Le matériau couramment utilisé pour le corps de valve

Répond au texte précédent, le matériau commun du corps de soupape comprend l'acier au carbone, l'acier au carbone à basse température, l'acier allié, l'acier inoxydable austénitique, l'alliage de titane en alliage de cuivre coulé, l'alliage d'aluminium, etc., dont l'acier au carbone est le matériau de carrosserie le plus utilisé. Aujourd'hui, nous collecterons ici le matériau couramment utilisé pour le corps de vanne.

Matériau du corps de soupape Normes Température / Pression / MPa Technique
fonte grise -15 ~ 200 ≤ 1.6 Eau, gaz,

 

Fer malléable noir -15 ~ 300 ≤ 2.5 Eau, eau de mer, gaz, ammoniac

 

Fonte ductile -30 ~ 350 ≤ 4.0 Eau, eau de mer, gaz, air, vapeur

 

Acier au carbone (WCA 、 WCB 、 WCC) ASTM A216 -29 ~ 425 ≤ 32.0 Applications non corrosives, y compris l'eau, le pétrole et le gaz
Acier au carbone basse température (LCB 、 LCC) ASTM A352 -46 ~ 345 ≤ 32.0 Application à basse température
Acier allié (WC6 、 WC9)

(C5 、 C12)

ASTM A217 -29 ~ 595

-29 ~ 650

Haute pression Milieu non corrosif /

Milieu corrosif

Acier inoxydable austénitique ASTM A351 -196 ~ 600 Milieu corrosif
Alliage Monel ASTM A494 400 Milieu contenant de l'acide fluorhydrique
Hastelloy ASTM A494 649 Milieux corrosifs puissants tels que l'acide sulfurique dilué
Alliage de titane Une variété de milieux hautement corrosifs
Alliage de cuivre coulé -273 ~ 200 Oxygène, eau de mer
Plastiques et céramiques ~ 60 ≤ 1.6 Milieu corrosif

 

Codes Matières Normes Applications Température
WCB acier au carbone ASTM A216 Applications non corrosives, y compris l'eau, le pétrole et le gaz -29 ℃ ~ + 425 ℃
LCB Acier basse température ASTM A352 Application à basse température -46 ℃ ~ + 345 ℃
CL3 3.5% Ni-acier ASTM A352 Application à basse température -101 ℃ ~ + 340 ℃
WC6 1.25% Cr0.5% acier Mo ASTM A217 Applications non corrosives, y compris l'eau, le pétrole et le gaz -30 ℃ ~ + 593 ℃
WC9 2.25Cr
C5 5% Cr 0.5% Mo ASTM A217 Applications légères ou non corrosives -30 ℃ ~ + 649 ℃
C12 9% Cr 1% Mo
CA15 (4) Acier 12% Cr ASTM A217 Applications corrosives + 704 ℃
CA6NM (4) Acier 12% Cr ASTM A487 Applications corrosives -30 ℃ ~ + 482 ℃
CF8M 316SS ASTM A351 Applications non corrosives corrosives, ultra-basses ou hautes températures -268 ℃ à + 649 ℃ , 425 ℃ au-dessus ou la teneur en carbone spécifiée est de 0.04% ou plus
CF8C 347SS ASTM A351 Applications corrosives haute température -268 ℃ à + 649 ℃ , 540 ℃ au-dessus ou la teneur en carbone spécifiée est de 0.04% ou plus
CF8 304SS ASTM A351 Applications non corrosives corrosives, ultra-basses ou hautes températures -268 ℃ à + 649 ℃ , 425 ℃ ci-dessus ou la teneur en carbone spécifiée est de 0.04% ou plus
CF3 304LSS ASTM A351 Applications corrosives ou non corrosives + 425 ℃
CF3M 316LSS ASTM A351 Applications corrosives ou non corrosives + 454 ℃
Cn7m Stel en alliage ASTM A351 Bonne résistance à la corrosion pour chauffer l'acide sulfurique + 425 ℃
M35-1 Monel ASTM A494 Qualité soudable, bonne résistance à la corrosion par les acides organiques et l'eau de mer.

