Kiểm tra van: Giải pháp đúc chính xác tùy chỉnh

1. Giới thiệu

Một van kiểm tra (Van không trả lại, van một chiều) là một thành phần cơ bản trong các hệ thống chất lỏng: Về nguyên tắc đơn giản, Họ thường rất quan trọng trong thực tế.

Họ bảo vệ thiết bị khỏi dòng chảy ngược, Duy trì trình tự quá trình, Bảo quản mồi bơm, và ngăn ngừa ô nhiễm giữa các luồng quá trình.

Bởi vì nhiều van kiểm tra thụ động và nằm trong đường ống khó truy cập, Lựa chọn chính xác, Cài đặt và bảo trì Xác định độ tin cậy của hệ thống và chi phí vòng đời.

2. Van kiểm tra là gì?

Một van kiểm tra là một tự thực hiện, Thiết bị điều khiển chất lỏng một chiều được thiết kế để cho phép dòng chảy theo hướng được xác định trước và ngăn chặn dòng chảy ngược.

Nó hoạt động theo nguyên tắc cân bằng lực lượng: Áp lực chất lỏng chuyển tiếp vượt qua lực đóng cửa (trọng lực, Căng thẳng mùa xuân, hoặc áp lực ngược) Để mở van, Trong khi áp suất ngược hoặc lực đóng lại phục hồi một con dấu bị rò rỉ.

Không giống như các van khác, Kiểm tra các van không có điều khiển bật/tắt trực tuyến.

Chức năng chính của họ là bảo vệ, không quy định: Họ không điều chỉnh tốc độ hoặc áp suất dòng chảy, Chỉ thực thi dòng chảy đơn hướng.

Các tính năng chính

Kiểm tra hiệu suất của van được xác định bởi bốn tính năng không thể thương lượng, Mỗi được định lượng theo tiêu chuẩn ngành:

• Áp lực nứt: Áp suất chuyển tiếp tối thiểu cần thiết để nâng phần tử đóng cửa (VÍ DỤ., Đĩa, piston) qua 0.1 mm.
  Phạm vi điển hình: 0.2Cấm1 psi cho van xoay (Hệ thống dòng chảy thấp) và 1 ps5 psi cho van nâng lò xo (Hoạt động ổn định trong áp lực dao động).
• Áp lực dòng chảy đầy đủ: Áp lực cần thiết để mở hoàn toàn van, giảm thiểu áp suất giảm (ΔP).
  Đối với van kiểm tra swing, Đây là 10 trận15% so với áp lực nứt; Đối với các thiết kế lò xo, 20Trên 30% ở trên.
• Đóng tốc độ: Thời gian để niêm phong sau khi khởi tạo dòng ngược. Quan trọng để ngăn chặn búa nước: Van hai tấm đóng trong <0.1 giây, Trong khi van xoay có thể mất 0,5 trận1 giây (Rủi ro búa cao hơn).
• Tỷ lệ rò rỉ: Mất chất lỏng ở vị trí đóng (đã thử nghiệm tại 90% áp lực định mức).
  Van kín (Ghế PTFE) Đạt được ISO 5208 Lớp VI (<0.0001 cm³/phút); van kín kim loại (Ghế sao) Gặp gỡ lớp IV (<0.01 cm³/phút).

3. Cách kiểm tra van hoạt động

Về cơ bản là một van kiểm tra mở ra khi ngược dòng (đầu vào) Áp lực cộng với lực nâng động vượt quá hạ nguồn (chỗ thoát) Áp lực cộng với bất kỳ lực đóng cửa lò xo hoặc trọng lực.

Khi áp lực ngược dòng giảm hoặc đảo ngược, trọng lực, Lực lượng mùa xuân, hoặc áp suất ngược đẩy phần tử đóng lên ghế và van đóng.

