Vožtuvai, kaip pagrindiniai skysčių valdymo sistemų komponentai, jų sandarumo charakteristikos tiesiogiai veikia sistemos saugumą, ekonomiškumą ir ekologiškumą.
Nuotėkio lygis, kaip kiekybinis sandarinimo efektyvumo matavimo rodiklis, yra griežtai reglamentuojamas įvairių standartų, o reikalavimai labai skiriasi skirtingais scenarijais. Pateiksime išsamesnį{1}}paaiškinimą apie tokius aspektus kaip standartinė informacija, bandymo metodai ir vožtuvo tipo charakteristikos.
I. Pagrindinių standartų nuotėkio lygių poskyris
1. API 598 standartas (vožtuvų tikrinimas ir bandymas)
API 598 yra vienas iš plačiausiai naudojamų standartų naftos ir dujų pramonėje, taikomas įvairių tipų vožtuvams, tokiems kaip sklendės, rutuliniai vožtuvai ir atbuliniai vožtuvai. Nuotėkio lygiai yra glaudžiai susiję su vožtuvo tipu, bandymo terpe ir vardiniu skersmeniu (DN).
- Korpuso bandymo tikslas – aptikti slėginių-komponentų, pvz., vožtuvo korpuso, vožtuvo dangčio ir sandarinimo dėžės, sandarumą. Bandymo slėgis yra 1,5 karto didesnis už vardinį slėgį (PN) skysčiams arba 1,1 karto dujoms. Visiškai jokio matomo nuotėkio (įskaitant prakaitavimą, varvėjimą) nereikia.
Pavyzdžiui, PN16 vožtuvo korpuso bandymo slėgis yra 24 barai (skysčiams), trunkantis mažiausiai 60 sekundžių (DN Mažiau arba lygus 50) arba 300 sekundžių (DN didesnis arba lygus 600). Šiuo laikotarpiu skysčių nutekėjimas neleidžiamas.
- Sandarinimo bandymas (skysta terpė) atliekamas sandarinimui tarp atidarymo ir uždarymo dalių (tokių kaip vartų plokštės, vožtuvo diskai) ir vožtuvo vožtuvo lizdo. Bandymo slėgis yra 1,1 karto didesnis už PN (skystį), o leistinas nuotėkis klasifikuojamas pagal DN:
- Jei DN yra mažesnis arba lygus 50:Leistinas nuotėkis turi būti mažesnis arba lygus 0,15 mL/min (DN25 – 0,05 mL/min.)
- DN 65–100:Leistinas nuotėkis turi būti mažesnis arba lygus 0,30 mL/min (DN80 – 0,20 mL/min).
- Jei DN didesnis nei 125 arba lygus jam:Kiekvieną kartą padidinus DN25, leistinas nuotėkis turi padidėti 0,15 ml/min (DN150 – 0,45 ml/min).
Pastaba:Uždarymo vožtuvams nuotėkio reikalavimai paprastai yra griežtesni nei tos pačios specifikacijos sklendžių, nes uždarymo vožtuvus reikia dažnai atidaryti ir uždaryti, o sandarinimo paviršiai greičiau susidėvi.
- Sandarinimo bandymo (dujų terpės) bandymo slėgis yra 0,6 MPa (oras arba azotas), nustatytas taikant „burbulų skaičiavimo metodą“: - Minkštiems-sandarinimo vožtuvams: reikia 0 burbuliukų per minutę (pvz., minkštas-sandarinamasis rutulinis vožtuvas su DN 100).
- Metaliniams-sandarinimo vožtuvams:DN Mažiau nei arba lygus 50 leidžiamas 1 burbulas per minutę, DN 65 - 100 leidžiamas 2 burbuliukai per minutę, o DN didesnis nei 125 arba lygus 3 burbulai per minutę
2. ANSI/FCI 70-2 standartas (valdymo vožtuvo nuotėkio lygis)
Šis standartas yra specialiai sukurtas valdymo vožtuvams, kurių nuotėkio lygis svyruoja nuo I iki VI. Kuo aukštesnis lygis, tuo geresnės sandarinimo savybės. Jame aiškiai išskiriamas „sandarinimas iš metalo-į-metalą“ ir „minkštas sandarinimas“.
- I lygis:Konkretus nuotėkio kiekis nenurodytas. Tik reikalavimas yra „neviršyti 0,5 % vardinio srauto“, tinkamas mažiau kritinėms reikmėms (pvz., išleidimo vožtuvams).
- II lygis:Metalinis sandariklis, leistinas nuotėkis yra 0,1% vardinio srauto (pavyzdžiui, DN100 valdymo vožtuvui, kurio vardinis srautas yra 100 m³/h, leistinas nuotėkis yra 0,1 m³/h).
- III lygis:Metalinis sandarinimas, nuotėkis yra 0,01% vardinio srauto, tinka bendrai pramoninei kontrolei (pvz., Vandens valymui).
- IV lygis:Metalinis sandarinimas, nuotėkis skaičiuojamas pagal DN (skystį): DN25 yra 0,01 L/h, DN50 yra 0,03 L/h, DN100 yra 0,1 L/h, dažniausiai naudojamas garų sistemose.
