Développement d’une vanne à hydrogène critique haute pression

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Récemment, l'usine PERFECT a produit un petit lot de vannes d'hydrogénation haute pression. L'hydrogénation à haute pression est un processus important dans le traitement en profondeur du pétrole et dans l'industrie chimique du charbon. Cela peut non seulement améliorer le taux de récupération du pétrole brut, mais également améliorer la qualité du fioul. L'environnement diélectrique d'un dispositif d'hydrogénation à haute pression est caractérisé par une haute pression et de l'hydrogène (avec du sulfure d'hydrogène), avec des gaz à haute pression inflammables et explosifs (hydrogène ou hydrocarbure + hydrogène) qui emmagasinent une grande énergie de pression. Une fois ses équipements de stockage et de transport (y compris les vannes du pipeline), les dommages provoqueront un accident de sécurité catastrophique.

L’hydrogène peut provoquer un certain nombre d’effets néfastes sur les matériaux métalliques. Il peut pénétrer dans le matériau métallique et provoquer une fragilisation et une déformation du matériau à température normale. La corrosion par le sulfure d'hydrogène des matériaux métalliques est un problème très difficile, elle peut provoquer une fissuration par corrosion sous contrainte des matériaux métalliques à température ambiante et à haute température. Toutes ces caractéristiques ont nécessité un besoin strict en matière de matériaux, de conception structurelle et de conception de résistance pour la vanne d'hydrogénation haute pression. Par conséquent, la vanne d'hydrogénation à haute pression doit faire face aux problèmes de fragilisation par l'hydrogène et de corrosion par l'hydrogène et doit prêter attention au problème des fuites dans des conditions de haute température et de haute pression. Vannes à hydrogénation haute pression, comprenant généralement robinets à tournant sphérique, Vannes, vannes à soupape, clapets anti-retour et robinets à tournant sphérique, ASME CL900 ~ 2500, température ambiante jusqu'à 400 ℃.

Les vannes utilisées dans les applications industrielles de l'hydrogène telles que les processus pétrochimiques sont souvent fabriquées en acier Cr-Mo et en alliage Inconel. Les principaux matériaux de la vanne d'hydrogénation haute pression sont A182 F11/F22/F321, A216 WCB, A217 WC6/WC9, A351 CF8C, Inconel 725 d'un diamètre DN15-400 mm.

La conception et la fabrication des vannes d'hydrogénation doivent être conformes aux normes API 600, API 602, BS 1868, BS 1873, ASME B16.34, NACE MR0175, NACE MR0103 et à cette norme. Notre centre de fabrication a la capacité de produire des vannes d'hydrotraitement à haute pression et a été appliqué avec succès dans des équipements d'hydrotraitement (pression de fonctionnement 8~10 MPa). Plus d’informations, appelez-nous dès aujourd’hui !

Vanne à tige montante VS vanne à tige non montante

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Le robinet-vanne est une sorte de vanne pour le raccordement et l'arrêt du fluide, mais ne convient pas à la régulation. Par rapport aux autres vannes, les vannes à vanne ont une plus large gamme d'applications combinées pour la pression, le fluide de service, la pression de conception et la température. Selon la position de vis de la tige, le vanne à vanne peut être divisé en vannes à tige montante et vannes à tige non montante (NRS).

L'écrou de tige pour vanne à tige ouverte se trouve sur son couvercle. La rotation de l’écrou de tige entraîne les tiges de haut en bas lors de l’ouverture ou de la fermeture du robinet-vanne. Il ouvre et ferme le disque relié à la tige en soulevant ou en abaissant le filetage entre le volant et la tige et la position complètement ouverte ne perturbe pas le débit. Cette conception est favorable à la lubrification de la tige de valve et a été largement utilisée. La cale est recouverte de caoutchouc et elle n'est pas utilisée comme clapet anti-retour et réglage du débit.