Điều khoản hoạt động chính:

• Bẻ khóa (hoặc mở) áp lực : Tối thiểu ΔP cần thiết để bắt đầu mở (VÍ DỤ., Loại trọng lực ≈0; Mùa xuân hỗ trợ 0,02 thanh1.0 thanh).
• Resed / đóng cửa hành vi: tốc độ và cách đóng cửa (mềm/kiểm soát vs. đột ngột/slam).
• Lớp rò rỉ: cho phép rò rỉ ở vị trí đóng (được xác định bởi tiêu chuẩn hoặc người mua).
• Đặc điểm thủy lực: CV (CHÚNG TA) / KV (số liệu) Mô tả khả năng dòng chảy; Áp suất giảm trên van khi dòng hoạt động xác định công suất bơm và hành vi tăng.
• Phản ứng động: Bị ảnh hưởng bởi khối lượng các bộ phận chuyển động, Độ cứng lò xo, và quán tính dòng chảy - quan trọng đối với nguy cơ búa nước.

4. Các loại van kiểm tra chính và so sánh

Kiểm tra các van có nhiều thiết kế, mỗi đặc điểm riêng biệt phù hợp với các điều kiện dòng chảy khác nhau, Bố cục ống, và chất lỏng dịch vụ.

Chọn loại chính xác là điều cần thiết để tránh búa nước, giảm thiểu áp suất giảm, và đảm bảo độ tin cậy lâu dài.

Các loại van kiểm tra chính

5. Thiết kế thành phần & Lựa chọn vật liệu của van kiểm tra

Độ tin cậy của van kiểm tra không chỉ phụ thuộc vào loại của nó mà còn vào tính toàn vẹn của các thành phần riêng lẻ và sự phù hợp của các vật liệu được chọn cho môi trường dịch vụ.

Các kỹ sư và chuyên gia mua sắm phải cân bằng Hiệu suất cơ học, kháng ăn mòn, khả năng chịu nhiệt độ, và chi phí Khi chỉ định vật liệu van.

Các thành phần thiết kế chính

Lựa chọn vật chất

Thân van & Ca bô

• Thép cacbon (A216 WCB, A105)

• • Được sử dụng rộng rãi cho nước, dầu, khí ở nhiệt độ/áp suất vừa phải.
  • Nhiệt độ dịch vụ: −29 ° C đến 425 ° C..

• thép không gỉ (CF8M/316, CF3M/316L, CF8/304)

• • Kháng ăn mòn tuyệt vời trong các phương tiện truyền thông tích cực (Hóa chất, nước biển).
  • Xử lý lên đến 600 ° C tùy thuộc vào lớp.

• Thép không gỉ song công (2205, 2507)

• • Sức mạnh cao, Khả năng chống ăn mòn và căng thẳng.
  • Lý tưởng cho nước biển, khử muối, Nền tảng ngoài khơi.

• Thép hợp kim (WC6, WC9, C12A)

• • Phù hợp cho dịch vụ hơi nước nhiệt độ cao.
  • Được sử dụng trong các nhà máy điện, Máy sưởi hóa dầu.

• Hợp kim đặc biệt (Monel, Bất tiện, Hastelloy)

• • Dịch vụ ăn mòn hoặc nhiệt độ cao nghiêm trọng.
  • Đắt, được sử dụng khi có rủi ro thất bại lớn hơn chi phí.

Đĩa & Ghế

• Vật liệu giống như cơ thể Để tránh ăn mòn điện.
• Lớp phủ sao hoặc cacbua vonfram Đối với khả năng chống xói mòn trong bùn/hơi nước.
• Hải cẩu Elastomeric (EPDM, NBR, FASTON) Đối với ghế mềm, Tắt chặt trong các hệ thống nước áp suất thấp/trung bình.

Trục / Ghim / Mùa xuân

• 17-4 Thép không gỉ pH: Kết hợp sức mạnh cao với khả năng chống ăn mòn.
• Inconel X-750 / 718 (Lò xo): Sức mạnh mệt mỏi nhiệt độ cao tuyệt vời, kháng oxy hóa.
• Thép carbon phủ nitride: Chi phí thấp, Cải thiện khả năng chống mài mòn.

Phạm vi dữ liệu điển hình

• Các lớp áp lực vật liệu cơ thể:

• • Thép carbon: Lớp ASME 150 Từ900.
  • Thép hợp kim: lên đến lớp 2500.
  • Thép không gỉ: Lớp 150 Từ1500.

• Điện trở nhiệt độ:

• • Thép carbon: lên đến 425 ° C..
  • Thép hợp kim: lên đến 650 ° C..
  • Thép không gỉ: đông lạnh để 600 ° C..