Résistance à la corrosion la plus alcaline

+ 400 ℃
N7M Hastelloy B ASTM A494 Convient à diverses concentrations et températures d'acide fluorhydrique, bonne résistance à l'acide sulfurique et aux performances de corrosion de l'acide phosphorique + 649 ℃
CW6M Hastelloy C ASTM A494 À haute température, il a une résistance élevée à la corrosion contre l'acide formique, l'acide phosphorique, l'acide sulfureux et l'acide sulfurique + 649 ℃
CY40 Inconel ASTM A494 Fonctionne bien dans les applications à haute température, a une bonne résistance à la corrosion aux fluides hautement corrosifs

 

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Classe de fuite du siège de soupape de commande

Dans des articles antérieurs, nous introduisons «Qu'est-ce qui a causé la fuite de la valve" et "Les normes de taux de fuite de la vanne industrielle», Aujourd'hui, nous allons continuer à discuter de la classe et de la classification des fuites de soupape.

ANSI FCI 70-2 est une norme de l'industrie pour les fuites de siège de soupape de commande, spécifie six classes de fuite (classe I, II, III, IV, V, VI) pour les soupapes de commande et définit la procédure d'essai, et remplace ANSI B16.104. Les plus couramment utilisés sont les CLASS I, CLASS IV et CLASS Vl. Le joint métal-élastique ou le joint métallique doit être sélectionné dans la conception technique en fonction des caractéristiques du fluide et de la fréquence d'ouverture de la vanne. Les grades de joints de soupape à siège métallique doivent être stipulés dans le contrat de commande, les taux I, Ⅱ, Ⅲ sont moins utilisés en raison de la demande d'un niveau inférieur, choisissez généralement Ⅳau moins et V ou Ⅵ pour les exigences plus élevées.

 

Classifications du siège de soupape de commande (ANSI / FCI 70-2 et IEC 60534-4)

Classe de fuite Fuite maximale autorisée Milieu de test Test de pression Procédures d'évaluation des tests Type de soupape
Classe I / / / Aucun test requis Vannes à siège en métal ou résilient
classe II 0.5% de la capacité nominale Air ou eau à 50-125 F (10-52C) 3.5 bar, différentiel de fonctionnement le plus bas des deux Abaissement de 45 à 60 psig ou différentiel de fonctionnement maximal Vannes de régulation à double siège commerciales ou à siège unique équilibré soupapes de commande avec un joint de segment de piston et des sièges métal sur métal.
classe III 0.1% de la capacité nominale Comme ci-dessus Comme ci-dessus Comme ci-dessus Identique à la classe II, mais avec un degré plus élevé d'assise et d'étanchéité.
Classe IV 0.01% de la capacité nominale Comme ci-dessus Comme ci-dessus Comme ci-dessus Vannes de régulation à siège unique asymétriques commerciales et vannes de régulation à siège unique équilibrées avec segments de piston très serrés ou autres moyens d'étanchéité et sièges métal sur métal.
Classe V 0.0005 ml par minute d'eau par pouce de diamètre d'orifice par différentiel psi L'eau à 50-125F (10-52C) Chute de pression de service maximale à travers le clapet de vanne, ne dépassant pas la valeur nominale du corps ANSI La pression de service maximale à travers le clapet ne doit pas dépasser la norme ANSI Siège en métal, soupapes de commande à siège unique non équilibrées ou conceptions à siège unique équilibrées avec une assise et une étanchéité exceptionnelles
Classe VI Ne pas dépasser les quantités indiquées dans le tableau suivant en fonction du diamètre de l'orifice. Air ou azote à 50-125 F (10-52C) 3.5 bar (50 psig) ou pression différentielle nominale maximale sur le clapet de la vanne, la valeur la plus basse étant retenue. La pression de service maximale à travers le clapet ne doit pas dépasser la norme ANSI Vannes de commande à siège élastique asymétriques ou monoplaces équilibrées avec joints toriques ou joints similaires sans joint.

 

 

 

Qu'est-ce qui a causé la fuite de la valve?

