Desarrollo de una válvula de hidrógeno crítica de alta presión.

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Recientemente, la fábrica PERFECT produjo un pequeño lote de válvulas de hidrogenación de alta presión. La hidrogenación a alta presión es un proceso importante en el procesamiento profundo del petróleo y en la industria química del carbón. No sólo puede mejorar la tasa de recuperación del petróleo crudo sino también mejorar la calidad del fueloil. El entorno dieléctrico de un dispositivo de hidrogenación de alta presión se caracteriza por alta presión e hidrógeno (con sulfuro de hidrógeno), con gases inflamables y explosivos a alta presión (hidrógeno o hidrocarburo + hidrógeno) que almacenan gran energía de presión. Una vez que se dañen los equipos de almacenamiento y transporte (incluidas las válvulas de las tuberías), se producirá un accidente de seguridad catastrófico.

El hidrógeno puede causar varios efectos adversos diferentes en materiales metálicos. Puede penetrar en el material metálico y causar fragilidad y deformación del material a temperatura normal. La corrosión por sulfuro de hidrógeno de materiales metálicos es un problema muy difícil, ya que puede causar corrosión por tensión y agrietamiento de materiales metálicos a temperatura ambiente y alta temperatura. Todas estas características han requerido una necesidad estricta de material, diseño estructural y diseño de resistencia de la válvula de hidrogenación de alta presión. Por lo tanto, la válvula de hidrogenación de alta presión debe enfrentar los problemas de fragilidad y corrosión por hidrógeno y debe prestar atención al problema de las fugas en condiciones de alta temperatura y alta presión. Válvulas de hidrogenación a alta presión, que generalmente incluyen válvulas de bola, válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de retención y válvulas de tapón, ASME CL900~2500, temperatura ambiente a 400 ℃.

Las válvulas utilizadas en aplicaciones industriales de hidrógeno, como procesos petroquímicos, suelen estar hechas de acero Cr-Mo y aleación de Inconel. Los materiales principales de la válvula de hidrogenación de alta presión son A182 F11/F22/F321, A216 WCB, A217 WC6/WC9, A351 CF8C, Inconel 725 con un diámetro DN15-400 mm.

El diseño y fabricación de válvulas de hidrogenación deberán cumplir con API 600, API 602, BS 1868, BS 1873, ASME B16.34, NACE MR0175, NACE MR0103 y esta norma. Nuestro centro de fabricación tiene la capacidad de producir válvulas de hidrotratamiento de alta presión y se ha aplicado con éxito en equipos de hidrotratamiento (presión de funcionamiento de 8 a 10 MPa). Más información, ¡llámanos hoy!

Válvula de compuerta de vástago ascendente VS válvula de compuerta de vástago no ascendente

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La válvula de compuerta es un tipo de válvula para conexión y cierre de medio, pero no es adecuada para regular. En comparación con otras válvulas, las válvulas de compuerta tienen una gama más amplia de aplicaciones combinadas para presión, fluido de servicio, presión de diseño y temperatura. Según la posición del tornillo del vástago, el válvula de compuerta Se puede dividir en válvulas de compuerta de vástago ascendente y válvula de compuerta de vástago no ascendente (NRS).

La tuerca del vástago para la válvula de compuerta de vástago abierto se encuentra en su cubierta. La rotación de la tuerca del vástago impulsa los vástagos hacia arriba y hacia abajo al abrir o cerrar la válvula de compuerta. Abre y cierra el disco conectado al vástago levantando o bajando la rosca entre el volante y el vástago y la posición completamente abierta no interrumpe el flujo. Este diseño favorece la lubricación del vástago de la válvula y ha sido ampliamente utilizado. La cuña está recubierta de goma y no se utiliza como válvula de retención ni para ajustar el caudal.

 

Las ventajas y desventajas de la válvula de compuerta de vástago ascendente:

  • Facil de abrir y cerrar.
  • Pequeña resistencia a fluidos, superficie de sellado por erosión y erosión media.
  • El flujo del medio no está restringido, no hay turbulencias ni reducción de presión.
  • La superficie de sellado es fácil de erosionar y raspar y de difícil mantenimiento.
  • Una estructura más grande requiere más espacio y una apertura prolongada.

 

Vástago no ascendente significa vástago exterior, también conocido como válvula de compuerta de vástago giratorio o válvula de compuerta de cuña de vástago ciego. En una válvula NRS, el vástago girará para abrir y cerrar la compuerta, pero el vástago no se mueve hacia arriba ni hacia abajo mientras gira. A medida que el vástago gira, entra o sale de la válvula, lo que también mueve la compuerta para abrir o sellar la válvula.

