Bakit Lumalabas ang Tubig sa DN50 Class 300 Floating Valve sa 0.2 MPa

01 | Ang Pagsusulit na Nakatago ang Problema

Isang DN50 Class 300 floating ball balbula ay pumapasa sa kanyang shell test at seat test sa itinakdang maramihan ng rating, kinukumpuni, isinisisip, inilalagay, at pagkatapos ay dumudulot ng maliit na pagtagas sa isang transfer line na tumatakbo sa 0.2 MPa. Ang valve ay hindi depekto. Ito ay sinubukan sa isang presyon na hindi ito makikita sa aktwal na operasyon, at ang mekanismo na ginagamit nito para sa sealing ay hindi gumagana sa presyon na talagang nararanasan nito.

Ang hydro test ay nagbabarga nang husto sa isang soft seat at ang balbula madaling isinasara. Sa 0.2 MPa, ang parehong upuan ay halos walang pressure assist, at ang lahat ay nakasalalay sa preload na inilagay noong pagsasama-sama. Walang anumang bahagi ng karaniwang test sequence ang sinusuri ang kondisyong iyon maliban kung ang bumibili ang mismong humihingi nito nang tiyak.

Figura 1. DN50 (2 pulgada) Class 300 floating ball balbula sa WCB body, na may nakamarkang sukat, klase, at materyales sa katawan ng casting. Ang bola ay hinahawakan lamang ng dalawang seat rings. Shanghai Xiazhao Balbula .

02 | Ang Contact Stress Number

Ang seat leakage ay isang problema sa contact stress, hindi sa pressure. Ang thrust ay ang differential pressure na pinarami sa bore area. Ang contact area naman ay ang seat circumference na pinarami sa lapad ng contact band. Kapag hinati ang isa sa kabila, ang bore ay kakanselahin, na magreresulta sa isang solong relasyon.

sigma approx. dP x D / (4 x w) D = seat bore (mm), w = contact band (mm), dP sa MPa, sigma sa MPa

Kasama ang karaniwang 3 mm na contact band, isang DN50 balbula at 0.2 MPa ay nagpapalawak ng humigit-kumulang 0.8 MPa na seat contact stress. Sa 5.1 MPa, ang Class 300 rating, ang parehong seat ay nakakaranas ng humigit-kumulang 21 MPa. Ang isang DN25 sa 0.2 MPa ay nasa paligid ng 0.4 MPa. Laban sa isang RPTFE seat na may compressive strength na nasa sampu-sampung megapascal, ang mababang presyon na kaso ay naka-load sa ilang porsyento lamang ng kapasidad ng materyal. Ang kontribusyon ng presyon ay epektibong nawala at ang seal ay gumagana gamit ang preload lamang.

Talaan 1. Iminumungkahi ang seat contact stress, 3 mm na contact band

Ang talaan ay nagpapaliwanag din ng isang pattern na nagpapagulat sa mga bumibili: mas maliit ang balbula , mas mahina ang pagganap sa mababang presyon. Ang isang DN25 ay may mas kaunti kaysa kalahati ng contact stress ng isang DN50 sa parehong differential, dahil ang thrust ay bumababa sa kwadrado ng bore samantalang ang contact circumference ay bumababa lamang nang linyar.

At ipinapaliwanag nito kung bakit walang epekto ang class sa kabiguan na ito. Ang pagtaas ng DN50 mula sa Class 300 patungo sa Class 600 ay nagbabago ng rating, hindi ng contact stress sa 0.2 MPa. Kung ang linya ay tumatakbo sa 0.2 MPa, ang balbula ay isang 0.2 MPa balbula anumang nakapreso sa katawan.

03 | Bakit nawawala ang Preload sa Paglipas ng Panahon

Ang Preload ay isang nakaimbak na pwersa ng spring, mula sa geometry ng upuan, sa pag-compress ng elastomer o sa isang tiyak na spring. Tatlong mekanismo ang kumukonsumo nito, at ang lahat ng tatlo ay hindi nakikita sa pabrika.

Compression set. Ang malambot na upuan ay sumasailalim sa permanenteng depekto habang nasa load, at ang pwersa na nagdulot ng depektong iyon ay nawawalan ng tensyon. Isang balbula na nakasara nang buo sa buong differential nang isang taon ay dumadating sa unang gawain nito sa mababang presyon na may mas kaunting preload kaysa sa nasa test bench.

Thermal cycling. Bawat siklo mula sa ambient hanggang sa temperatura ng linya at pabalik ay nagpapalaya ng bahagyang bahagi ng preload, at ang nawawala ay nagkakalat. Isang balbula sa isang linya na mainit at lumalamig araw-araw ay iba ang balbula pagkatapos ng dalawang daang siklo.

Matagal na pagkakasara. Ang isang upuan na nananatiling nakapindot sa isang hindi gumagalaw na bola ay unti-unting lumilipat (creeps). Ang pagputol sa seal at ang muling pag-upo nito ay nagrere-restore ng ilang kontak, kaya naman ang isang operator na inuusisa ang isang balbula nang dalawang beses ay madalas na nagsasabi na tumigil na ito sa pagbubuhos, kahit pansamantala lamang.

Ang serbisyo ng gas ay nagpapalala sa bawat isa sa mga ito. Ang isang gas ay walang kapaki-pakinabang na epekto ng pagpapagana sa sarili hanggang sa umabot ang presyon, at pumapasok din ito sa upuan at nababawasan ang presyon nito habang bumababa. Ang isang floating valve na may malambot na upuan para sa mababang presyon ng gas ay isa sa pinakamahirap na kaso sa anumang katalogo, at karaniwang tinutukoy ito nang parang tubig lamang.

