Почему мы редко рекомендуем дисковые затворы с проушинами для обслуживания по стандарту ASME класса 600

Поворотные дисковые затворы с проушинами популярны, поскольку они компактны, легки и удобны в установке. Резьбовые выступы вокруг корпуса клапана позволяют закрепить болтами каждый фланец трубопровода независимо, что может упростить техническое обслуживание и позволить отсоединить одну сторону трубопровода, когда конкретный клапан рассчитан на работу в тупике.

Эти преимущества ценны в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, противопожарной защиты, системах водоснабжения и общепромышленных трубопроводах. Но когда спецификация проекта переходит в ASME класс 600, вопрос выбора меняется. Инженер больше не выбирает только удобный тип кузова. Полная граница давления, интерфейс фланца, прочность корпуса и наконечника, вал, диск, седло, болты, крутящий момент привода и нагрузки на трубопроводы должны оцениваться как одна система.

 

1. Как подключается дисковый затвор с проушинами

Дроссельный клапан с проушинами имеет выступающие выступы вокруг корпуса. Болты фланцев трубопровода зацепляются за проушины с каждой стороны, а не проходят полностью через узел клапана, как это обычно происходит в бесфланцевых конструкциях. Такое независимое болтовое соединение является одной из причин, по которой клапаны с проушинами привлекательны для технического обслуживания и тупиковых применений.

В условиях умеренного давления компактное расположение может быть очень практичным. Например, многие дисковые затворы с упругим седлом успешно используются в системах водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования, противопожарных системах и системах общего пользования. Vcore дроссельный клапан с резиновой футеровкой диапазон, например, ориентирован на приложения PN10, PN16 и класса 150, а не на класс 600.

Однако в классе 600 соединение с наконечниками становится инженерной особенностью, которая должна быть тщательно проверена. Зацепление резьбы, толщина секции выступа, материал корпуса, болтовое соединение фланца, нагрузка на прокладку и нагрузки на внешние трубопроводы — все это имеет значение. Паспортная табличка класса 600 не может компенсировать конструкцию соединения, которая никогда не была рассчитана на возникающие нагрузки.

2. Почему класс 600 меняет вариант механической нагрузки

Сила давления увеличивается непосредственно с увеличением давления и эффективной площади, на которую это давление действует. В системе трубопроводов, находящихся под давлением, осевое давление в основном передается через трубопровод, фланцы, анкеры, опоры и подключенное оборудование. Соединение клапана должно безопасно передавать нагрузки, возникающие на его интерфейсах.

По этой причине правильнее сказать, что клапан класса 600 должен выдерживать гораздо более требовательное сочетание внутреннее давление, нагрузки на фланцы, реакции трубопровода, тепловое расширение, вибрация и рабочий крутящий момент. чем сказать, что одно только давление просто «раздвигает клапан с проушиной».

Для проекта DN150/NPS 6 эти эффекты уже достаточно значительны, поэтому Vcore обычно проверяет стиль соединения, прежде чем рассматривать решение с корпусом с наконечниками как решение по умолчанию. Если клапан предназначен для изоляции тупикового конца, это требование становится еще более важным, поскольку один выходной фланец можно снять, в то время как клапан остается под давлением.

Что следует проверить?

• Нагрузка на корпус и проушин при заданном давлении и температуре.
• Минимальное зацепление резьбы и допустимые нагрузки на болты.
• Совместимость с действующими фланцевыми отверстиями и крепежными деталями ASME.
• Номинальное давление в тупике, если требуется одностороннее обслуживание.
• Допустимые нагрузки и моменты внешних трубопроводов.
• Прочность вала и диска при перепаде давления.
• Требуемый рабочий и установочный крутящий момент.
• Снижение характеристик давления и температуры материалов корпуса, седла и уплотнений.

Технический разрез: дисковый затвор с выступом между фланцами класса 600, показаны резьбовые выступы, болты, диск, вал, седло и пути давления/нагрузки.

3. Компактная конструкция дроссельной заслонки является преимуществом, но имеет ограничения.

Одной из причин, по которой инженеры выбирают дроссельные заслонки, является их превосходная эффективность упаковки. Четвертьоборотный диск обеспечивает изоляцию или управление при гораздо более короткой и легкой сборке, чем многие конструкции задвижек или шаровых клапанов. Это делает дисковые затворы особенно привлекательными там, где имеют значение вес, пространство для установки и скорость срабатывания.