Les vannes sont l'une des principales sources de fuite dans le système de pipelines de l'industrie pétrochimique, il est donc essentiel à la fuite des vannes. Les taux de fuite de soupape sont en fait le niveau d'étanchéité de la soupape, les performances d'étanchéité de la soupape sont appelées les pièces d'étanchéité de la soupape pour empêcher la possibilité de fuite de fluide.

Les principales pièces d'étanchéité de la soupape, y compris la surface de contact entre les pièces d'ouverture et de fermeture et le siège, le montage de la garniture et de la tige et de la boîte d'emballage, la connexion entre le corps de soupape et les capots. Le premier appartient à une fuite interne, qui affecte directement la capacité de la vanne à couper le fluide et le fonctionnement normal de l'équipement. Les deux derniers sont des fuites externes, c'est-à-dire des fuites de fluides de la valve intérieure. Les pertes et la pollution de l'environnement causées par les fuites externes sont souvent plus graves que celles causées par les fuites internes. Savez-vous alors ce qui a causé la fuite de la valve?

Corps de soupape de coulée et de forgeage

Les défauts de qualité formés dans le processus de coulée tels que les trous de sable, le sable, les trous de scories et les pores, et les défauts de qualité de forgeage comme les fissures et les plis, peuvent tous deux provoquer des fuites dans le corps de la vanne.

Emballage

L'étanchéité de la tige est la garniture de la valve, conçue pour empêcher les fuites de gaz, de liquide et d'autres fluides. la fuite de la soupape sera causée par la déviation de la fixation du presse-étoupe, une mauvaise fixation du boulon de garniture, trop peu de garniture, un mauvais matériau de garniture et une méthode d'installation de garniture incorrecte dans le processus d'installation de garniture.

bague d'étanchéité

Matériau de la bague d'étanchéité incorrect ou inapproprié, mauvaise qualité de soudage de surface avec le corps; filetage, vis et bague de pression desserrés; montage de la bague d'étanchéité ou utilisation d'une bague d'étanchéité défectueuse qui n'a pas été trouvée lors du test de pression, entraînant une fuite de la vanne.

Surface d'étanchéité

Un meulage rugueux de la surface d'étanchéité, une déviation de l'assemblage de la tige de soupape et de la pièce de fermeture, une sélection de qualité incorrecte du matériau de la surface d'étanchéité entraîneront une fuite de la partie de contact entre la surface d'étanchéité et la tige de soupape.

 

En général, les fuites externes des vannes sont principalement causées par la mauvaise qualité ou une mauvaise installation du corps en fonte, de la bride et de la garniture. Les fuites internes se produisent souvent en trois parties: les parties ouvertes et fermées et la surface d'étanchéité du siège du joint, le corps de valve et le joint de chapeau, la position fermée de la valve.

De plus, les types de vannes, la température, le débit, la pression ou l'interrupteur de vanne inappropriés ne peuvent pas être complètement fermés, ce qui entraînera également une fuite de la vanne. La fuite de la vanne n'est pas autorisée, en particulier pour les conditions de température et de pression élevées, les fluides inflammables, explosifs, toxiques ou corrosifs, de sorte que la vanne doit fournir une performance d'étanchéité fiable pour répondre aux exigences de ses conditions d'utilisation sur la fuite.

Comment éviter la cavitation valvulaire?

Le disque et le siège et d'autres parties de l'intérieur de la soupape de commande et la vanne de fermeture apparaîtra des frottements, des rainures et d'autres défauts, la plupart d'entre eux sont causés par la cavitation. La cavitation est l'ensemble du processus d'accumulation, de mouvement, de division et d'élimination des bulles. Lorsque le liquide traverse la valve partiellement ouverte, la pression statique est inférieure à la pression de saturation du liquide dans la zone d'augmentation de la vitesse ou après la fermeture de la valve. À ce moment, le liquide dans la zone de basse pression commence à se vaporiser et produit de petites bulles qui absorbent les impuretés dans le liquide. Lorsque la bulle est ramenée dans la zone de pression statique plus élevée par le flux de liquide, la bulle éclate ou explose soudainement, nous appelons ce type de phénomène de débit hydraulique la cavitation de la valve.

