Źle zrozumiany zawór kontrolny

Zbyt często ten zawór jest niesprawiedliwie obwiniany, gdy wystąpią problemy, ale prawdziwym winowajcą jest jego zastosowanie w niewłaściwych aplikacjach.

Zawory kontrolne mogą być najbardziej niezrozumianym zaworami, jakie kiedykolwiek wymyślono. Jeśli wspomniałeś o zaworach kontrolnych dla większości personelu roślin, typowa odpowiedź brzmi: „nie działają”. W rzeczywistości personel ten mógł wyciągnąć elementy wewnętrzne lub skłaniać system, aby uniknąć użycia zaworów kontrolnych. Innymi słowy, zawory te mogą być obecnie najmniej popularnym zaworem używanym.

W tym artykule zbadano podstawy zaworów kontrolnych, jak one działają, jakie są typy, jak je wybrać i zainstalować, jak rozwiązać ich problemy i dlaczego nie zawsze są przyczyną problemu.

Mówiąc najprościej, zawór zwrotny umożliwia przepływ w jednym kierunku i automatycznie zapobiega przepływowi wsteczne (przepływ odwrotny), gdy płyn w linii odwraca kierunek. Są jednym z niewielu zautomatyzowanych zaworów -, które nie wymagają pomocy w celu otwierania i zamykania. Podczas gdy niektóre mogą być wyposażone w zewnętrznie obciążone i tłumione urządzenia w szczególne okoliczności, większość nie ma żadnej pomocy zewnętrznej, jak znaleziono z kontrolą/wyłączaniem lub innymi zaworami. W przeciwieństwie do innych zaworów nadal działają, nawet jeśli zakład rośliny traci powietrze, elektryczność lub ciśnienie hydrauliczne lub istota ludzka, która może je ręcznie jeździć.

Podobnie jak w przypadku innych rodzajów zaworów, zawory kontrolne znajdują się w pełnym zakresie rozmiarów, materiałów i połączeń końcowych. Rozmiary linii wahają się od 1/8 cala lub mniejsze do 50 cali i większe. Są wykonane z brązu, żeliwa, tworzywa sztucznego, stali węglowej, różnych gatunków stali nierdzewnej i stopów, takich jak Hastelloy, Inconel, Monel i Titanium. Połączenia końcowe obejmują gwintowane, spoiny gniazda, spoinę na tyłek, kołnierz, rowkowane, waflowe i wkładki.

Zawory kontrolne znajdują się wszędzie, w tym w domu. Jeśli masz pompę miski w piwnicy, zawór zwrotny prawdopodobnie znajduje się w linii rozładunku pompy. Poza domem znajdują się w branżach takich jak odsalanie, woda i odpady, chemikalia, żywność i napoje, geotermalne, wydobywcze, olejowe i gazowe, zasilanie, miazga i papier, rafinacja i wiele innych.

Źle zrozumiany zawór kontrolny

Podobnie jak inne zawory, zawory kontrolne są używane z różnorodnymi pożywkami: ciecze, powietrze, inne gazy, pary, kondensat, aw niektórych przypadkach ciecze z cząstkami lub zawiesinami. Zastosowania obejmują rozładowanie pompy i sprężarki, linie nagłówkowe, wyłączniki próżniowe, non - ulga ciśnieniowe, linie pary, linie kondensatu, chemiczne pompy zasilające, wieże chłodzące, stojaki ładujące, linie oczyszczania azotu, kotły, systemy HVAC, narzędzia, narzędzia, pompy ciśnieniowe, pompy miski miski, pral - stacje.

Jak działają

Zawory kontrolne są wrażliwe na przepływ i polegają na ciśnieniu linii i przepływu, aby otworzyć i zamykać. Dysk wewnętrzny umożliwia przepływ do przodu, który otwiera zawór. Dysk zaczyna zamykać zawór, gdy przepływ do przodu maleje lub jest odwrócony, w zależności od projektu. Funkcją lub celem zaworu kontrolnego jest zapobieganie odwrotnym przepływowi. Konstrukcja jest zwykle prosta z tylko kilkoma komponentami, takimi jak ciało, siedzenie, dysk i osłonę. W zależności od projektu mogą istnieć inne przedmioty, takie jak łodyga, szpilka zawiasowa, ramię dysku, sprężyna, piłka, elastomery i łożyska.