Las ventajas y desventajas de la válvula de compuerta de vástago no ascendente:

  • Válvulas de vástago no ascendente Ocupa menos espacio, ideal para válvulas de compuerta con espacio limitado. Generalmente, se debe instalar un indicador de apertura y cierre para indicar el grado de apertura y cierre.
  • Si no se lubrican las roscas del vástago, se producirá una erosión media y se dañarán fácilmente.

 

¿Cuál es la diferencia entre la válvula de compuerta de vástago ascendente y la válvula de compuerta de vástago no ascendente?

  1. Apariencia: La válvula de compuerta de vástago ascendente se puede ver por su apariencia si la válvula está cerrada o abierta. El tornillo de avance se puede ver, mientras que la válvula de compuerta de vástago no ascendente no.
  2. El tornillo de ascensión de la válvula de compuerta con brida de vástago ascendente está expuesto afuera, la tuerca que se adhiere al volante está fija (sin movimiento axial giratorio), la rotación del tornillo y la compuerta solo son movimientos relativos sin desplazamiento axial relativo del disco y el vástago hacia arriba y hacia abajo. juntos. El tornillo de elevación de la válvula de compuerta con brida de vástago no ascendente solo gira y no se mueve hacia arriba ni hacia abajo.

Marcado de grados de resistencia del perno para válvula

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Un perno es un cuerpo cilíndrico con rosca exterior formado por una cabeza y un tornillo. Como uno de los sujetadores más utilizados, se usa junto con una tuerca para conectar dos partes con orificios como válvulas. Los pernos utilizados para la conexión de la brida de la válvula se pueden clasificar en 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9, etc. Los pernos de clase 8.8 y superiores se denominan pernos de alta resistencia que están hechos de baja o media Acero de aleación de carbono después de un tratamiento térmico (templado y revenido). Los grados de los pernos se componen de dos números y un punto decimal, que representan respectivamente el valor de resistencia a la tracción nominal y la relación de resistencia a la flexión del material del perno, donde el primer número multiplicado por 100 representa la resistencia a la tracción nominal del perno; Estos dos números se multiplican por 10 para darle al perno su límite elástico nominal o límite elástico.

 

Una clasificación de resistencia de 4,6 pernos significa:

  1. La resistencia a la tracción nominal alcanza los 400 MPa;
  2. La relación de resistencia a la flexión es 0,6;
  3. El límite elástico nominal alcanza 400×0,6=240 MPa

Perno de alta resistencia de grado 10.9, lo que indica que el material puede lograr lo siguiente después del tratamiento térmico:

  1. Resistencia nominal a la tracción hasta 1000 MPa;
  2. La relación de flexión es 0,9;
  3. El límite elástico nominal alcanza 1000×0,9=900 MPa

El grado de resistencia de los pernos es un estándar internacional. Los grados de resistencia 8.8 y 10.9 se refieren a los grados de esfuerzo cortante 8.8 y 10.9 GPa para pernos. 8.8 Resistencia nominal a la tracción 800 N/MM2 Límite elástico nominal 640 N/MM2. La letra “XY” indica la resistencia del perno, X*100= la resistencia a la tracción del perno, X*100*(Y/10)= el límite elástico del perno (como se especifica: límite elástico/resistencia a la tracción =Y /10). Por ejemplo, la resistencia a la tracción de los pernos de clase 4.8 es de 400 MPa; Límite elástico: 400*8/10=320MPa. Pero hay excepciones, por ejemplo, los pernos de acero inoxidable suelen estar etiquetados como A4-70, A2-70.

 

Marcado de grado de perno y selección de material correspondiente:

clase de fuerza

 Recomendar material

Temperatura mínima de templado
3.6 Acero de aleación baja en carbono 0.15%≤C≤0.35%  
4.6 Acero al carbono medio 0.25%≤C≤0.55%  
4.8  
5.6  
5.8  
6.8  
8.8 Acero de aleación con bajo contenido de carbono con 0.15% 425
Acero al carbono medio 0.25% 450
9.8 Acero de aleación con bajo contenido de carbono 0.15% < C < 0.35%  
Acero al carbono medio 0.25%
10.9 Acero de aleación con bajo contenido de carbono con 0.15% 340
Acero al carbono medio 0.25% 425

Somos un fabricante y distribuidor completo de válvulas de bola conectadas con bridas, válvula de globo con capó atornillado y hacemos que la válvula sea fácil de encontrar para sus necesidades. Al instalar y quitar las válvulas, los pernos deben apretarse simétricamente, paso a paso y de manera uniforme. La selección de pernos de estas válvulas debe consultar la siguiente tabla:

Válvula DN Diámetro del orificio del tornillo (mm) Diámetro nominal del perno (mm) Número de perno Espesor de la válvula (mm) Espesor de brida (mm) Tuerca

(mm)

 Junta de resorte (mm) Longitud de un solo tornillo (mm) Tamaño del perno
DN50 18~19 M16 4 0 20 15.9 4.1 68 M16*70
DN65 18~19 M16 4 0 20 15.9 4.1 68 M16*70
DN80 18~19 M16 8 0 20 15.9 4.1 68 M16*70
DN100 18~19 M16 8 0 22 15.9 4.1 72 M16*70
DN125 18~19 M16 8 0 22 15.9 4.1 72 M16*70
DN150 22~23 M20 8 0 24 19 5 80 M20*80
DN200 22~23 M20 12 0 26 19 5 84 M20*90
DN250 26~27 M22 12 0 29 20.2 5.5 91.7 M22*90
DN300 26~27 M22 12 0 32 20.2 5.5 97.7 M22*100
DN350 26~27 M22 16 0 35 20.2 5.5 103.7 M22*100

 

 

El material para válvulas industriales de alta temperatura.

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La temperatura de trabajo es un factor clave que debe tenerse en cuenta para el diseño, fabricación e inspección de válvulas. Generalmente, la válvula con temperatura de funcionamiento t > 425 ℃ se conoce como válvula de alta temperatura, pero el número es difícil distinguir el rango de temperatura de la válvula de alta temperatura. Válvula de alta temperatura que incluye válvula de compuerta de alta temperatura, válvula de globo de alta temperatura, válvula de retención de alta temperatura, válvula de bola de alta temperatura, válvula de mariposa de alta temperatura, válvula de aguja de alta temperatura, válvula de mariposa de alta temperatura, válvula reductora de presión de alta temperatura. Entre ellas, las más utilizadas son la válvula de compuerta, la válvula de globo, la válvula de retención, la válvula de bola y la válvula de mariposa. Las válvulas de alta temperatura se utilizan ampliamente en las industrias petroquímica, de fertilizantes químicos, de energía eléctrica y metalúrgica. Según ASME B16.34, el material del cuerpo de la válvula y la parte interior son diferentes en cada rango de temperatura. Para garantizar que la válvula cumpla con sus correspondientes condiciones de trabajo de alta temperatura, es absolutamente necesario diseñar y distinguir científica y razonablemente el nivel de alta temperatura de la válvula.

Algunos fabricantes de válvulas de alta temperatura dividen las válvulas de alta temperatura en cinco grados según la clasificación de temperatura según su experiencia en producción. Es decir, la temperatura de funcionamiento de la válvula t>425~550℃ es grado PI, t>550~650℃ es grado PII, t>650~730℃ es grado PIII, t>730~816℃ es grado PIV y t> 816 ℃ es grado fotovoltaico. Entre ellos, la válvula PI ~ PIV depende principalmente de la selección de materiales apropiados para garantizar su rendimiento, la válvula PV, además de la selección de materiales, es más importante utilizar un diseño especial como revestimiento aislante o medidas de enfriamiento. El diseño de la válvula de alta temperatura debe prestar atención a que la temperatura de uso no exceda la temperatura de uso máxima permitida del material. Según ASMEB31.3, la temperatura máxima de los materiales comunes de válvulas de alta temperatura se muestra en la siguiente tabla. Una nota especial es que en el diseño real de la válvula también se consideran el medio corrosivo y los niveles de tensión y otros factores, la temperatura permitida del material de la válvula es en realidad más baja que la tabla.

 

Clasificación de presión-temperatura para acero inoxidable de uso común:

Temperatura desgastada  Material Presión de trabajo clase libra, libras por pulgada cuadrada
150 300 400 600 900 1500 2500 4500
800℉

(427℃)

 CF8, 304, 304H 80 405 540 805 1210 2015 3360 6050
CF8M, 316, 316H 80 420 565 845 1265 2110 3520 6335
321, 321H 80 450 600 900 1355 2255 3760 6770
CK-20, 310, 310H 80 435 580 875 1310 2185 3640 6550
1000℉

(538℃)

 CF8, 304, 304H 20 320 430 640 965 1605 2625 4815
CF8M, 316, 316H 20 350 465 700 1050 1750 2915 5245
321, 321H 20 355 475 715 1070 1785 2970 5350
CK-20, 310, 310H 20 345 460 685 1030 1720 2865 5155
1200℉

(650℃)