 

Les avantages et inconvénients du robinet-vanne à tige montante :

  • Facile à ouvrir et à fermer.
  • Petite résistance aux fluides, surface d'étanchéité par érosion et érosion moyennes.
  • Le débit du fluide n'est pas limité, pas de turbulence, pas de réduction de pression.
  • La surface d'étanchéité est facile à éroder et à gratter, difficile à entretenir.
  • Une structure plus grande nécessite plus d'espace et une ouverture de longue durée.

 

Tige non montante signifie tige extérieure, également appelée vanne à tige rotative ou vanne à vanne à tige aveugle. Dans une vanne NRS, la tige tourne pour ouvrir et fermer la vanne, mais la tige ne monte ni ne descend lorsqu'elle tourne. Lorsque la tige tourne, elle entre ou sort de la vanne, ce qui déplace également la vanne pour ouvrir ou fermer la vanne.

Les avantages et les inconvénients du robinet-vanne à tige non montante :

  • Vannes à tige non montante Prend moins de place, idéal pour les robinets-vannes avec un espace limité. Généralement, un indicateur d'ouverture-fermeture doit être installé pour indiquer le degré d'ouverture-fermeture.
  • Le fait de ne pas lubrifier les filetages de la tige entraînera une érosion moyenne et des dommages faciles.

 

Quelle est la différence entre un robinet-vanne à tige montante et un robinet-vanne à tige non montante ?

  1. Apparence : Le robinet-vanne à tige montante peut être vu à partir de son apparence, si la vanne est fermée ou ouverte. La vis mère est visible alors que le robinet-vanne à tige non montante ne le peut pas.
  2. La vis d'ascension du robinet-vanne à bride à tige montante est exposée à l'extérieur, l'écrou accroché au volant est fixe (mouvement axial non rotatif), la rotation de la vis et du robinet uniquement en mouvement relatif sans déplacement axial relatif du disque et de la tige de haut en bas. ensemble. La vis de levage du robinet-vanne à bride à tige non montante tourne uniquement et ne bouge pas de haut en bas.

Marquage des niveaux de résistance des boulons pour vanne

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Un boulon est un corps cylindrique à filetage extérieur constitué d'une tête et d'une vis. En tant que l'une des fixations les plus couramment utilisées, elle est utilisée conjointement avec un écrou pour relier deux pièces avec des trous comme des valves. Les boulons utilisés pour le raccordement des brides de vanne peuvent être classés en 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9, etc. Les boulons de classe 8.8 et supérieures sont appelés boulons à haute résistance fabriqués en matériaux de faible ou moyenne résistance. acier allié au carbone après traitement thermique (trempé et revenu). Les qualités de boulons sont composées de deux nombres et d'un point décimal, qui représentent respectivement la valeur nominale de résistance à la traction et le rapport de résistance à la flexion du matériau du boulon, où le premier nombre multiplié par 100 représente la résistance nominale à la traction du boulon ; Ces deux nombres sont multipliés par 10 pour donner au boulon sa limite d'élasticité nominale ou sa limite d'élasticité.

 

Un indice de résistance de boulon de 4,6 signifie :

  1. La résistance à la traction nominale atteint 400 MPa ;
  2. Le rapport de résistance à la flexion est de 0,6 ;
  3. La limite d'élasticité nominale atteint 400 × 0,6 = 240 MPa

Boulon haute résistance de qualité 10.9, indiquant que le matériau peut atteindre les résultats suivants après traitement thermique :

  1. Résistance nominale à la traction jusqu'à 1000 MPa ;
  2. Le rapport de courbure est de 0,9 ;
  3. La limite d'élasticité nominale atteint 1000 × 0,9 = 900 MPa

Le niveau de résistance des boulons est une norme internationale. Les classes de résistance 8.8 et 10.9 font référence aux classes de contrainte de cisaillement 8.8 et 10.9 GPa pour les boulons. 8.8 résistance à la traction nominale 800 N/MM2 limite d'élasticité nominale 640N/MM2. La lettre « XY » indique la résistance du boulon, X*100= la résistance à la traction du boulon, X*100*(Y/10)= la limite d'élasticité du boulon (comme spécifié : limite d'élasticité/résistance à la traction =Y /dix). Par exemple, la résistance à la traction des boulons de classe 4.8 est de 400 MPa ; Limite d'élasticité : 400*8/10=320MPa. Mais il existe des exceptions, par exemple, les boulons en acier inoxydable sont généralement étiquetés A4-70, A2-70.