Wewnętrzne uszczelnienie dysku i siedzenia zastawnego opiera się na „odwrotnej” ciśnieniu linii w przeciwieństwie do siły mechanicznej stosowanej dla zaworów sterujących/wyłączania. Z tego powodu dopuszczalne szybkości wycieku siedzenia są większe dla zaworów kontrolnych niż w przypadku zaworów sterujących ON/OFF. MSS SP - 61 „Testowanie ciśnieniowe zaworów stalowych”, opublikowane przez Producent Standaryzację Towarzystwa, jest jednym standardem stosowanym przez producentów do przeprowadzania testów zamknięcia siedziska i powłoki dla zaworów kontrolnych (a także innych zaworów). Czynniki wpływające na wyciek zaworu kontrolnego obejmują ciśnienie odwrotne, media i z tego, z czego wykonany jest materiał siedzący (taki jak metal lub elastomer). Powierzchnie siedzeń metalowych i PTFE na ogół pozwalają na wyciek, podczas gdy elastomery, takie jak Buna - N i Viton, zapewniają odcięcie bąbelków (zero wycieku).

Z tego powodu należy rozważyć elastomery dla mediów powietrznych/gazowych i niskiego - uszczelnienie ciśnienia. Ważnymi rozważaniami przy użyciu elastomerów dla takich zaworów są temperatura usługi i kompatybilność elastomeru z mediami.

Jaki jest idealny zawór zwrotny?

Niezależnie od typu lub stylu zaworu, najdłuższa bezpłatna usługa - będzie pochodzić z zaworów do aplikacji, niekoniecznie wielkości linii. Idealnie, dysk jest stabilny w stosunku do wewnętrznego przystanku w pozycji otwartej podczas przepływu lub w pełni zamkniętym, gdy nie ma przepływu lub sprawdzania. Po spełnieniu tych warunków nie wystąpi żaden gadanie dysku, zapobiegając w ten sposób przedwczesnej awarii zastawki. Niestety, większość zaworów kontrolnych jest wybierana w taki sam sposób, jak wybierane są zawory sterujące/wyłączane, według wielkości linii i pragnienia największego dostępnego CV. Ignoruje to fakt, że w przeciwieństwie do zaworów kontrolnych/wyłączania, które mają uruchomienie (ręczne, pneumatyczne, hydrauliczne lub elektroniczne), tylko warunki przepływu określają wewnętrzną wydajność zaworu kontrolnego.

Wewnętrzne zawory kontrolne są wrażliwe na przepływ, w przeciwieństwie do zaworów sterujących/wyłączania. Jeśli nie ma wystarczającego przepływu i ciśnienia, aby w pełni otworzyć zawór kontrolny, w zaworze występuje gadanie. Powoduje to przedwczesne zużycie, potencjał awarii i wyższy spadek ciśnienia niż obliczony.

Ilekroć metalowa część ociera się o inną metalową część, wynikiem jest zużycie. To prowadzi do ostatecznego awarii samego komponentu. Awaria komponentu może spowodować, że zawór nie wykonuje jego funkcji, co w przypadku zaworu kontrolnego ma zapobiec odwrotnemu przepływowi. W skrajnych przypadkach awaria może doprowadzić do ujścia komponentu (ów), powodując awarię lub niewykonalność innych zaworów lub sprzętu w linii.

Zazwyczaj spadek ciśnienia jest obliczany na podstawie zaworu kontrolnego w 100% otwartych, jak w przypadku zaworów sterujących ON/OFF. Jeśli jednak przepływ nie jest wystarczający do osiągnięcia pełnej otwartych, a zawór kontrolny jest tylko częściowo otwarty, spadek ciśnienia będzie wyższy niż obliczenie. Wynika to z efektywnego CV zaworu jest mniejszy niż maksimum, gdy zawór zwrotny jest częściowo otwarty. W tej sytuacji duża ocena CV faktycznie staje się szkodliwa dla zaworu kontrolnego (w przeciwieństwie do zaworów sterujących/wyłączania). Powoduje to gadanie dysku i ostateczną porażkę. Tak nie jest w przypadku niektórych innych zaworów. Na przykład z zaworem bramkowym, który jest w pełni otwarty, klin jest poza ścieżką przepływu. Dlatego przepływ przez zawór nie wpływa na wydajność klina, niezależnie od tego, czy przepływ ten jest niski, średni lub wysoki.

Dostępne są różne rodzaje zaworów kontrolnych. Niektóre z bardziej popularnych typów są zawarte poniżej. Wszystkie te można użyć do czystych mediów. Podobnie jak w przypadku innych rodzajów zaworów, specjalne zawory kontrolne można znaleźć w przypadku unikalnych aplikacji. Chociaż żaden rodzaj zaworu nie jest dobry dla wszystkich aplikacji, każda z nich ma swoje zalety.

