چه عواملی بر عملکرد آب بندی شیر تأثیر می گذارد

به عنوان نوعی دریچه ای که به طور گسترده در زمینه های صنعتی و مدنی مورد استفاده قرار می گیرد ، عملکرد آب بندی شیر دروازه به طور مستقیم با عملکرد ایمن و پایدار سیستم مرتبط است. ما به تفصیل پارامترهای مختلفی را که بر عملکرد آب بندی دریچه های دروازه تأثیر می گذارد ، معرفی خواهیم کرد:

 مواد سطحی آب بندی
1. مواد فلزی
فولاد کربن یک ماده سطح آب بندی فلزی رایج با استحکام و سختی بالا است و می تواند در برابر فشار و ضربه بیشتر مقاومت کند. به عنوان مثال ، در برخی از سیستم های آب صنعتی با فشار کم ، دریچه های دروازه با سطوح آب بندی استیل کربن می توانند نیازهای آب بندی پایدار طولانی مدت را برآورده کنند.
با این حال ، فولاد کربن مقاومت در برابر خوردگی نسبتاً ضعیفی دارد و مستعد زنگ زدگی و خوردگی در برخی از محیط های رسانه ای خورنده است و بر عملکرد آب بندی تأثیر می گذارد.
فولاد ضد زنگ از مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر اکسیداسیون برخوردار است و می تواند با انواع رسانه های خورنده سازگار شود. به عنوان مثال ، در اسید ، قلیایی و سایر خطوط لوله حمل و نقل مایع خورنده در صنایع شیمیایی ، دریچه های دروازه ای با سطوح آب بندی از جنس استنلس استیل می توانند به طور موثری مانع از بین رفتن محیط آب در آب بندی و اطمینان از عملکرد آب بندی شوند.
با این حال ، هزینه فولاد ضد زنگ نسبتاً زیاد است و عملکرد آب بندی آن ممکن است در برخی از شرایط خاص کار با درجه حرارت بالا و فشار زیاد محدود باشد.
Alloy Steel عملکرد جامع خوبی دارد. با افزودن عناصر مختلف آلیاژ ، استحکام بالاتر ، سختی ، مقاومت دما و مقاومت در برابر خوردگی می توان به دست آورد. به عنوان مثال ، در خطوط لوله بخار با درجه حرارت بالا و فشار بالا ، دریچه های دروازه با سطوح آب بندی فولادی آلیاژ می توانند عملکرد آب بندی خوبی را در شرایط کار سخت حفظ کرده و در برابر دفع و فشار زیاد بخار با درجه حرارت بالا مقاومت کنند.
2. مواد غیر فلزی
لاستیک یک ماده سطح آب بندی غیر فلزی است که معمولاً با کشش و انعطاف پذیری مناسب استفاده می شود. این می تواند ناهمواری و تغییر شکل سطح آب بندی را تا حدی جبران کند و از این طریق به یک اثر آب بندی خوب دست یابد. لاستیک نیتریل متداول برای محیط روغن مناسب است و از مقاومت روغن خوبی برخوردار است.
لاستیک EPDM از مقاومت در برابر آب و هوا ، مقاومت ازن و مقاومت در برابر آب برخوردار است و اغلب در سیستم های آب و برخی از خطوط لوله متوسط غیر روغنی مورد استفاده قرار می گیرد. دریچه های دروازه با سطوح آب بندی لاستیکی معمولاً در شرایط کم فشار و دمای طبیعی مانند تأمین آب ساختمان و سیستم های زهکشی استفاده می شود که می تواند به طور موثری از نشت آب جلوگیری کند.
پلی تتو فلورو اتیلن (PTFE) دارای ضریب اصطکاک بسیار کم ، پایداری شیمیایی خوب و مقاومت در برابر خوردگی است و تقریباً در برابر تمام رسانه های شیمیایی مقاوم است.
در برخی از سیستم های تحویل مایعات شیمیایی با دقت بالا ، دریچه های دروازه با سطوح آب بندی PTFE می توانند از قابلیت اطمینان و پایداری مهر و موم اطمینان حاصل کنند و ضریب اصطکاک کم آن همچنین به عملکرد باز و بسته شدن شیر کمک می کند. با این حال ، PTFE مقاومت در برابر حرارت محدود دارد و عملکرد ممکن است در دماهای بالا بدتر شود.