 

Marquage de la qualité des boulons et sélection des matériaux correspondant :

Classe de force

 Recommander du matériel

Température minimale de revenu
3.6 Acier allié à faible teneur en carbone 0,15%≤C≤0,35%  
4.6 Acier au carbone moyen 0,25%≤C≤0,55%  
4.8  
5.6  
5.8  
6.8  
8.8 Acier allié à faible teneur en carbone avec 0,15% 425
Acier au carbone moyen 0.25% 450
9.8 Acier allié à faible teneur en carbone 0,15%< C < 0,35%  
Acier au carbone moyen 0.25%
10.9 Acier allié à faible teneur en carbone avec 0,15% 340
Acier au carbone moyen 0.25% 425

Nous sommes un fabricant et distributeur entièrement approvisionné de robinets à tournant sphérique à brides, robinet à soupape à chapeau boulonné et nous facilitons la recherche de la vanne adaptée à vos besoins. Lors de l'installation et du retrait des vannes, les boulons doivent être serrés symétriquement, étape par étape et uniformément. La sélection des boulons de ces vannes doit se référer au tableau suivant :

Vanne DN Diamètre du trou de vis (mm) Diamètre nominal du boulon (mm) Numéro de boulon Épaisseur de la vanne (mm) Épaisseur de la bride (mm) Noix

(mm)

 Joint à ressort (mm) Longueur de vis simple (mm) Taille du boulon
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

 

 

Le matériau pour vanne industrielle haute température

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La température de fonctionnement est un facteur clé qui doit être pris en compte pour la conception, la fabrication et l’inspection des vannes. Généralement, la vanne à température de fonctionnement t > 425 ℃ est appelée vanne haute température, mais le nombre est difficile à distinguer de la plage de température de la vanne haute température. Vanne haute température, y compris vanne à haute température, vanne à soupape haute température, clapet anti-retour haute température, robinet à tournant sphérique haute température, vanne papillon haute température, vanne à pointeau haute température, vanne papillon haute température, réducteur de pression haute température. Parmi eux, les plus couramment utilisés sont le robinet-vanne, le robinet à soupape, le clapet anti-retour, le robinet à bille et le robinet papillon. Les vannes haute température sont largement utilisées dans les industries pétrochimiques, des engrais chimiques, de l’énergie électrique et de la métallurgie. Selon ASME B16.34, le matériau du corps de la vanne et de la partie intérieure est différent dans chaque plage de température. Afin de garantir que la vanne soit conforme à ses conditions de travail à haute température correspondantes, il est absolument nécessaire de concevoir et de distinguer scientifiquement et raisonnablement le niveau de température élevée de la vanne.

Certains fabricants de vannes haute température divisent les vannes haute température en cinq catégories selon la température nominale en fonction de leur expérience de production. Autrement dit, la température de fonctionnement de la vanne t>425~550℃ correspond au grade PI, t>550~650℃ correspond au grade PII, t>650~730℃ correspond au grade PIII, t>730~816℃ correspond au grade PIV et t> 816 ℃ est la qualité PV. Parmi eux, la vanne PI ~ PIV dépend principalement de la sélection de matériaux appropriés pour garantir ses performances. La vanne PV, en plus de la sélection des matériaux, est plus importante pour utiliser une conception spéciale telle qu'un revêtement isolant ou des mesures de refroidissement. La conception de la vanne à haute température doit prêter attention à ce que la température d'utilisation ne dépasse pas la température d'utilisation maximale autorisée du matériau. Selon ASMEB31.3, la température maximale des matériaux courants des vannes à haute température est indiquée dans le tableau suivant. Il convient de noter que dans la conception réelle de la vanne, il faut également tenir compte du milieu corrosif, des niveaux de contrainte et d'autres facteurs. La température admissible du matériau de la vanne est en réalité inférieure à celle indiquée dans le tableau.