- V lygis:Didelio-tikslumo metalinis-į-metalinis sandariklis, kurio nuotėkio kiekis yra tik 1/10 IV laipsnio (pavyzdžiui, DN100 atveju jis yra 0,01 l/val.). Tinka aukšto slėgio{8}}dujotiekiams.
- VI lygis:Minkštas sandariklis (PTFE arba guma), aukščiausias lygis. Atliekant dujų bandymus neleidžiama susidaryti burbuliukų, o skysčio nuotėkio kiekis yra mažesnis arba lygus 0,5 mL/h (jei DN yra mažesnis arba lygus 50). Tinka toksiškoms ir degioms terpėms (pvz., chloro reguliavimo vožtuvams).
3. ISO 5208 standartas (pramoninio vožtuvo slėgio bandymas)
ISO 5208 klasifikuoja nuotėkio lygius į "Grade A" (skysčiams) ir "Grade B" (dujoms) ir suskirsto juos į "Levels 1-6", o 6 lygis yra aukščiausias.
- Skysčio nuotėkis (A laipsnis):
- 1 lygis:DN100 leidžiama nutekėti 50 ml/min (taikoma žemo slėgio drenažo vožtuvams)
- 3 lygis:DN100 leidžiama nutekėti 5 ml/min (paprasti vožtuvai)
- 6 lygis:Leidžiamas DN100 nuotėkis 0,05 ml/min (didelio tikslumo rutuliniai vožtuvai)
- Dujų nuotėkis (B laipsnis):
- 1 lygis:DN100 leidžiama nutekėti 1000 ml/h (oras)
-4 lygis:DN100 leidžiama nutekėti 50 ml/val
- 6 lygis:Leidžiamas DN100 nutekėjimas 0,1 ml/h (artimas nuliniam nutekėjimui)
II. Įvairių tipų vožtuvų nuotėkio lygiai
1. Rutulinis vožtuvas
- Minkštas-sandarinamasis rutulinis vožtuvas:Naudojamos PTFE arba guminės vožtuvų lizdai su sandariaisiais paviršiais. Jis gali lengvai pasiekti ANSI/FCI VI arba ISO 6 lygį. Dujų bandymai nerodo burbuliukų, o skysčio nutekėjimas beveik lygus nuliui. Jis tinka maisto ir farmacijos pramonei.
- Metalinis-sandarinamasis rutulinis vožtuvas:Vožtuvų lizdai pagaminti iš nerūdijančio plieno arba kieto lydinio. Jis tinka esant aukštai-temperatūrai (mažiau nei 450 laipsnių arba lygiai) ir aukštam{3}}slėgiui. Paprastai jis pasiekia API 598 arba ISO 5 lygio „griežtą“ lygį. Dujų nuotėkis yra mažesnis arba lygus 1 burbului per minutę (DN100).
2. Uždarymo vožtuvas
Vožtuvo diskas ir uždarymo vožtuvo vožtuvo lizdas yra linijiniame sandariklyje, kurio sandarumas yra geresnis nei sklendės. Nuotėkio lygis yra toks:
- Įprastas ketaus uždarymo vožtuvas:Atitinka API 598 sandarinimo testą, kai skysčio nuotėkis yra mažesnis arba lygus 0,15 ml/min (DN50)
- Aukšto slėgio{1}}kaltinis uždarymo vožtuvas (pvz., API 602):Metalinis sandarinimo paviršius yra šlifuotas, dujų nuotėkis Mažiau arba lygus 1 burbulas per minutę (DN25), pasiekia ISO 4 lygį.
3. Atbulinis vožtuvas
Atbulinis vožtuvas automatiškai užsidaro, atsižvelgiant į terpės slėgį, o jo sandarinimo charakteristikos yra gana silpnos, esant mažesniam nuotėkio lygiui:
- Pasukamas atbulinis vožtuvas:Skysčio nuotėkis Mažiau arba lygus 5 ml/min (DN100), atitinka API 598 „bazinį lygį“
- Pakelkite atbulinį vožtuvą (metalinis sandariklis):Skysčio nuotėkis Mažesnis arba lygus 1 mL/min (DN100), tinka siurblio išleidimo vamzdynams ir turi neleisti terpės tekėti atgal.
4. Drugelis vožtuvas
- Vidurio linijos minkštas-sandariklis, droselinis vožtuvas:Guminis sandarinimo žiedas visiškai liečiasi su drugelio plokšte ir pasiekia ANSI/FCI VI lygį, o dujų bandymo metu burbuliukų nėra. Jis dažniausiai naudojamas miesto vandens tiekimui.
- Ekscentrinis metalinis-sandariklis drugelio vožtuvas:Tinka aukštos{0}}temperatūros dūmų vamzdynams, kurių nuotėkio lygis yra ISO 3. Dujų nuotėkis yra mažesnis arba lygus 10 burbulų per minutę (DN200).
