Wpływ temperatury i ciśnienia na działanie zaworu motylkowego
Wielu klientów przesyła nam zapytania, na które odpowiadamy, prosząc o podanie rodzaju medium, temperatury i ciśnienia, ponieważ ma to nie tylko wpływ na cenę zaworu motylkowego, ale jest również kluczowym czynnikiem wpływającym na jego wydajność. Ich wpływ na zawór motylkowy jest złożony i kompleksowy.
1. Wpływ temperatury na działanie zaworu motylkowego:
1.1. Właściwości materiału
W środowiskach o wysokiej temperaturze materiały takie jak korpus i trzpień zaworu motylkowego muszą charakteryzować się dobrą odpornością na ciepło, w przeciwnym razie ich wytrzymałość i twardość ulegną pogorszeniu. W środowisku o niskiej temperaturze materiał korpusu zaworu stanie się kruchy. Dlatego do środowisk o wysokiej temperaturze należy wybierać materiały stopowe odporne na ciepło, a do środowisk o niskiej temperaturze – materiały o dobrej odporności na zimno.
Jaka jest dopuszczalna temperatura pracy korpusu zaworu motylkowego?
Zawór motylkowy z żeliwa sferoidalnego: od -10℃ do 200℃
Zawór motylkowy WCB: -29℃ do 425℃.
Zawór motylkowy SS: -196℃ do 800℃.
Zawór motylkowy LCB: -46℃ do 340℃.
1.2. Skuteczność uszczelnienia
Wysoka temperatura powoduje zmiękczenie, rozszerzenie i odkształcenie miękkiego gniazda zaworu, pierścienia uszczelniającego itp., co zmniejsza skuteczność uszczelnienia; natomiast niska temperatura może stwardnieć materiał uszczelniający, co prowadzi do obniżenia skuteczności uszczelnienia. Dlatego, aby zapewnić skuteczność uszczelnienia w środowiskach o wysokiej lub niskiej temperaturze, konieczne jest dobranie materiałów uszczelniających odpowiednich do pracy w wysokich temperaturach.
Poniżej przedstawiono zakres temperatur roboczych miękkiego gniazda zaworowego.
• EPDM -46℃ – 135℃ Przeciwstarzeniowy
• NBR -23℃-93℃ Odporny na olej
• PTFE -20℃-180℃ Środki antykorozyjne i chemiczne
• VITON -23℃ – 200℃ Antykorozyjny, odporny na wysoką temperaturę
• Krzemionka -55℃ -180℃ Odporność na wysoką temperaturę
• NR -20℃ – 85℃ Wysoka elastyczność
• CR -29℃ – 99℃ Odporny na zużycie, przeciwstarzeniowy
1.3. Wytrzymałość konstrukcyjna
Myślę, że każdy słyszał o koncepcji „rozszerzalności i kurczenia cieplnego”. Zmiany temperatury powodują odkształcenia lub pęknięcia naprężeń cieplnych w połączeniach zaworów motylkowych, śrubach i innych częściach. Dlatego projektując i montując zawory motylkowe, należy uwzględnić wpływ zmian temperatury na konstrukcję zaworu i podjąć odpowiednie środki w celu ograniczenia wpływu rozszerzalności i kurczenia cieplnego.
1.4. Zmiany charakterystyk przepływu
Zmiany temperatury mogą wpływać na gęstość i lepkość medium, wpływając tym samym na charakterystykę przepływu zaworu motylkowego. W zastosowaniach praktycznych należy uwzględnić wpływ zmian temperatury na charakterystykę przepływu, aby zapewnić, że zawór motylkowy będzie w stanie sprostać wymaganiom regulacji przepływu w różnych warunkach temperaturowych.
2. Wpływ ciśnienia na działanie zaworu motylkowego
2.1. Skuteczność uszczelnienia
Wraz ze wzrostem ciśnienia medium, przepustnica musi wytrzymać większą różnicę ciśnień. W środowiskach o wysokim ciśnieniu, przepustnice muszą mieć wystarczającą szczelność, aby zapobiec wyciekom po zamknięciu zaworu. Dlatego powierzchnia uszczelniająca przepustnic jest zazwyczaj wykonana z węglika spiekanego i stali nierdzewnej, co zapewnia jej wytrzymałość i odporność na zużycie.
2.2. Wytrzymałość konstrukcyjna
Zawór motylkowy W środowisku wysokiego ciśnienia zawór motylkowy musi wytrzymać wyższe ciśnienie, dlatego materiał i konstrukcja zaworu motylkowego muszą charakteryzować się wystarczającą wytrzymałością i sztywnością. Konstrukcja zaworu motylkowego zazwyczaj obejmuje korpus zaworu, płytkę zaworu, trzpień zaworu, gniazdo zaworu i inne elementy. Niedostateczna wytrzymałość któregokolwiek z tych elementów może spowodować awarię zaworu motylkowego pod wpływem wysokiego ciśnienia. Dlatego też, projektując konstrukcję zaworu motylkowego, należy uwzględnić wpływ ciśnienia i zastosować odpowiednie materiały i formy konstrukcyjne.
2.3. Działanie zaworu
Wysokie ciśnienie może wpływać na moment obrotowy zaworu motylkowego, a jego otwarcie lub zamknięcie może wymagać większej siły. Dlatego, jeśli zawór motylkowy jest pod wysokim ciśnieniem, najlepiej wybrać siłowniki elektryczne, pneumatyczne lub inne.
2.4 Ryzyko wycieku
W środowiskach o wysokim ciśnieniu ryzyko wycieku wzrasta. Nawet niewielkie wycieki mogą prowadzić do strat energii i zagrożeń dla bezpieczeństwa. Dlatego konieczne jest zapewnienie odpowiedniej szczelności zaworu motylkowego w środowiskach o wysokim ciśnieniu, aby zminimalizować ryzyko wycieku.
2.5. Średni opór przepływu
Opór przepływu jest ważnym wskaźnikiem wydajności zaworu. Czym jest opór przepływu? Odnosi się on do oporu, jaki napotyka przepływający przez zawór płyn. Pod wysokim ciśnieniem wzrasta ciśnienie medium na płytce zaworu, co wymaga od zaworu motylkowego większej przepustowości. W tym momencie zawór motylkowy musi poprawić wydajność przepływu i zmniejszyć opór przepływu.
Ogólnie rzecz biorąc, wpływ temperatury i ciśnienia na działanie zaworu motylkowego jest wieloaspektowy, w tym szczelność, wytrzymałość konstrukcyjna, działanie zaworu motylkowego itp. Aby zapewnić prawidłową pracę zaworu motylkowego w różnych warunkach pracy, konieczne jest dobranie odpowiednich materiałów, konstrukcji i uszczelnienia oraz podjęcie odpowiednich środków w celu dostosowania się do zmian temperatury i ciśnienia.