 آب بندی دقت پردازش سطح
1. زبری سطح
زبری سطح سطح آب بندی مستقیماً بر تناسب بین دروازه و صندلی دریچه تأثیر می گذارد. به طور کلی ، هرچه مقدار زبری سطح کوچکتر باشد ، سطح آب بندی نرم تر ، شکاف بین دروازه و صندلی دریچه کوچکتر و احتمال نشت متوسط نیز کمتر باشد.
به عنوان مثال ، برای برخی از خطوط لوله انتقال گاز با نیازهای بالاتر ، برای اطمینان از عملکرد آب بندی در محیط گاز فشار قوی و جلوگیری از نشت گاز ، معمولاً زبری سطح سطح آب بندی دریچه دروازه نیاز است.
2. صافی
صاف بودن سطح آب بندی نیز یکی از شاخص های اصلی است. اگر خطای صافی در سطح آب بندی وجود داشته باشد ، دروازه و صندلی دریچه نمی توانند در هنگام بسته شدن به طور مساوی و جامع متناسب باشند و این باعث نشت موضعی خواهد شد.
در برخی از سیستم های بزرگ خط لوله صنعتی ، مانند خطوط لوله نفتی سنگین در گیاهان پتروشیمی ، به دلیل ویسکوزیته زیاد و فشار زیاد محیط ، نیازهای صافی سطح آب بندی دریچه دروازه بسیار سختگیرانه است و معمولاً خطای صافی برای اطمینان از قابلیت اطمینان مهر و موم لازم است.
3. همبستگی
همبستگی دروازه و صندلی دریچه نیز تأثیر مهمی در عملکرد آب بندی دارد. اگر این دو کواکسیال نباشند ، دروازه در طی فرآیند بسته شدن از بین می رود و باعث ایجاد نیروی ناهموار در سطح آب بندی می شود که مستعد سایش محلی و نشت است. در برخی از سیستم های هیدرولیک با دقت بالا ، نیاز به همبستگی دریچه دروازه معمولاً در 0.02 میلی متر پوند کنترل می شود تا از عملکرد آب بندی مناسب در محیط های کار با فشار بالا و با دقت بالا اطمینان حاصل شود.

 سطح فشار سوپاپ

1. شیر دروازه با فشار کم

دریچه های دروازه با فشار کم معمولاً برای شرایط کار با فشار اسمی PN کمتر از یا مساوی با 1.6 مگاپیکاسانه مناسب هستند. ساختار آب بندی این نوع شیر دروازه نسبتاً ساده است و به طور کلی مواد آب بندی نرم مانند لاستیک یا پلاستیک می توانند نیازهای آب بندی را برآورده کنند. به عنوان مثال ، در سیستم آبرسانی و سیستم زهکشی ساختمانهای مدنی ، شیرهای دروازه کم فشار DN50-DN200 که معمولاً استفاده می شود ، عملکرد آب بندی آن عمدتاً با تناسب نزدیک سطح آب بندی لاستیکی با دروازه و صندلی دریچه حاصل می شود ، می تواند به طور مؤثر از نشت آب تحت فشار طبیعی جلوگیری کند.

2. شیر دروازه فشار متوسط

فشار اسمی شیر دروازه فشار متوسط به طور کلی بین 1.6MPa شیرهای دروازه با فشار بالا
دریچه های دروازه با فشار بالا برای شرایط کار با فشار اسمی PN> 10.0MPA مناسب هستند. در شرایط فشار بالا ، سطح آب بندی دریچه دروازه تحت فشار فوق العاده ای قرار دارد و الزامات برای آب بندی عملکرد بسیار زیاد است. به عنوان مثال ، در دستگاه چاه استخراج روغن ، شیر دروازه با فشار بالا باید در برابر فشارهای ده ها MPA یا حتی بالاتر مقاومت کند. سطح آب بندی آن معمولاً از فولاد آلیاژ با استحکام بالا ساخته شده است و تحت درمان با سطح ویژه مانند سطح آلیاژ سخت و درمان نیتریدر قرار می گیرد تا سختی و مقاومت سایش سطح آب بندی را بهبود بخشد. در همین زمان ، از سازه های آب بندی چند کانال ، مانند مهر و موم های حلقه پیستون و مهر و موم های زنگ دار ، برای اطمینان از قابلیت اطمینان آب بندی در محیط های نفتی و گاز پر فشار استفاده می شوند.