Это не означает, что дроссельные заслонки не могут выдерживать высокое давление. Это означает, что по мере увеличения давления, температуры и жесткости условий эксплуатации конструкция обычно меняется от простого концентрического клапана с упругим седлом к клапану с упругим седлом. дисковый затвор с двойным эксцентриситетом или дисковый затвор с тройным эксцентриситетом с корпусом, рассчитанным на давление, более прочным валом и более подходящей системой уплотнений.

Компактные клапаны с проушинами в диапазоне DN50–DN300 Vcore обычно видят наиболее экономически выгодные и эффективные варианты технического обслуживания в проектах с низким и средним давлением. Поэтому, когда для клапана DN150 указан класс 600, мы не просто предполагаем, что следует сохранить ту же традиционную конструкцию наконечников. Сначала мы пересмотрим всю архитектуру клапана.

4. Почему мы часто предпочитаем двухфланцевую конструкцию класса 600

Двухфланцевый дроссельный клапан имеет встроенные фланцы с обеих сторон корпуса. Для требовательных установок это обеспечивает более прочное соединение клапана с трубопроводом и может улучшить соосность и жесткость установки. Это также привычная схема для проектов, в которых ожидается, что клапан будет вести себя как надежный компонент трубопровода с независимой поддержкой.

Vcore уже использует двухфланцевую конструкцию в промышленных приложениях, где важна стабильная установка; см. наш гидравлический двухфланцевый дроссельный клапан. Наш Руководство по выбору фланцевого дроссельного клапана также объясняет, почему обычно рассматриваются двухфланцевые конструкции, когда приоритетом становятся жесткость соединения и более крупные или более требовательные трубопроводные системы.

Ключевым моментом является не то, что двухфланцевая конструкция автоматически становится прочнее во всех возможных конструкциях. Техническое преимущество заключается в том, что это дает производителю больше свободы при проектировании прочного, выдерживающего давление корпуса и фланцевого соединения, не полагаясь на компактное резьбовое соединение. Фактическая пригодность по-прежнему должна быть подтверждена расчетами конструкции, номинальными значениями давления и температуры и испытаниями.

5. Мягкое седло по сравнению с металлическим седлом при высоком давлении

Поворотные затворы с мягким седлом популярны, поскольку упругие или полимерные седла могут обеспечить очень плотное закрытие при относительно низком крутящем моменте запирания. EPDM, NBR, PTFE и армированный PTFE имеют законное применение, но необходимо соблюдать их допустимый диапазон давления и температуры, а также устойчивость к экструзии, ползучести, износу и химическому воздействию.

Для требовательного проекта класса 600 Vcore обычно не рассматривает обычное мягкое сиденье по умолчанию. Седло из высокоэффективного полимерного материала может подходить для конкретного производителя и службы, но при сильном давлении, температуре, эрозионном потоке или длительной изоляции мы обычно оцениваем конструкция с двойным или тройным смещением с металлическим седлом.

Клапан с тройным эксцентриситетом особенно актуален там, где проект сочетает высокое давление с высокой температурой или критической изоляцией, поскольку его геометрия сводит к минимуму трение между уплотняющими поверхностями. См. Vcore дроссельный клапан с тройным смещением для общей концепции дизайна.

Сравнительная диаграмма: обычный дроссельный клапан с мягким седлом и смещенный двухфланцевый дроссельный клапан с металлическим седлом.

6. Пример реалистичного выбора: DN150, класс 600 по ASME.

Рассмотрим клиента, запрашивающего дроссельную заслонку DN150 в соответствии с классом 600 по ASME. Если исходный запрос касается дроссельной заслонки с обычным наконечником и мягким седлом, Vcore обычно останавливается, прежде чем предлагать ту же конструкцию для более высокого класса давления.

Наша первая рекомендация обычно состоит в том, чтобы оценить:

• Двухфланцевый корпус для более надежного соединения трубопровода.
• Геометрия с двойным или тройным смещением в зависимости от температуры, требований к утечке и режима езды на велосипеде.
• Металлическая система уплотнения для суровых условий эксплуатации при высоком давлении/высокой температуре.
• Привод редуктора или привод рассчитан на основе расчетного крутящего момента, а не просто выбранный по номинальному размеру.
• Требования API 609/ASME и тестирование API 598 в соответствии с утвержденным проектом и спецификациями проекта.
• Полный анализ среды, рабочей температуры, расчетной температуры, перепада давления и направления потока перед изготовлением.

Этот подход может привести к созданию более тяжелого и дорогого клапана, чем исходная конструкция проушин, но приоритетом класса 600 является не минимальный вес корпуса. Это выверенная граница давления, стабильная установка, надежная изоляция и приемлемый срок службы.