04 | Tatlong Solusyon na Gumagana

Ang pagtaas ng preload ay ang pinakamura na solusyon. Ang isang upuan na may spring washer o mas mabigat na seat spring ay panatilihin ang contact stress sa itaas ng threshold ng pagse-seal sa mababang differential. Ang gastos ay lumilitaw sa kabilang dulo ng saklaw: ang mas mataas na preload ay nangangahulugan ng mas maraming friction at mas maraming torque sa mataas na differential, at sa isang lever-operated DN50, maaaring iyan ang pagkakaiba sa pagitan ng isang lever at isang gear.

Ang pagbabago sa prinsipyo ng upuan ang mas matibay na solusyon. Ang isang upuan na may tulong na presyon na may hiwalay na piston na nagseseguro sa isang maliit na epektibong lugar ay nagdudulot ng malaking stress sa kontak sa parehong presyon ng linya. Ang kompromiso ay ang direksyonalidad: karaniwang nagseseguro ang isang upuan na may piston sa iisang direksyon at kailangang tukuyin kasama ang oryentasyon nito, habang ang bersyon na may dalawang direksyon ay karaniwang mas mahal. Para sa isang linya na may mababang presyon na kailangang magpanatili ng seguradong pagtigil sa parehong direksyon, ito pa rin ang karaniwang tamang sagot.

Ang pagbabago sa disenyo ang tunay na solusyon kapag talagang mahirap ang gawain. Sa DN50, ang katawan na may trunnion o top-entry na may upuan na may spring-loaded ay nagbibigay ng maasahan at mababang pag-uugali sa presyon, sa isang presyo na hindi kayang abutin ng karaniwang floating balbula na produkto. Sulit ito sa isang linya kung saan ang pagtagas ay may konsekwensiya, at sayang naman kung wala itong konsekwensiya sa linya.

Ang hindi gumagana ay ang pagtukoy ng mas maliit na balbula , mas mataas na klase, o mas mahal na brand. Walang isa sa mga ito ang nagbabago sa stress ng kontak sa 0.2 MPa. Ang numerong ito ay nakatakda ng diameter ng butas, lapad ng band, at preload.

05 | Ano ang Ilalagay sa Spesipikasyon

Ang spesipikasyon ay dapat maglalarawan ng pinakamababang presyon kung saan ang balbula kailangang mag-seal, hindi lamang ng pinakamataas na presyon na kailangang ito’y tiisin. Ang Talahanayan 2 ay nagpapakita ng karaniwang reklamo mula sa field at inililipat ito sa linya na dapat sana ay nasa technical datasheet.

Talahanayan 2. Sintomas sa field, sanhi, at ang linyang may spesipikasyon na nakakaiwas dito

Ang kahalagahan ng pamantayan sa pagtanggap ay katumbas ng kahalagahan ng presyon sa pagsusuri. Ang 'zero leakage' ay hindi isang teknikal na tukoy; ang mga klase ng leakage ang tukoy. Ang ISO 5208 Rate A ay nangangahulugan ng walang nakikitang leakage, na kung ano ang karaniwang ibig sabihin ng mga bumibili kapag sinabi nila 'zero'. Ang Rate B, C, at D ay nagpapahintulot ng mas malaking leakage nang paunlaran, na nakabase sa DN, at ang isang metal-seated balbula ay karaniwang tinatanggap laban sa isang mas mataas na rate kaysa sa isang soft-seated. Ang pagsulat ng rate, ng daluyan, at ng presyon ay nag-aalis ng anumang debate sa panahon ng commissioning.

Lima (5) na linya, ayon sa pagkakasunod-sunod:

• Pinakamababang operasyonal na differential pressure kung saan kailangang mag-seal ang valve, na ipinahahayag bilang isang halaga .
• Pagsusuri sa seat sa presyon na iyon, bukod sa karaniwang mataas-na-presyon na pagsusuri sa seat.
• Pagtanggap sa leakage batay sa klase—ISO 5208 Rate A hanggang D—kasama ang pangalan ng daluyan sa pagsusuri.
• Materyales ng seat at batayan ng preload, na hinihiling mula sa tagagawa imbes na ipinapalagay.
• Inaasahang bilang ng cycles at tagal ng shut-in, na nagdedesisyon kung ang compression set ay isang isyu sa disenyo.

Apéndiks A | Larawang Asset

Ang Larawan 1 ay nakapaloob sa Seksyon 01 sa orihinal na resolusyon nito. Ang naibigay na file ay 1440 x 960 px, na sapat para sa isang larawan sa web na may sukat na 15 cm, ngunit dapat i-re-export mula sa orihinal na litrato para sa paggamit sa print.

Apéndiks B | Mga Pamantayan na Tinutukoy at mga Tala sa Datos

API 598. Balbula Pagsusuri at Pagsubok. Nagtatakda ng mga kinakailangan para sa pagsusuri ng shell at seat; ang presyon ng pagsusuri sa seat ay isang multiple ng rating, kaya hindi ito kumakatawan sa serbisyo ng mababang presyon.

ISO 5208. Pang-industriya mga balbula - Pagsubok ng presyon sa mga metalikong valve. Ang mga rate ng leakage A hanggang D ay ipinapahayag bilang pinapayagang leakage bawat DN at bawat yunit ng oras, at ito ang tamang paraan upang ipahayag ang isang kriteya ng pag-aproba.

API 608. Metal na Ball Mga balbula - May Flange, May Thread, at May Welding na Dulo. Sakop nito ang maliit na sukat ng flanged na hanay kung saan ang mga floating na disenyo ang karaniwang ginagamit.

ASME B16.34. Mga balbula - May Flange, May Thread, at May Welding na Dulo. Ang Class 300 na carbon steel rating sa 38 C ay 51.0 bar, na ginagamit dito bilang sangguniang presyon lamang.