6. Quy trình sản xuất cho van kiểm tra

Hiệu suất, độ bền, và sự an toàn của các van kiểm tra phụ thuộc rất nhiều vào cách chúng được sản xuất.

Mỗi quá trình tác động độ chính xác chiều, tính toàn vẹn vật chất, trị giá, và thời gian dẫn đầu. Dưới đây là một cái nhìn có cấu trúc về các quy trình sản xuất chính cho các van kiểm tra.

Sản xuất thân và nắp ca -pô

Các thành phần nội bộ

• Đĩa / Quả bóng / Piston

• • Thường Diễn viên đầu tư, gia công từ thanh, hoặc giả mạo Tùy thuộc vào sức mạnh và nhu cầu chính xác.
  • Khó tính (Sao, vonfram cacbua, nitriding) áp dụng cho khả năng chống xói mòn.

• Chỗ ngồi

• • Tích hợp với cơ thể (đúc/gia công) hoặc vòng ghế có thể thay thế.
  • Hardfected hoặc elastome lót để cải thiện niêm phong.

• Lò xo (trong các van hỗ trợ mùa xuân)

• • Lạnh từ thép không gỉ (302, 316) hoặc hợp kim niken (Inconel X-750).
  • Nhiệt được xử lý để giảm căng thẳng và kháng mỏi.

Gia công & Hoàn thiện

• Gia công CNC Đảm bảo độ chính xác của các bề mặt niêm phong và dung sai quan trọng.
• Nghiền & LAPP áp dụng cho giao diện đĩa chỗ để đạt được tiêu chuẩn lớp rò rỉ (API 598, MSS-SP-61).
• Bề mặt hoàn thiện để bảo vệ ăn mòn:

• • Ngâm & thụ động cho thép không gỉ.
  • Epoxy liên kết nhiệt hạch (Fbe) hoặc vẽ cho thép carbon.
  • Niken điện phân hoặc mạ crôm để tăng cường độ mòn.

Lắp ráp và thử nghiệm

• Cuộc họp Bao gồm cài đặt đĩa, ghế, Chân lề, lò xo, hải cẩu, và kết nối body-bonnet.
• Thử nghiệm thủy tĩnh: tiêu biểu 1.5 × áp lực định mức trên vỏ, 1.1 × trên ghế.
• Kiểm tra rò rỉ: cho ong 598, TRONG 12266 (Các lớp rò rỉ khác nhau).
• Bài kiểm tra đặc biệt: Ndt (X quang, Siêu âm, hạt từ tính) về các vật đúc/rèn quan trọng cho các van cao cấp.

7. Kích thước điển hình, Xếp hạng áp lực, và xem xét năng lực

• Kích thước danh nghĩa: Van kiểm tra được sản xuất từ ​​rất nhỏ (DN 8 / ¼ ”) đến rất lớn (>DN 1200 / 48£) cho đường ống.
• Lớp áp lực: Các lớp ANSI phổ biến 150, 300, 600, 900, 1500, 2500; Số liệu tương đương PN10, PN420.
• Số liệu công suất: CV (CHÚNG TA) hoặc KV (số liệu) chỉ ra dòng chảy cho giảm áp suất đã cho.
  Ví dụ chung chung (Rất gần đúng): Một van kiểm tra swing 2 ″ CV có thể là hàng chục đến vài trăm, trong khi đó một đĩa nghiêng 24 ″ có thể có CV trong hàng ngàn. Luôn sử dụng các đường cong hiệu suất của nhà sản xuất để định cỡ.
• Mất đầu: Thiết kế wafer/kép thường có mặt đối mặt thấp hơn nhưng mất cao hơn ở các lỗ mở một phần; Đĩa nghiêng làm giảm nhiễu loạn và mất ở dòng chảy cao.