 CF8, 304, 304H 20(1) 155 205 310 465 770 1285 2315
CF8M,316,316H 20(1) 185 245 370 555 925 1545 2775
321, 321H 20(1) 185 245 365 555 925 1545 2775
CK-20, 310, 310H 20(1) 135 185 275 410 685 1145 2055
1350℉

(732℃)

 CF8, 304, 304H 20(1) 60 80 125 185 310 515 925
CF8M, 316, 316H 20(1) 95 130 190 290 480 800 1440
321, 321H 20(1) 85 115 170 255 430 715 1285
CK-20, 310, 310H 20(1) 60 80 115 175 290 485 875
1500℉

(816℃)

 CF8, 304, 304H 10(1) 25 35 55 80 135 230 410
CF8M, 316, 316H 20(1) 40 55 85 125 205 345 620
321, 321H 20(1) 40 50 75 115 190 315 565
CK-20, 310, 310H 10(1) 25 35 50 75 130 215 385

 

Clasificación de presión – temperatura del acero de alta temperatura Cr – Mo

temperatura de trabajo Los grados Presión de trabajo clase libra, libras por pulgada cuadrada
150 300 400 600 900 1500 2500 4500
800℉

(427℃)

 WC4, WC5, F2 80 510 675 1015 1525 2540 4230 7610
WC6, F11C1.2, F12C1.2, 80 510 675 1015 1525 2540 4230 7610
WC9, F22C1.3 80 510 675 1015 1525 2540 4230 7610
C5, F5 80 510 675 1015 1525 2540 4230 7610
1000℉

(538℃)

 WC4, WC5, F2 20 200 270 405 605 1010 1685 3035
WC6, F11C1.2, F12C1.2, 20 215 290 430 650 1080 1800 3240
WC9, F22C1.3 20 260 345 520 780 1305 2170 3910
C5, F5 20 200 265 400 595 995 1655 2985

 

En resumen, válvula de alta temperatura con una temperatura de funcionamiento superior a 425 ℃, cuyo material principal es acero aleado o acero inoxidable o aleación resistente al calor Cr-Ni. En realidad, en la aplicación práctica, el material WCB (o A105) también se usa ampliamente en el cuerpo principal de la válvula, como la válvula de bola de alta temperatura, la válvula de retención y la válvula de mariposa. Cuando la temperatura de trabajo de la válvula de bola con PTFE y caucho como anillo de sellado es superior a 150 ~ 180 ℃, no se recomienda utilizar el asiento de poliestireno de contrapunto (temperatura de trabajo t≤320 ℃) o el asiento de metal, que es adecuado "alta". -válvula de bola de temperatura”.

¿Cuál es el efecto de golpe de ariete de la válvula?

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Cuando una válvula se cierra repentinamente, la inercia del flujo presurizado crea una onda de choque de agua que puede causar daños a la válvula o al sistema de tuberías. Esto se conoce como “efecto golpe de ariete” en hidráulica o golpe de ariete positivo. Por el contrario, la apertura repentina de la válvula cerrada también puede producir el efecto de golpe de ariete, conocido como golpe de ariete negativo, que tiene una cierta fuerza destructiva pero no es tan grande como el golpe de ariete positivo.

La parte de cierre es succionada repentinamente hacia el asiento cuando la válvula se va a cerrar, lo que se denomina efecto de bloqueo del cilindro. Esto es causado por un actuador de bajo empuje que no tiene suficiente empuje para permanecer cerca del asiento, lo que hace que la válvula se cierre repentinamente, creando un efecto de golpe de ariete. En algunos casos, las características de flujo de apertura rápida de la válvula de control también pueden provocar el efecto de golpe de ariete.

El efecto del golpe de ariete es extremadamente destructivo: una presión demasiado alta provocará que la tubería y las válvulas se rompan, y una presión demasiado baja provocará el colapso, dañando las válvulas y los accesorios. También hace mucho ruido, pero el daño real a las válvulas y tuberías se debe a fallas mecánicas. Debido a que la energía cinética se transforma rápidamente en presión estática de la tubería, los golpes de ariete pueden atravesar la tubería o dañar los soportes y las juntas de la tubería. En el caso de las válvulas, el golpe de ariete puede producir vibraciones severas a través del carrete, lo que puede provocar fallas en el núcleo, la junta o la empaquetadura.

Cuando se corta la energía y la máquina se detiene, la energía potencial del sistema de bomba de agua superará la inercia del motor y hará que el sistema se detenga bruscamente, lo que también provocará impactos de presión y efectos de golpe de ariete. Para eliminar las graves consecuencias del efecto del golpe de ariete, se deben evitar cambios bruscos de presión en el sistema. En la tubería es necesario preparar una serie de medidas y equipos de amortiguación, como eliminador de golpe de ariete, estación de bombeo de golpe de ariete y bomba de golpe de ariete directo.