Poświęcenie czasu na skontaktowanie się z producentem, aby pomóc w selekcji, może pomóc Ci znaleźć najlepsze dopasowanie. Jest to szczególnie prawdziwe, jeśli masz problemy z dowolnym rodzajem zaworu kontrolnego obecnie zainstalowanego.

Zawór zwrotny

Kontrola huśtawki to prosty projekt przy użyciu dysku przymocowanego do ramienia, który jest zawiasowy na górze zaworu (w pozycji 12). Odwrotny przepływ i grawitacja pomagają zaworowi w zamknięciu. Kontrole huśtawki mogą być używane dla większości mediów i ogólnie zapewniają dobrą pojemność przepływu. Powinny być instalowane tylko w poziomej pozycji przepływu. Wynika to z faktu, że nie będą działać prawidłowo w pionowych pozycjach przepływu. Nie mają również większego szczeliny w zastosowaniach o niskim ciśnieniu. Te zawory kontrolne wahają się od ½ cala i mniejsze do 50 cali i większe, i są dostępne z gwintowanymi, spoiny gniazd, kołnierz lub połączenia końcowe. Kontrole huśtawki są zazwyczaj łatwe do sprawdzania i utrzymania. W większości przypadków naprawy można wykonać za pomocą zaworu w linii. Ze względu na ich konstrukcję kontrole huśtawki nie są szybkie - zawory zamykające ze względu na odległość podróży od pełnego otwarcia do zamknięcia. Oznacza to, że są one bardzo podatne na problemy z młotkiem wodnym. Większość zaworów kontroli huśtawki spełnia ANSI B16.10 Face - do - Wymiary twarzy i pozwoli na pigowanie linii. Istnieje różnica kontroli huśtawki o nazwie kontrola krążka przechylającego. Jednak ta wersja nie pozwala na pigowanie linii.

Kontrola tłoka/poppeta

Zawory kontrolne w stylu tłoka lub poppetu są dostępne jako wbudowane, pochylone (wzorzec y -) lub konwencjonalne (90 stopni T - wzorzec). Wszystkie typy są uważane za cichy styl zaworu sprawdzania, który zapobiega młotkowi wodnemu i odwrotnym przepływowi. Robi to za pomocą płyty wspomaganej Spring - w linii z przepływem, który ma krótką odległość podróży, co skutkuje szybkim zaworem zamykającym -. Gdy prędkość do przodu zaczyna zwalniać, Spring Assist zaczyna zamykać płytę. Zanim prędkość do przodu osiągnie zero, dysk zaworu jest zamknięty w stosunku do siedzenia przed wystąpieniem przepływu do tyłu, zapobiegając wzrostom ciśnienia w linii, a tym samym zapobiegając młotowi wodnemu. Większość projektów można zainstalować w dowolnej pozycji, w tym przepływ w dół, jeśli zainstalowana zostanie odpowiednia sprężyna. Zawory kontrolne tłoka/poppetu są dostępne od 1/4 cala do 24 cali i większych. Wybrana konstrukcja ciała określi spadek ciśnienia; Projekty inline zapewnią najlepszą wydajność przepływu. Dostępne są zawory kontrolne tłoka/poppetu z wieloma różnymi połączeniami końcowymi, w tym gwintowanymi, kołnierzowymi, spawalnymi itp. Dostępne są specjalne połączenia końcowe, ale należy skonsultować się z producentem zaworów kontrolnych. Niektóre z tych zaworów kontrolnych można sprawdzić i naprawić w kolejce. Idealnie, ten styl zaworu kontrolnego powinien być używany wyłącznie do usługi czystych mediów bez cząstek stałych.

Kontrola wkładki kołnierza

Zawory kontrolne wkładki kołnierza to wyjątkowo kompaktowy zawór kontrolny stylu - dla rurociągów kołowych. Są one powszechnie używane w linii - i różnią się od ½ cala do 20 cali. Ten styl jest również uważany za rodzaj cichej kontroli, która pomaga zapobiegać młotowi wodnemu. W związku z tym będą mieli wewnętrzną sprężynę, która pomaga w zamknięciu zaworu. Kontrola wkładki kołnierza i jego kompaktowa konstrukcja pozwalają na dodanie do istniejącego systemu z wymaganą minimalną zmianą rur.