8. Các chế độ thất bại phổ biến và giảm thiểu nguyên nhân gốc

9. Ứng dụng công nghiệp của Van kiểm tra

• Nước & nước thải: Kiểm tra wafer và swing bảo vệ máy bơm và ngăn chặn dòng chảy ngược; Thường có thân sắt dễ uốn với trang trí bằng đồng.
• Sản xuất điện và nhà máy hơi nước: Kiểm tra đĩa nâng và nghiêng cho dịch vụ hơi nước áp suất cao; Yêu cầu cắt mạnh và rò rỉ tối thiểu.
• Dầu & Đường ống dẫn khí: Kiểm tra đĩa nghiêng và séc được sử dụng trong đường kính lớn; wafer kép trong một số trạm van khối cho bố cục nhỏ gọn. API 6D Địa chỉ các ứng dụng đường ống.
• Hàng hải: Van kiểm tra bằng đồng hoặc song công trong hệ thống nước biển; Khả năng tương thích vật liệu và điện.
• Cây hóa học: Van kiểm tra hợp kim không gỉ hoặc niken có ghế cứng cho chất lỏng ăn mòn hoặc ăn mòn.
• HVAC & Hệ thống bơm: Tấm wafer/kép cho bố cục nhỏ gọn; Các mô hình mùa xuân để tránh backspin trong máy bơm.

10. So sánh với các loại van khác

Van kiểm tra thường được đánh giá cùng với các loại van khác khi các kỹ sư và người quản lý mua sắm chỉ định thiết bị cho các hệ thống chất lỏng.

Trong khi họ phục vụ một vai trò khác biệt -tự động phòng ngừa dòng chảy ngược—Có hiểu cách họ so sánh với Quả cầu, quả bóng, bươm bướm, và các van cổng cung cấp sự rõ ràng về lợi thế và giới hạn của họ.

Phân tích so sánh

11. Phần kết luận

Van kiểm tra là một lớp van đơn giản nhưng không thể thiếu trong đường ống công nghiệp.

Lựa chọn chính xác đòi hỏi sự chú ý đến hóa học chất lỏng, Thủy lực, Thiết kế cơ học, nguyên vật liệu, và dự kiến ​​tạm thời.

Rủi ro hoạt động lớn nhất - Valve Slam, Đĩa bị kẹt, Xói mòn chỗ ngồi, và thất bại mùa xuân - phần lớn có thể phòng ngừa được với đặc điểm kỹ thuật đúng (áp lực nứt, Vật liệu mùa xuân), lọc, Thực hành cài đặt và chương trình bảo trì dựa trên điều kiện.

Công nghệ mới nổi (cảm biến, Hợp kim mới, Sản xuất phụ gia) đang cải thiện độ tin cậy và khả năng phục vụ, Nhưng các quy tắc nền tảng của kỹ thuật tốt - xác định dịch vụ, Chỉ định chính xác, kiểm tra kỹ lưỡng, và duy trì chủ động - vẫn là tối quan trọng.

 

Câu hỏi thường gặp

Làm cách nào để chọn giữa van kiểm tra wafer và swing?

Sử dụng wafer (Tấm kép) Khi không gian và trọng lượng bị hạn chế và dòng chảy tương đối sạch sẽ; Chọn Swing cho sự mạnh mẽ trong vận tốc thấp, Các dòng nước hoặc nước thải có đường kính lớn nơi đóng cửa chậm hơn được chấp nhận.

Có thể cài đặt van kiểm tra theo chiều dọc không?

Phụ thuộc vào loại. Kiểm tra nâng có thể hoạt động trên dòng chảy thẳng đứng; Nhiều kiểm tra swing yêu cầu định hướng pin bản lề ngang. Luôn làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Làm cách nào để ngăn chặn van slam?

Chọn thiết kế đóng chậm, Cài đặt Snubbers/bộ giảm chấn, Sử dụng các van do phi công điều khiển hoặc hỗ trợ lò xo, và thực hiện phân tích tăng đột biến cho các hệ thống giảm kích thước/tích lũy.

Khoảng thời gian bảo trì nào là phù hợp?

Thay đổi với mức độ quan trọng: Kiểm tra trực quan/chức năng hàng năm cho các dịch vụ xả bơm và an toàn hàng năm; Các hệ thống ít quan trọng hơn có thể sử dụng các khoảng thời gian hàng năm hoặc dựa trên rủi ro.

Sử dụng dữ liệu xu hướng được giám sát để chuyển sang bảo trì dựa trên điều kiện.

Van kiểm tra có phù hợp cho các mảnh không?

Van kiểm tra piston hoặc piston chuyên dụng với ghế cứng và độ khoảng trống lớn hơn có thể xử lý các bùn; Thiết kế giống như dao hoặc vạt đôi khi được sử dụng. Kiểm tra và lọc thường xuyên là rất cần thiết.