7. Но может ли дисковый затвор с проушинами действительно соответствовать классу 600?

Да. Это различие важно. Авторитетные производители предлагают высокопроизводительные дроссельные заслонки с проушинами, соответствующие классу 600 ASME, включая конструкции, пригодные для работы в тупике при полном давлении. Поэтому было бы технически неверно утверждать, что само соединение с наконечниками никогда не сможет выдержать класс 600.

Практическое правило другое: никогда не делайте вывод о возможностях класса 600 только по типу кузова. Клапан с проушиной следует выбирать только в том случае, если точная серия, размер, материал корпуса, конфигурация седла, номинальное давление-температура, расположение болтов и номинал тупиковой части документально подтверждены для требуемого обслуживания.

8. Где дисковые затворы с проушинами остаются очень привлекательными

Для систем низкого и среднего давления дисковые затворы с проушинами сохраняют явные практические преимущества. Корпус компактен, установка проста, а независимые болтовые соединения могут облегчить последующее техническое обслуживание, если клапан имеет соответствующий номинал тупикового конца.

Общие приложения включают в себя:

• Противопожарная защита и трубопроводы противопожарного водоснабжения.
• Системы охлажденной воды HVAC и конденсаторной воды.
• Циркуляция охлаждающей воды.
• Общепромышленные водопроводы и инженерные сети.
• Отобранные морские и морские системы с соответствующими материалами.
• Изоляция процесса, когда указанный диапазон давления и температуры находится в пределах документированных номинальных характеристик клапана.

В этих случаях компактность корпуса с проушинами и удобство обслуживания могут быть более ценными, чем дополнительная масса двухфланцевого клапана.

Промышленное применение вне помещений: двухфланцевый дроссельный клапан с металлическим седлом, установленный в технологическом трубопроводе высокого давления.

9. Обслуживание морской воды класса 600 требует большего, чем просто повышение давления

Морская вода добавляет отдельную проблему коррозии. Клапан, механически подходящий для класса 600, все равно может преждевременно выйти из строя, если его смачиваемые материалы, щели, крепежные детали и дренажные детали выбраны неправильно.

Для проектов с морской водой нержавеющая сталь 316/CF8M часто считается отправной точкой для обеспечения коррозионной стойкости, но она должна нет рассматриваться как универсально достаточная. Теплая морская вода, высокая концентрация хлоридов, застойные щели и длительное воздействие могут вызвать точечную и щелевую коррозию нержавеющей стали 316. В зависимости от температуры, уровня хлоридов, скорости и расчетного срока службы более подходящими могут быть дуплексные или супердуплексные нержавеющие стали, никель-алюминиевая бронза или материалы из более высоких сплавов.

А как насчет 316 + Стеллит 6?

Диск из нержавеющей стали 316 с наплавкой Stellite 6 на выбранных уплотняющих или изнашиваемых поверхностях может обеспечить полезную комбинацию коррозионной стойкости, твердости и износостойкости в некоторых конструкциях. Однако наплавку из стеллита следует выбирать исходя из ее фактических требований к герметизации, истиранию, эрозии и износу, а не использовать в качестве универсального решения для защиты от коррозии в морской воде. Полный набор материалов, гальваническая совместимость и спецификации проекта по коррозии все еще требуют пересмотра.

Для дроссельной заслонки высокого давления для морской воды компания Vcore обычно проверяет по крайней мере корпус, диск, вал, седло/уплотнительное кольцо, наплавку, крепеж, набивку, прокладку и систему покрытия по отдельности.

10. Дренаж и улавливание воды имеют значение на морских объектах

Дренаж легко не заметить. Наружные, морские и полуморские трубопроводы могут задерживать морскую или промывную воду вокруг полостей корпуса, фланцевых соединений, кронштейнов привода и внешних углублений. Застойная вода, богатая хлоридами, может ускорить локальную коррозию, даже если в основных компонентах, контактирующих с рабочей средой, используется нержавеющая сталь.

Поэтому при установке следует избегать ненужных водяных карманов. В зависимости от расположения клапана и трубопровода, условия дренажа, ориентацию, внешнее покрытие, детали герметичных крепежных элементов и доступ для осмотра следует учитывать во время проектирования, а не после ввода в эксплуатацию.

Технический эскиз: двухфланцевый смещенный дроссельный клапан класса 600 для работы в морской воде, показывающий металлическое седло, детали, контактирующие с рабочей средой из стали 316/duplex, и особенности дренажа.

11. Логика выбора напряжения для двухфланцевых дисковых затворов с проушинами

12. Контрольный список запросов цен на дисковый затвор класса 600.