 

Indice de pression-température pour l'acier inoxydable couramment utilisé :

Température de travail  Matériel Pression de service de classe livre, livres par pouce carré
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

 

Pression – température nominale de l’acier haute température Cr – Mo

Température de travail Notes Pression de service de classe livre, livres par pouce carré
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 bref, une vanne haute température avec une température de fonctionnement supérieure à 425 ℃, dont le matériau principal est de l'acier allié ou de l'acier inoxydable ou un alliage résistant à la chaleur Cr-Ni. En fait, dans la pratique, le matériau WCB (ou A105) est également largement utilisé dans le corps principal de la vanne, comme le robinet à tournant sphérique haute température, le clapet anti-retour et le robinet papillon. Lorsque la température de fonctionnement du robinet à tournant sphérique avec PTFE et caoutchouc comme bague d'étanchéité est supérieure à 150 ~ 180 ℃, il n'est pas recommandé d'utiliser le siège en polystyrène à contrepoint (température de fonctionnement t≤ 320 ℃) ou le siège en métal, qui est approprié « haut -robinet à bille de température”.

Quel est l'effet de coup de bélier de la vanne ?

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Lorsqu'une vanne est fermée brusquement, l'inertie du débit sous pression crée une onde de choc d'eau qui peut endommager la vanne ou le système de tuyauterie. C’est ce qu’on appelle « l’effet de coup de bélier » en hydraulique ou coup de bélier positif. Au contraire, l'ouverture soudaine de la vanne fermée peut également produire un effet de coup de bélier, appelé coup de bélier négatif, qui a une certaine force destructrice mais qui n'est pas aussi importante que le coup de bélier positif.

La pièce de fermeture est soudainement aspirée dans le siège lorsque la vanne doit se fermer, c'est ce qu'on appelle l'effet de blocage du cylindre. Ceci est dû à un actionneur à faible poussée qui n'a pas suffisamment de poussée pour rester près du siège, provoquant la fermeture soudaine de la vanne, créant un effet de coup de bélier. Dans certains cas, les caractéristiques de débit à ouverture rapide de la vanne de régulation peuvent également conduire à un effet de coup de bélier.

L'effet de coup de bélier est extrêmement destructeur : une pression trop élevée provoquera la rupture des tuyaux et des vannes, et une pression trop faible provoquera un effondrement, endommageant les vannes et les équipements. Cela fait également beaucoup de bruit, mais les véritables dommages aux vannes et à la tuyauterie sont causés par une défaillance mécanique. Étant donné que l’énergie cinétique se transforme rapidement en pression statique dans les canalisations, les coups de bélier peuvent traverser les canalisations ou endommager les supports et les joints des canalisations. Pour les vannes, les coups de bélier peuvent produire de fortes vibrations à travers le tiroir, ce qui peut entraîner une défaillance du noyau, du joint ou de la garniture.

Lorsque l'alimentation est coupée et que la machine s'arrête, l'énergie potentielle du système d'eau de la pompe vaincra l'inertie du moteur et fera arrêter brusquement le système, ce qui provoquera également un impact de pression et des effets de coup de bélier. Pour éliminer les conséquences graves de l'effet de coup de bélier, il faut éviter tout changement brusque de pression dans le système. Dans le pipeline, il faut préparer une série de mesures tampons et d'équipements tels qu'un éliminateur de coups de bélier, une station de pompage des coups de bélier, une pompe à coups de bélier droite.

Pour éviter les fluctuations de pression, la vanne doit être fermée à un rythme régulier. Pour vannes de régulation qui doit être étranglé lorsqu'il est proche du siège, un actionneur avec une poussée de sortie suffisamment importante, tel qu'un actionneur pneumatique ou hydraulique à piston, ou une encoche spéciale dans le manchon de déplacement d'un opérateur à rotation manuelle, doit être utilisé pour réduire ou empêcher le vérin effets bloquants. L'installation de certains types d'équipements anti-surpression dans le système de canalisations peut également réduire les effets des coups de bélier, tels que des soupapes de surpression ou des tambours tampons. De plus, l'injection de gaz dans le système réduit la densité du fluide et offre une certaine compressibilité pour gérer les fluctuations soudaines.

