan di kilang.

Penetapan mampatan. Tempat duduk lembut mengalami ubah bentuk kekal di bawah beban, dan daya yang menyebabkan ubah bentuk itu lega. Sebuah injap yang tertutup sepenuhnya pada perbezaan tekanan maksimum selama setahun tiba di tugas tekanan rendah pertamanya dengan prabebanan lebih rendah berbanding ketika di atas meja ujian.

Kitaran suhu. Setiap kitaran dari suhu sekitar ke suhu saluran dan kembali melegakan sebahagian prabebanan, dan kehilangan ini terkumpul. Sebuah injap pada saluran yang memanas dan menyejuk setiap hari berbeza daripada sebuah injap setelah dua ratus kitaran.

Penutupan lama. Tempat duduk yang kekal tertekan terhadap bola yang tidak bergerak mengalami pengeseran (creep). Memecahkan segel dan memasang semula tempat duduk memulihkan sebahagian hubungan, justeru seorang operator yang menggerakkan katil injap dua kali sering melaporkan bahawa ia berhenti bocor, sekurang-kurangnya untuk sementara waktu.

Perkhidmatan gas menjadikan semua ini lebih teruk. Gas tidak mempunyai kesan penjanaan-diri yang berguna sehingga tekanan terbina, dan ia juga meresap ke dalam pelapik serta mengembang melaluinya semasa bergerak ke bawah. Injap terapung berpelapik lembut untuk gas tekanan rendah merupakan salah satu kes paling mencabar dalam sebarang katalog, namun ia kerap dinyatakan sebagai jika ia adalah air.

04 | Tiga Penyelesaian yang Berkesan

Meningkatkan pra-beban merupakan penyelesaian termurah. Pelapik dengan washer spring atau spring pelapik yang lebih berat mengekalkan tekanan sentuh di atas ambang pengedap pada beza tekanan rendah. Kosnya muncul di hujung lain julat: pra-beban yang lebih tinggi bermaksud geseran yang lebih tinggi dan tork yang lebih tinggi pada beza tekanan tinggi, dan pada injap beroperasi tuil DN50, ini boleh menjadi perbezaan antara tuil dan gear.

Mengubah prinsip tempat duduk adalah penyelesaian yang lebih kukuh. Tempat duduk bertenaga tekanan dengan piston berasingan menghasilkan pengedap pada kawasan berkesan yang kecil, jadi tekanan saluran yang sama menghasilkan tegasan sentuh yang jauh lebih tinggi. Komprominya ialah arah: tempat duduk piston biasanya mengedap dalam satu arah sahaja dan mesti dispesifikasikan mengikut orientasinya, manakala versi dwiarah biasanya lebih mahal. Bagi saluran tekanan rendah yang mesti menahan tekanan dalam kedua-dua arah, ini tetap sering merupakan jawapan yang betul.

Mengubah rekabentuk adalah penyelesaian jujur apabila tugas sebenarnya sukar. Pada DN50, badan jenis trunnion atau masukan dari atas dengan tempat duduk yang dimuatkan spring memberikan kelakuan tekanan rendah yang boleh diramalkan, dengan harga yang tidak dapat dicapai oleh tempat duduk terapung komoditi injap . Ini bernilai dilakukan pada saluran di mana kebocoran membawa akibat, tetapi sia-sia pada saluran di mana kebocoran tidak membawa akibat.

Yang tidak berkesan ialah menentukan saiz injap , kelas yang lebih tinggi atau jenama yang lebih mahal. Tiada satu pun daripada ini mengubah tegasan sentuh pada 0.2 MPa. Nilai ini ditetapkan oleh garis pusat, lebar jalur dan pra-beban.

05 | Apa yang Perlu Dimasukkan dalam Spesifikasi

Spesifikasi harus menghuraikan tekanan terendah di mana injap ia mesti kedap, bukan sahaja tekanan tertinggi yang mampu ditahan. Jadual 2 menukar aduan medan biasa kepada ayat yang sepatutnya terdapat dalam lembaran data.

Jadual 2. Gejala medan, punca, dan ayat spesifikasi yang mengelakkannya

Kriteria penerimaan adalah sama pentingnya dengan tekanan ujian. Tiada kebocoran bukanlah suatu spesifikasi; kelas kebocoran ialah spesifikasinya. ISO 5208 Kadar A bermaksud tiada kebocoran yang boleh dilihat secara visual, iaitu maksud biasa pembeli apabila menyebut 'tiada kebocoran'. Kadar B, C dan D membenarkan kebocoran yang semakin meningkat, berskala mengikut DN, dan injap berpangkin logam injap biasanya diterima berdasarkan kadar yang lebih tinggi berbanding injap berpangkin lembut. Menyatakan kadar, medium dan tekanan dalam dokumen mengelakkan perdebatan semasa penyerahan.

Lima baris, mengikut turutan:

• Beza tekanan operasi minimum di mana injap mesti kedap, dinyatakan sebagai nilai .
• Ujian pangkin pada tekanan tersebut, selain daripada ujian pangkin tekanan tinggi piawai.
• Penerimaan kebocoran mengikut kelas, iaitu ISO 5208 Kadar A hingga D, dengan medium ujian dinyatakan secara eksplisit.
• Bahan pangkin dan asas pra-beban, diminta daripada pengilang dan bukan diandaikan.
• Bilangan kitaran jangkaan dan tempoh penutupan, yang menentukan sama ada set mampatan menjadi isu rekabentuk.

Lampiran A | Aset Imej

Rajah 1 disisipkan dalam bahagian 01 pada resolusi yang dihantar. Fail yang dihantar berukuran 1440 x 960 piksel, yang mencukupi untuk imej web berukuran 15 cm tetapi perlu dieksport semula daripada foto asal untuk kegunaan cetak.

Lampiran B | Piawaian yang Dirujuk dan Nota Data

API 598. Injap Pemeriksaan dan Pengujian. Menetapkan keperluan ujian badan dan tempat duduk; tekanan ujian tempat duduk adalah gandaan daripada nilai kadar, justeru ia tidak mewakili perkhidmatan tekanan rendah.

ISO 5208. Industri injap – Pengujian tekanan injap logam. Kadar kebocoran A hingga D dinyatakan sebagai kebocoran maksimum yang dibenarkan setiap DN dan setiap unit masa, dan merupakan cara yang betul untuk menyatakan kriteria penerimaan.

API 608. Bola Logam Injap - Hujung Berflens, Berulir, dan Dilas. Merangkumi julat flens diameter kecil di mana reka bentuk terapung adalah piawai.

ASME B16.34. Injap - Hujung Berflens, Berulir, dan Dilas. Kelas 300 keluli karbon pada suhu 38 °C mempunyai tekanan kadar 51.0 bar, digunakan di sini hanya sebagai rujukan tekanan.