Прежде чем просить производителя указать дроссельную заслонку класса 600, предоставьте достаточно информации, чтобы выбрать фактическую конструкцию, а не только класс давления:

• Номинальный размер: DN/NPS.
• Класс давления и расчетное давление.
• Рабочая и расчетная температура.
• Среда, включая химический состав морской воды, если применимо.
• Требуемый тип корпуса: наконечник, пластина или двойной фланцевый.
• Смещенная конструкция: концентрическая, с двойным или тройным смещением.
• Материалы корпуса, диска, вала и уплотнений.
• Мягкое или металлическое седло и требуемая герметичность.
• Требуемое направление потока и перепад давления.
• Требование к тупиковому обслуживанию.
• Механическая коробка передач, пневматическое, электрическое или гидравлическое управление.
• Стандарт фланца и требование к монтажной длине.
• Пожаробезопасность, неконтролируемые выбросы, требования NACE или морские требования, где это применимо.
• Стандарты проектирования, испытаний и проверок.
• Необходимый общий чертеж, протоколы MTR, протоколы испытаний под давлением и документация о соответствии.

Заключение

Поворотные затворы с проушинами являются отличными клапанами, когда их компактная конструкция и независимые фланцевые болты соответствуют условиям эксплуатации. Их преимущества особенно очевидны в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, пожаротушения, коммунальных и промышленных системах среднего давления.

Однако для класса 600 компания Vcore не рекомендует использовать обычный дроссельный клапан с проушиной или мягким седлом и просто увеличивать номинальное давление. Обычно мы повторно оцениваем соединение, жесткость корпуса, геометрию смещения, вал, седло, крутящий момент привода, нагрузки на трубопроводы и материалы. Требуя изоляции, двухфланцевый дроссельный клапан с двойным или тройным эксцентриситетом с металлическим седлом часто является нашей предпочтительной отправной точкой.

Дроссельный затвор класса 600 с проушиной может по-прежнему быть действенным решением, если он представляет собой специально разработанный, полностью документированный высокопроизводительный продукт. Таким образом, окончательный выбор должен основываться на точных характеристиках давления, температуры и тупиковых характеристик конкретного производителя, а не на общем предположении, что все клапаны с проушинами слабы или что все двухфланцевые клапаны автоматически подходят.

Если вы оцениваете проект дроссельной заслонки класса 600, отправьте Vcore размер, среду, температуру, давление, стандарт фланца, требования к материалу и метод работы через наш страница контактов. Мы можем сравнить конфигурации с наконечниками, двумя фланцами, двойным и тройным смещением перед предложением.

Часто задаваемые вопросы

Может ли дроссельный клапан с проушиной соответствовать классу 600 по ASME?

Да. Специально разработанные высокопроизводительные дисковые затворы с тройным эксцентриситетом доступны в классе 600. Точный размер, материал, конфигурация седла, температурный диапазон и номинальная нагрузка должны быть проверены на основе документированных данных о серии, предоставленных производителем.

Почему компания Vcore часто рекомендует для класса 600 двухфланцевую конструкцию?

Для индивидуальных проектов, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации, двухфланцевая конструкция обеспечивает надежное соединение с трубопроводом и дает больше свободы при проектировании более тяжелого корпуса, выдерживающего давление. Это консервативная отправная точка, когда приоритетами являются жесткость соединения, металлическое уплотнение и долговременная механическая стабильность.

Является ли дисковый затвор с мягким седлом непригодным для всех видов эксплуатации класса 600?

Нет. Для клапанов высокого давления существуют седла из высокоэффективного полимера. Однако необходимо проверить пределы давления и температуры седла, устойчивость к экструзии, химическую совместимость и циклическую работу. Конструкции со смещением с металлическим седлом часто предпочтительнее для работы в тяжелых условиях высокого давления/высокой температуры или при критической изоляции.

Достаточно ли нержавеющей стали 316 для дроссельных клапанов для морской воды?

Не всегда. Сплав 316/CF8M может быть полезным исходным материалом, но концентрация хлоридов, температура, застой, щели и расчетный срок службы могут оправдать использование дуплекса, супердуплекса, никель-алюминиевой бронзы или другого сплава. Выбор материала должен соответствовать фактическим условиям морской воды и проектным спецификациям по коррозии.

Что мне следует подтвердить перед заказом дроссельной заслонки класса 600?

Подтвердите размер, давление и температуру, среду, тип соединения, геометрию смещения, материалы, систему седла, перепад давления, направление потока, требования к тупику, привод, стандарт фланца, испытания и необходимую проектную документацию.