ما هو مبدأ العمل في صمام بوابة الختم عالي الضغط؟

تعد صمامات بوابة الختم عالي الضغط أجهزة التحكم في السوائل الحرجة المصممة لظروف متطلبة (على سبيل المثال ، ارتفاع الضغط أو ارتفاع درجة الحرارة أو الوسائط المسببة للتآكل). تعتمد وظيفتها الأساسية على التصميمات المتخصصة لتحقيق ختم موثوق. فيما يلي انهيار مفصل لمبدأ العمل.

1. الهيكل الأساسي

1. جسم الصمام

   • المكون الحامل للضغط ، المصنوع عادةً من الصلب المزور (على سبيل المثال ، A105) أو الصلب سبيكة (WC6) ، ويتميز بتصميم كامل للانخفاض في الضغط.

2. بوابة (قرص)

   • إسفين الصلبة: تم تصويره كقطعة واحدة للأداء المستقر في تطبيقات الضغط العالي (على سبيل المثال ، الفئة 600 وما فوق).

   • إسفين مرن: يدمج الينابيع أو المفصلات للتكيف مع تشوه المقعد البسيط ، وتحسين الختم.

3. مقعد الصمام

   • ختمها صلبة (على سبيل المثال ، تراكب stellite) أو ناعمة ختم (PTFE) ، وتشكيل زوج ختم مع البوابة.

4. ينبع

   • تصميم الجسم الصاعد متصل بالبوابة عبر الخيوط أو T-slot ، يتطلب مواد عالية الضغط والمقاومة للتآكل (على سبيل المثال ، الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4 في الساعة).

5. نظام التعبئة الجذعية

   • تعبئة الجرافيت متعددة الطبقات أو تعبئة PTFE ، جنبا إلى جنب مع الغدة لمنع التسرب حول الجذع.

2. آلية الختم

(1) ختم ثنائي الاتجاه

• الختم الصلب المعدني (شائع في تطبيقات الضغط العالي):

  • عند الإغلاق ، يتم الضغط على البوابة محوريًا مقابل المقعد ، مما يؤدي إلى إنشاء ملامسة خط أو ختم ملامسة السطح.

  • يعتمد على الآلات ذات الدقة العالية (RA ≤ 0.8μm) وصدة المواد (على سبيل المثال ، SEAT HRC 50) لمنع تغلغل الوسائط.

• الختم الناعم (مساعدة للضغط المنخفض):

  • يستخدم PTFE أو المطاط المضمّن في المقعد للتسرب الصفري عند الضغط المنخفض ، وغالبًا ما يكون بمثابة نسخة احتياطية في تصميمات آمنة للحريق.

(2) الختم المعزز بالضغط

• تحت الضغط العالي ، يفرض وسائل الإعلام البوابة أكثر تشددًا على المقعد (على سبيل المثال ، صمامات بوابة الإسفين) ، مما يخلق ختمًا بمساعدة الضغط حيث تزداد قوة الختم بضغط النظام.

(3) نقاط الختم الحرجة

• واجهة بوابة إلى مقعد: سطح الختم الأساسي ، مقاوم للتآكل وارتداء الجسيمات.

• ختم التعبئة الجذعية: التعبئة المضغوطة مسبقًا تمنع التسرب على طول الجذع.

• ختم من الجسم إلى الحوض: يستخدم حشيات الجرح الحلزوني أو حشيات مفصل الحلقة.

3. تكيفات الضغط العالي

1. بنية معززة

   • سماكة جسم الصمام المحسوبة لكل ASME B16.34 لمنع التشوه.

   • أضلاع تعزيز البوابة تمنع الانحناء تحت الضغط العالي.

2. تصميم آمن للحريق (API 607/6FA)

   • إذا كانت الأختام الناعمة تحترق ، فإن المقاعد المعدنية تحافظ على ختم (على سبيل المثال ، أنظمة الخبز المزدوج).

3. جذع مقاوم للانفجار

   • يتميز STEM بكتف في القاعدة لمنع الطرد تحت الضغط العالي.

4. تسلسل التشغيل النموذجي

1. عملية الافتتاح

   • يثير دوران العجلة أو المحرك البوابة رأسياً ، مما يؤدي إلى فتح مسار التدفق بالكامل (يضمن التصميم الكامل لفقدان الضغط <5 ٪).

2. عملية الإغلاق

   • تنحدر البوابة ، وتفكيك في البداية من المقعد لتقليل الاحتكاك قبل الختم النهائي. غالبًا ما تتطلب صمامات الضغط العالي عزم دوران إضافي للإغلاق الضيق.

3. اختبارات الختم

   • اختبارات الغاز ذات الضغط العالي المصنع (لكل API 598 ، ضغط الاختبار ≥1.1x الضغط المقنن).

5. اعتبارات الاختيار الرئيسية

• الظروف القصوى: بالنسبة للضغط العالي للغاية (≥class 2500) ، اختر صمامات شريحة متوازية أو صمامات بوابة مزدوجة.

• وسائل الإعلام المسببة للتآكل: تطبيق الطلاء WC أو CRC على مقاعد لحياة الخدمة الممتدة.

• طريقة التشغيل: يجب أن تستخدم الصمامات ذات الضغط العالي المشغلات الكهربائية/الهيدروليكية (على سبيل المثال ، الدفع ≥10kn).

خاتمة

تحقق صمامات بوابة الختم عالي الضغط إغلاقًا موثوقًا به عبر الختم المعدني الدقيق ، والتعزيز بمساعدة الضغط ، والبناء المعزز. يجب أن يفسر الاختيار فئة الضغط وخصائص الوسائط ومعايير السلامة (على سبيل المثال ، API 6D) ، مع صيانة منتظمة لأنظمة الختم التي تضمن الأداء طويل الأجل.