Czek z przewodnikiem w centrum

Centralne zawory kontrolne to inny rodzaj cichego zaworu kontrolnego. Są one również zaprojektowane, aby zapobiec młotowi wodnemu, a także odwrotnego przepływu. Ten styl jest podobny do tłoka/poppet. W przypadku specyfikacji należy również do MSS SP125 i 126. Są one dostępne w stylach kołnierzowych o rozmiarach od 2 do 24 cali, a czasem większych. Podobnie ten styl najlepiej nadaje się do czystych mediów bez cząstek stałych.

Kontrole piłki

Zawory kontroli kulowej używają kuli wewnątrz ciała, aby kontrolować ruch przepływu. Ten styl jest również uważany za rodzaj cichej kontroli. Piłka jest swobodna do obracania się, co powoduje równe zużycie i wycieranie akcji między piłką a siedzeniem.

Ta funkcja sprawia, że ​​kontrole piłek przydatne dla lepkich mediów. Kontrole piłki zwykle występują w mniejszych rozmiarach 2 cali i mniej. Niektóre projekty obejmują sprężynę, która pomaga w zamknięciu i do użytku w 90 - stylach instalowanych w liniach pionowych. W zależności od konstrukcji ciała spadki ciśnienia z typami piłek mogą być wyższe niż w przypadku innych rodzajów zaworów kontrolnych. Kontrole piłki są dostępne w różnych połączeniach końcowych, w tym gwintowanej i spoiny gniazda. Niektóre projekty ciała pozwalają na naprawę/kontrolę w linii.

Wybór

Wśród wielu czynników, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze zaworu kontrolnego, jest kompatybilność materiału ze średnim, oceną ciśnienia zaworu (ANSI), wielkości linii, danymi zastosowań (przepływ, warunki projektowania/pracy), instalacja (poziome, przepływ lub w dół), końcowe, wymiary koperty (zwłaszcza, w przypadku zastąpienia istniejącego zaworu, aby uniknąć modyfikacji rur).

Istnieje wiele różnych wzorów zaworów kontrolnych, przy czym najstarsze i najczęstsze jest kontrola huśtawki.

Rozwiązywanie problemów

Podczas wymiany zaworu kontrolnego pomaga zadawać następujące proste pytania:

Dlaczego zastępuję ten zawór?

Jaki był problem?

Czasami jesteśmy tak zajęci lub wchłaniamy w inne rzeczy, zapominamy, że przyczyna może pomóc w rozwiązaniu.

Typowe problemy z zaworem kontrolnym obejmują hałas (młot wodny), wibracje/gadanie, przepływ odwrotny, przyklejanie, wyciek, brakujące elementy wewnętrzne, zużycie komponentów lub uszkodzenie. Warto jednak wspomnieć, że normalnie prawdziwą przyczyną jest niewłaściwy rozmiar, sprężyna i/lub styl dla aplikacji zaworu kontrolnego. W takich przypadkach problemem jest zastosowanie, a nie zawór kontrolny.

Dwa z najczęstszych problemów z zaworami kontrolnymi to nieprawidłowe rozmiar lub nieprawidłowa instalacja. Nieprawidłowe rozmiary występują w jednej z dwóch form. Jeśli CV zaworu jest zbyt małe do zastosowania, zobaczysz bardzo wysokie spadek ciśnienia, który może prowadzić do przedwczesnego zużycia zaworu z powodu zaangażowanych dużych prędkości. Częściej, jeśli CV zaworu jest zbyt duże dla zastosowania, nie będzie wystarczającej spadku ciśnienia na zaworze kontrolnym, aby całkowicie go otworzyć. Każdy zawór zwrotny, który nie jest w pełni otwarty, ma duże prawdopodobieństwo rozmowy, co doprowadzi do przedwczesnej awarii zaworu. Niepoprawna instalacja polega na braku właściwej ilości prostej rury powyżej zaworu kontrolnego. Idealnie pożądane jest minimum 10 średnic rury prostej rury powyżej zaworu kontrolnego. Ma to na celu zapewnienie ładnego przepływu laminarnego przechodzącego przez zawór kontrolny. Krótsze odległości mogą powodować turbulencje przepływu i spin, które mogą przedwcześnie nosić dowolny styl zaworu kontrolnego.