 خصوصیات متوسط
1. دما
رسانه های درجه حرارت بالا عملکرد مواد آب بندی را تغییر می دهند. به عنوان مثال ، سطوح آب بندی لاستیکی به تدریج افزایش می یابد ، سخت می شود و کشش را در دماهای بالا از دست می دهد و در نتیجه باعث کاهش عملکرد آب بندی می شود. در حالی که سطوح آب بندی فلزی ممکن است از نظر حرارتی در دماهای بالا تغییر شکل داده شود ، باعث افزایش شکاف بین سطوح آب بندی و ایجاد نشت می شود.
به عنوان مثال ، در خط لوله بخار با دمای بالا از نیروگاه حرارتی ، هنگامی که دمای بخار از 400 درجه فراتر می رود ، دریچه های دروازه معمولی لاستیکی نمی توانند به درستی کار کنند. دریچه های دروازه باغی مقاوم در برابر درجه حرارت بالا مورد نیاز است و اقدامات عایق و خنک کننده مربوطه برای اطمینان از عملکرد آب بندی انجام می شود.
رسانه های درجه حرارت پایین ممکن است مواد آب بندی را شکننده کند و باعث کاهش سختی و عملکرد آب بندی آن شود. در برخی از سیستم های تبرید با دمای پایین ، مانند خطوط لوله تحویل نیتروژن مایع ، شیرهای ویژه دروازه با دمای پایین مورد نیاز است. مواد سطح آب بندی معمولاً از لاستیک یا پلاستیک مقاوم در برابر درجه حرارت کم ساخته شده است و شیر برای جلوگیری از آسیب رساندن به سطح آب بندی در دمای پایین عایق بندی می شود.
2 ویسکوزیته
برای رسانه های با ویسکوزیته بالا ، مانند روغن سنگین ، آسفالت و غیره ، عملکرد آب بندی شیر دروازه تا حدی تحت تأثیر قرار می گیرد. هنگامی که دریچه بسته شد ، محیط با ویسکوزیته بالا ممکن است یک فیلم مایع ضخیم بین سطوح آب بندی ایجاد کند. اگرچه این فیلم مایع تا حدی به آب بندی کمک می کند ، اما مقاومت در برابر باز و بسته شدن شیر را نیز افزایش می دهد.
در عین حال ، اگر ویسکوزیته محیط ناهموار باشد ، ممکن است باعث ایجاد نیروی ناهموار در سطح آب بندی شود و بر اثر آب بندی تأثیر بگذارد. در این حالت ، معمولاً انتخاب یک دستگاه درایو با گشتاور بزرگتر برای اطمینان از باز و بسته شدن طبیعی شیر و ایجاد طرح های ویژه برای سطح آب بندی ، مانند استفاده از یک سطح آب بندی گسترده ، افزایش زبری سطح آب بندی و غیره ، برای بهبود عملکرد آب بندی.
3. خوردگی
رسانه های خورنده از بین می روند و به مواد آب بندی شیر دروازه آسیب می رساند و در نتیجه کاهش عملکرد آب بندی می شود. رسانه های خورنده مختلف نیازهای متفاوتی برای مواد آب بندی دارند.
به عنوان مثال ، در خط لوله کارگاه تولید اسید سولفوریک ، اسید سولفوریک بسیار خورنده است ، و دریچه های دروازه با روکش پلی تترالورو اتیلن یا سطوح آب بندی آلیاژ مقاوم به خوردگی ویژه برای مقاومت در برابر خوردگی اسید سولفوریک مورد نیاز است و عملکرد پژشویی را تضمین می کند.
برای برخی از محیط های قلیایی ، مانند محلول هیدروکسید سدیم ، اگرچه خوردگی نسبتاً ضعیف است ، اما برای جلوگیری از فاسد شدن سطح آب بندی نیز لازم است که مواد سطحی مقاوم در برابر قلیایی مانند فولاد ضد زنگ یا فولاد کربن مخصوص درمان شده را انتخاب کنید.

 سرعت باز و بسته شدن دریچه
1. باز و بسته شدن سریع
هنگامی که شیر دروازه به سرعت باز و بسته می شود ، یک نیروی ضربه بزرگ بین دروازه و صندلی دریچه ایجاد می شود. این نیروی ضربه ممکن است باعث سایش ، تغییر شکل یا حتی آسیب به سطح آب بندی شود ، بنابراین بر عملکرد آب بندی تأثیر می گذارد.
به عنوان مثال ، در برخی موارد برش اضطراری ، مانند شیر برش اضطراری خط لوله گاز ، اگر شیر خیلی سریع باز شود و بسته شود ، نیروی ضربه دروازه و صندلی دریچه هنگام بسته شدن فوراً ممکن است باعث ترک یا گودال در سطح آب بندی شود ، و این باعث می شود که در صورت بسته شدن زمان بعدی ، شیر خوب را بدست آورد.
2. باز و بسته شدن آهسته
اگرچه باز و بسته شدن آهسته می تواند نیروی ضربه بین دروازه و صندلی دریچه را کاهش دهد ، اگر سرعت باز و بسته شدن خیلی کند باشد ، زمان شستشوی محیط بین سطوح آب بندی طولانی می شود ، که این امر باعث سایش در سطح آب بندی می شود و بر عملکرد آب بندی تأثیر می گذارد.
به عنوان مثال ، در برخی از خطوط لوله متوسط حاوی ناخالصی های ذرات ، مانند خط لوله انتقال خط لوله معدن ، هنگامی که شیر دروازه به آرامی بسته می شود ، ناخالصی های ذرات همچنان به مالش و شستشوی بین سطوح آب بندی ادامه می دهند و باعث می شود سطح آب بندی به تدریج سایش و عملکرد آب بندی کاهش یابد.