Para evitar fluctuaciones de presión, la válvula debe cerrarse a un ritmo uniforme. Para válvulas de control que debe estrangularse cuando está cerca del asiento, se debe utilizar un actuador con un empuje de salida suficientemente grande, como un actuador neumático o hidráulico de pistón, o una muesca especial en el manguito de desplazamiento de un operador que gira manualmente, para reducir o evitar que el cilindro efectos de bloqueo. La instalación de ciertos tipos de equipos antisobretensiones en el sistema de tuberías también puede reducir los efectos del golpe de ariete, como válvulas de alivio de presión o tambores amortiguadores. Además, la inyección de gas en el sistema reduce la densidad del fluido y proporciona cierta compresibilidad para manejar cualquier fluctuación repentina.

 

Las válvulas utilizadas para el sistema de tuberías de vapor.

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Los procesos industriales utilizan frecuentemente vapor a presiones y temperaturas más bajas. El vapor se utiliza para limpieza, calefacción y humidificación en la aplicación de turbinas para generar electricidad. La tubería de vapor de la planta de energía requiere cierto control y control del vapor para reducir la presión y la temperatura de la corriente de entrada para la aplicación del proceso.

En general, un sistema completo de estación de vapor debe estar equipado con las siguientes válvulas: válvula de control principal, válvula de control de cada ramal, válvula reductora de presión de vapor, trampa de vapor (válvula de drenaje de agua) según la longitud de la tubería, válvula de purga en el extremo del oleoducto. Aunque la mayoría de los tipos de válvulas pueden controlar el flujo de vapor, existen condiciones de servicio especiales con el vapor en cuanto a temperatura y presión. Las válvulas de vapor más utilizadas son la válvula reductora de presión y la válvula de drenaje de agua.

 

Válvula de reducción de presión

Una válvula reductora de presión de vapor es una parte indispensable de muchos sistemas de vapor. Desempeña un papel fundamental al proporcionar una presión de vapor estable y reducir la temperatura para procesar aplicaciones en una planta de proceso.

Cuando el vapor se transmite desde la caldera de alta presión, a menudo se utiliza el control de la válvula reductora, que puede reducir el tamaño de la caldera y mejorar la sequedad del vapor, lo que es conveniente para la transmisión a larga distancia. Debido a la alta densidad del vapor a alta presión, la tubería con el mismo diámetro puede transportar más vapor a alta presión que vapor a baja presión, reduciendo así el tamaño de la tubería y ahorrando costos.

Válvula de drenaje de agua

Una trampa de vapor es un tipo de válvula que puede eliminar automáticamente el agua condensada y otros gases no condensados de la tubería de vapor y del equipo de vapor y evitar fugas de vapor. El agua a descargar proviene principalmente del agua condensada en el fondo del cilindro de la caldera, del agua condensada en el fondo del cilindro del taller, del agua condensada del separador de vapor antes de la descompresión y del agua condensada del subcilindro acondicionador. Según su principio de funcionamiento, existen principalmente válvulas de agua de drenaje de bola flotante, válvulas de agua de drenaje termodinámicas, válvulas de agua de drenaje termostáticas, válvulas de agua de drenaje de cubo invertido, etc.

 

Además, también puede elegir una válvula de compuerta y válvulas de globo cuando la temperatura de la tubería de vapor es inferior a 425 ℃. La válvula de compuerta se utiliza principalmente para tuberías de vapor donde no es necesario abrir o cerrar con frecuencia; La válvula de globo ofrece una mejor función de regulación del flujo. No se recomienda el uso de la válvula de mariposa en tuberías de vapor, debido a la alta presión dentro de la válvula, es difícil cambiarla y la superficie de sellado es fácil de dañar, por lo que no se puede cambiar con frecuencia, por lo que la válvula de mariposa no ofrece un buen rendimiento. como válvula de compuerta; Sin embargo, si la presión de la tubería no es muy alta (por debajo de 6,4 Mpa), también se puede usar, pero se recomienda usar una válvula de mariposa de sello duro de metal debido a la alta temperatura. Puede elegir la válvula excéntrica con un cuerpo de material WCB; la instalación debe prestar atención a la dirección del flujo y la tubería debe mantenerse limpia para evitar un cierre hermético.

 

En resumen, la selección de la válvula para servicio de vapor depende del propósito de la válvula, el diámetro de la tubería, la temperatura y el costo. Como fabricante de válvulas industriales, cualquier necesidad de válvula, ¡llámenos hoy!