Przykłady niektórych innych problemów zaworów kontrolnych obejmują odwrotny przepływ i młot wodny. W obu sytuacjach pożądany jest szybki zawór zamykający -. Odwrotny przepływ może być kosztowny, zwłaszcza jeśli występuje przy rozładowaniu pompy, a pompa obraca się do tyłu. Koszt naprawy lub wymiany pompy, a także przestoje zakładu, znacznie przekracza koszt zainstalowania odpowiedniego zaworu kontrolnego przede wszystkim. W przypadku młotka wodnego potrzebujesz szybszego zaworu kontrolnego -, aby zapobiec wzrostom ciśnieniowym i wynikowym falom uderzeniowym, które występują, gdy dysk uderza na siedzenie, wysyłając hałas, wibracje i młotki, które mogą pękać rury i uszkodzić sprzęt i wsporniki rur.

Jeśli brakuje wewnętrznych lub wykazuje nadmierne zużycie, mogą wystąpić dwa czynniki. Po pierwsze, jeśli wybrany zawór zwrotny nie ma wystarczającej ilości przepływu, aby utrzymać go wbrew zatrzymaniu, potrzebny jest zawór z niższym CV, aby zapobiec rozmowy z wewnętrznymi. Po drugie, jeśli zawór zwrotny jest używany przy rozładowaniu wzajemnego sprężarki powietrza lub gazu, potrzebny jest zawór specjalny z tłumioną konstrukcją lub deską rozdzielczą do obsługi wysokiej - Cyklowanie częstotliwości. Trzymanie może wystąpić, gdy skala lub brud jest uwięziony między dyskiem a otworem ciała. Wyciek może nastąpić od uszkodzenia siedzenia lub dysku lub prostego śmieci w linii. Potrzebny jest elastomer, aby zapewnić zero wycieku.

Instalacja

Podczas instalowania zaworów kontrolnych wskazywaj strzałkę przepływu w kierunku przepływu, aby umożliwić zaworowi wykonanie jego zamierzonej funkcji. Strzałkę przepływu można znaleźć na ciele lub znaczniku. Upewnij się, że typ zaworu będzie działał w zainstalowanej pozycji. Na przykład nie wszystkie zawory kontrolne będą działać w linii pionowej z przepływem w dół, ani konwencjonalne ani 90 - zawory tłoka tłokowego T-Tłok tłokowe nie będą działać w linii pionowej bez sprężyny, aby wcisnąć dysk z powrotem do ścieżki przepływu. Dysk w niektórych zaworach kontrolnych rozciąga się na rurociąg, gdy zawory są w pełni otwarte. Może to zakłócać wydajność innego zaworu przykręconego bezpośrednio do zaworu kontrolnego. Jak to możliwe, omówiliśmy wcześniej, zainstaluj zawór zwrotny co najmniej 10 średnic rury poniżej dowolnego składnika układu montażowego lub innego, który może powodować turbulencje. Zauważ, że powiedziałem „jeśli to możliwe”. W końcu, ile zaworów kontrolnych widziałeś przykręcone do zrzutu pompy? Wiele! Dobrym źródłem odniesienia do instalacji czeku i innych stylów zaworów jest MSS SP-92 „Guide użytkowników zaworów”, opublikowane przez Towarzystwo Standaryzacyjne producentów.

Jak mają zawory kontrolne takie jak drzwi?

Na koniec lubię porównywać zawory sprawdzania drzwi -, czy te drzwi są do twojego biura, czy domu. Zazwyczaj otwierasz drzwi biura na początku dnia i zamykasz je na końcu, co jest podobne do tego, co dzieje się, gdy pompa jest przełączona i wyłączona. Jeśli jednak ktoś stoi przy twoich drzwiach i ciągle je otwiera i zamknięty, co może się stać? W większości przypadków szpilki zawiasowe uległyby awarii, ponieważ są słabym ogniwem w działaniu twoich drzwi.

Zawory kontrolne są w podobnej sytuacji. Piny, łodygi, sprężyny lub inne elementy, które są stale cykliczne, mogą zawieść. Dlatego ważne jest, aby poprawnie wybrać zawory sprawdzania ich konkretnych aplikacji. Rozmiar linii niekoniecznie równa rozmiar zaworu sprawdzania. Zawór kontrolny z wysokim CV w niskoplątnym zastosowaniu jest skazany od samego początku. To nie jest usterka zaworu kontrolnego, jest to wina niewłaściwego wyboru dla aplikacji. Wybrany zawór zwrotny działałby dobrze w odpowiednich warunkach przepływu. Niestety zainstalowany zawór zwrotny jest obwiniany za awarię, podczas gdy w rzeczywistości winowajcą była aplikacja. Zawsze najlepiej jest przejrzeć warunki aplikacji i usługi z producentem przed zakupem zaworu kontrolnego, aby upewnić się, że wybierane są prawidłowe styl i opcje.