 

Les vannes utilisées pour le système de canalisation de vapeur

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Les processus industriels utilisent fréquemment de la vapeur à des pressions et des températures plus basses. La vapeur est utilisée pour le nettoyage, le chauffage et l’humidification dans le cadre de l’utilisation de turbines pour produire de l’électricité. Le pipeline de vapeur de la centrale électrique nécessite un certain contrôle et un contrôle de la vapeur pour réduire la pression et la température du flux d'entrée pour l'application du processus.

De manière générale, un système complet de station vapeur doit être équipé de la vanne ci-dessous : vanne de régulation principale, vanne de régulation de chaque branche, réducteur de pression vapeur, purgeur (vanne de vidange d'eau) selon la longueur de la canalisation, la vanne de purge en l'extrémité du pipeline. Bien que la plupart des types de vannes puissent contrôler le débit de vapeur, des conditions de service particulières existent avec la vapeur en termes de température et de pression. Les vannes de vapeur les plus couramment utilisées sont le réducteur de pression et la vanne de vidange d'eau.

 

Détendeur

Un réducteur de pression de vapeur est un élément indispensable de nombreux systèmes à vapeur. Il joue un rôle essentiel en fournissant une pression de vapeur stable et en réduisant la température des applications de traitement dans une usine de transformation.

Lorsque la vapeur est transmise depuis la chaudière à haute pression, le contrôle du réducteur est souvent utilisé, ce qui peut réduire la taille de la chaudière et améliorer la sécheresse de la vapeur, pratique pour la transmission longue distance. En raison de la densité élevée de la vapeur à haute pression, un tuyau de même diamètre peut transporter plus de vapeur à haute pression que de vapeur à basse pression, réduisant ainsi la taille du tuyau et réduisant les coûts.

Vanne de vidange d'eau

Un purgeur de vapeur est une sorte de vanne qui peut automatiquement éliminer l'eau condensée et les autres gaz sans condensation du tuyau de vapeur et de l'équipement à vapeur et empêcher les fuites de vapeur. L'eau à évacuer provient principalement de l'eau de condensats en fond de cylindre chaudière, de l'eau de condensats en fond de cylindre d'atelier, de l'eau de condensats du séparateur de vapeur avant décompression et de l'eau de condensats du sous-cylindre du conditionneur. Selon son principe de fonctionnement, il existe principalement une vanne d'eau de vidange à bille flottante, une vanne d'eau de vidange thermodynamique, une vanne d'eau de vidange thermostatique, une vanne d'eau de vidange à seau inversé, etc.

 

De plus, vous pouvez également choisir un robinet-vanne et des robinets à soupape lorsque la température du tuyau de vapeur est inférieure à 425 ℃. Le robinet-vanne est principalement utilisé pour les canalisations de vapeur où il n'est pas nécessaire d'ouvrir ou de fermer fréquemment ; Le robinet à soupape offre une meilleure fonction de régulation du débit. Il n'est pas recommandé d'utiliser la vanne papillon dans les canalisations de vapeur, car la haute pression à l'intérieur de la vanne, il est difficile de la commuter et la surface d'étanchéité est facile à endommager, elle ne peut donc pas être commutée fréquemment, de sorte que la vanne papillon n'offre pas de bonnes performances comme robinet-vanne ; Cependant, si la pression du pipeline n'est pas très élevée (inférieure à 6,4 Mpa), elle peut également être utilisée, mais il est recommandé d'utiliser une vanne papillon à joint dur en métal en raison de la température élevée. Vous pouvez choisir la vanne excentrique avec un corps en matériau WCB, l'installation doit faire attention au sens d'écoulement, le pipeline doit être maintenu propre pour éviter une fermeture étanche.

 

En bref, le choix d'une vanne pour le service vapeur dépend de l'objectif de la vanne, du diamètre du tuyau, de la température et du coût. En tant que fabricant de vannes industrielles, pour tous vos besoins en matière de vannes, appelez-nous dès aujourd'hui !