 نصب و نگهداری
1. نصب
موقعیت نصب تأثیر مهمی در عملکرد آب بندی شیر دروازه دارد. اگر دریچه در مکانی نصب شود که لرزش به راحتی رخ دهد ، مانند خط لوله در نزدیکی پمپ یا کمپرسور ، لرزش باعث می شود سطح آب بندی شیر دروازه در معرض نیروی ضربه تناوبی قرار گیرد ، که ممکن است به راحتی باعث شل شدن و سایش سطح آب بندی شود و بر عملکرد آب بندی تأثیر بگذارد. در این زمان ، لازم است قبل و بعد از شیر ، کمک فنر را نصب کنید تا تأثیر لرزش روی شیر کاهش یابد.
تراز نادرست خط لوله نیز استرس اضافی را به شیر دروازه می آورد. هنگامی که فلنج های اتصال خط لوله و دریچه کواکسیال نیستند یا انحراف موازی بزرگ است ، دریچه در هنگام نصب در معرض پیچ و تاب یا استرس کششی قرار می گیرد. این استرس باعث تغییر تناسب بین دروازه و صندلی دریچه می شود و بر عملکرد آب بندی تأثیر می گذارد.
بنابراین ، هنگام نصب شیر دروازه ، دقت محور خط لوله و شیر باید کاملاً تضمین شود. به طور کلی ، انحراف Coaxiality از فلنج اتصال بیش از 0.5 میلی متر پوند لازم نیست ، و انحراف موازی بیش از 0.2 میلی متر پوند نیست.
2. نگهداری
تمیز کردن منظم ناخالصی ها بر روی سطح آب بندی یک اقدام مهم برای حفظ عملکرد آب بندی شیر دروازه است. در عملکرد واقعی ، ناخالصی هایی مانند ذرات و گرد و غبار موجود در محیط ممکن است به سطح آب بندی پایبند ، از بین بردن صافی و پایان سطح آب بندی و باعث نشت آب بندی شود.
به عنوان مثال ، در برخی از سیستم های آب صنعتی با کیفیت ضعیف آب ، ناخالصی هایی مانند گل و زنگ زدگی در آب به راحتی در سطح آب بندی دریچه دروازه جمع می شوند و شیر باید به طور مرتب از هم جدا و تمیز شود تا از عملکرد آب بندی اطمینان حاصل شود.
جایگزینی به موقع قطعات فرسوده نیز کلید حفظ عملکرد آب بندی است. دروازه دریچه دروازه ، صندلی دریچه ، حلقه آب بندی و سایر قسمت ها پس از استفاده طولانی مدت به ناچار فرسوده می شوند. هنگامی که سایش به میزان مشخصی برسد ، این قسمت ها برای بازگرداندن عملکرد آب بندی شیر باید به موقع جایگزین شوند.
به عنوان مثال ، در برخی از خطوط لوله صنعتی که اغلب باز و بسته می شوند ، حلقه آب بندی شیر دروازه ممکن است سن ، تغییر شکل و سایش را بعد از یک دوره استفاده کند. اگر به موقع تعویض نشود ، باعث نشت دریچه می شود و بر عملکرد طبیعی سیستم تأثیر می گذارد.
عملکرد آب بندی شیر دروازه تحت تأثیر ترکیبی از پارامترهای متعدد قرار دارد. در کاربردهای عملی ، لازم است که به طور منطقی نوع ، مواد و پارامترهای شیر دروازه را با توجه به شرایط خاص کار انتخاب کنید و به نصب و نگهداری توجه کنید تا اطمینان حاصل شود که شیر دروازه عملکرد آب بندی خوبی دارد و عملکرد ایمن و پایدار سیستم را تضمین می کند.