III. Pagrindinė nuotėkio bandymo informacija
1. Skysčio bandymo atsargumo priemonės
- Bandymo terpė turi būti švari (be kietųjų dalelių), kad nebūtų pažeistas sandarinimo paviršius
- Prieš bandymą oras vožtuvo viduje turi būti visiškai išleistas; kitu atveju burbuliukai gali būti klaidingai identifikuoti kaip nutekėjimas
- Didelio-skersmens vožtuvams (DN didesnis nei 300 arba lygus jai) bandymo laikas gali būti pratęstas (pvz., 10 minučių) ir galima apskaičiuoti vidutinį nuotėkio kiekį.
2. Dujų bandymo atsargumo priemonės
- Naudojant burbulų metodą, vandens temperatūra turi būti 20–25 laipsnių Celsijaus diapazone. Dėl per didelės vandens temperatūros sumažės dujų tirpumas, todėl susidarys klaidingi burbuliukai.
- Slėgio kritimo metodas taikomas vožtuvams, kurių skersmuo yra 600 ar daugiau. Nuotėkio kiekį galima apskaičiuoti pagal formulę: nuotėkio kiekis (l/h)=(pradinis slėgis - galutinis slėgis) × tūris ÷ laikas
- Toksiškų dujų terpę (pvz., amoniaką) būtina aptikti muiluotu vandeniu. Draudžiama tiesiogiai panardinti į vandenį (siekiant išvengti vidutinio užteršimo).
IV. Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos nuotėkio lygiui
1. Sandarinimo paviršių apdorojimo tikslumas
Sandarinimo paviršių paviršiaus apdaila turi siekti Ra 0,8
- 1.6 μm (veidrodinė apdaila), plokštumo paklaida yra mažesnė arba lygi 0,01 mm/m. Priešingu atveju atsiras „mikro tarpai“, dėl kurių gali nutekėti. Pavyzdžiui, jei sklendės sklendžių plokštės išsikišimas yra 0,02 mm, nuotėkio tūris padidės 50%.
2. Vidutinės charakteristikos
- Aukšta temperatūra (didesnė arba lygi 300 laipsnių) sukelia netolygų metalinio sandarinimo paviršiaus šiluminį plėtimąsi, todėl sumažėja nuotėkio lygis (pvz., nuo VI lygio iki IV lygio)
- Storos ir klampios terpės (pvz., žalia nafta) gali prilipti prie sandarinimo paviršiaus ir sudaryti „netikrą sandariklį“. Bandymo metu prieš atliekant patikrinimą būtina nuplauti žibalu.
3. Montavimas ir priežiūra
- Jei flanšu prijungto vožtuvo{1}}varžtų priveržimo jėga yra netolygi (nukrypimas didesnis nei 20 %), vožtuvo lizdas pasvirs ir nuotėkio tūris padidės 2–3 kartus.
- Po ilgo-naudojimo sandarinimo paviršiui nusidėvėjus (sumažėjus storiui 0,1 mm) nuotėkio lygis sumažės 1–2 laipsniais. Reikalingas reguliarus šlifavimas ir remontas.
V. Scenarijų pritaikymo principai nuotėkio laipsniams
- Komunalinis vandens tiekimas:Pasirinkite API 598 sandaraus tipo (skysčio nuotėkis, mažesnis nei arba lygus 1 ml/min.) sklendes arba peteliškinius vožtuvus, kurie yra ekonomiški ir atitinka reikalavimus.
- SGD dujotiekis:Turi būti naudojami metaliniai{0}}sandari rutuliniai vožtuvai, pasiekiantys ISO 5208 6 lygį (dujų nuotėkis Mažiau arba lygus 0,1 ml/h), kad būtų išvengta kriogeninės terpės nutekėjimo (-162 laipsniai).
- Farmacijos pramonė:Minkšti-sandari diafragminiai vožtuvai (ANSI/FCI VI lygis), užtikrinantys, kad neliktų terpės ir nuotėkio,laikantis GMP standartų.
- Cheminės labai toksiškos terpės (pvz., fosgenas):Privalomas dvigubas sandarinimas (pirminis sandariklis + antrinis sandariklis), kai pirminis sandariklis pasiekia VI lygį, o antrinis sandariklis turi būti aprūpintas nuotėkio stebėjimo įtaisu (pvz., dujų jutikliu).
Išvada
Vožtuvo nuotėkio lygis yra išsamus indikatorius, kurį įtakoja daugybė veiksnių, tokių kaip standartai ir specifikacijos, vožtuvo tipas, apdorojimo technologija ir veikimo sąlygos.
Praktikoje būtina pasirinkti tinkamą nuotėkio lygį, atsižvelgiant į terpės charakteristikas (temperatūra, slėgis, toksiškumas) ir pramonės reglamentus. Tuo pačiu metu, atliekant tikslius bandymus ir reguliarią techninę priežiūrą, vožtuvas turi išlaikyti suplanuotą sandarinimo našumą per visą jo gyvavimo ciklą, kad būtų išvengta saugos nelaimingų atsitikimų ar ekonominių nuostolių, atsirandančių dėl nuotėkio.