La cause directe de la cavitation est le clignotement provoqué par un changement soudain de résistance. Le clignotement fait référence à la haute pression du liquide saturé après décompression dans une partie de la vapeur saturée et du liquide saturé, de la bulle et de la formation d'un frottement lisse à la surface des pièces.

Lorsque les bulles éclatent pendant la cavitation, la pression d'impact peut atteindre 2000 MPa, ce qui dépasse largement la limite de rupture par fatigue de la plupart des matériaux métalliques. La rupture des bulles est la principale source de bruit, les vibrations qu'elle produit peuvent produire jusqu'à 10 kHz, plus il y a de bulles, plus le bruit est grave.En outre, la cavitation réduira la capacité portante de la vanne, endommagera les pièces internes de la vanne et sujettes à produire des fuites, alors comment éviter vanne cavitation ?

 

  • Réduction de pression en plusieurs étapes

Parties internes abaissées à plusieurs étages, c'est-à-dire la chute de pression à travers la vanne en plusieurs plus petites, de sorte que la section de contraction de la veine de pression est supérieure à la pression de vapeur, pour éviter la formation de bulles de vapeur et éliminer la cavitation.

 

  • Augmente la dureté du matériau

L'une des principales causes de dommages aux valves est que la dureté du matériau ne peut pas résister à la force d'impact libérée par l'éclatement de la bulle. Le surfaçage ou le soudage par pulvérisation d'un alliage Stryker à base d'acier inoxydable pour former une surface durcie, une fois endommagé, un deuxième surfaçage ou un soudage par pulvérisation peut prolonger la durée de vie de l'équipement et réduire les coûts de maintenance.

 

  • Conception d'étranglement poreuse

La structure spéciale du siège et du disque rend le flux de pression liquide plus élevé que la pression de vapeur saturée, la concentration du liquide d'injection dans la valve de l'énergie cinétique en énergie thermique, réduisant ainsi la formation de bulles d'air.

D'autre part, faire éclater la bulle au centre du manchon pour éviter les dommages directement sur la surface du siège et du disque.

 

Comment choisir la valve pour la canalisation d'oxygène?

L'oxygène a généralement des propriétés chimiques actives. C'est une substance fortement oxydante et inflammable et peut se combiner avec la plupart des éléments pour former des oxydes à l'exception de l'or, de l'argent et des gaz inertes tels que l'hélium, le néon, l'argon et le krypton. Une explosion se produit lorsque de l'oxygène est mélangé à des gaz combustibles (acétylène, hydrogène, méthane, etc.) dans une certaine proportion ou lorsque la vanne du tuyau rencontre un incendie soudain. Le débit d'oxygène dans le système de canalisations change dans le processus de transport de l'oxygène gazeux, l'Association européenne des gaz industriels (EIGA) a développé la norme IGC Doc 13 / 12E «Oxygen Pipeline and Piping Systems» divisant les conditions de travail de l'oxygène pour «impact» et « sans impact ». L '«impact» est une occasion dangereuse car il est facile de stimuler l'énergie, provoquant une combustion et une explosion. La valve à oxygène est l '«occasion d'impact» typique.

La valve à oxygène est un type de valve spéciale conçue pour la canalisation d'oxygène, a été largement utilisée dans la métallurgie, le pétrole, la chimie et d'autres industries impliquant l'oxygène. Le matériau de la valve à oxygène est limité à la pression de travail et au débit pour empêcher la collision des particules et des impuretés dans le pipeline. Par conséquent, l'ingénieur doit tenir pleinement compte du frottement, de l'électricité statique, de l'allumage non métallique, des polluants possibles (corrosion de la surface de l'acier au carbone) et d'autres facteurs lors du choix de la soupape d'oxygène.

Pourquoi les valves d'oxygène sont-elles sujettes à exploser?

  • La rouille, la poussière et les scories de soudure dans le tuyau provoquent une combustion par friction avec la valve.

Au cours du transport, l'oxygène comprimé va frotter et entrer en collision avec de l'huile, des déchets d'oxyde de fer ou un brûleur à petites particules (poudre de charbon, particules de carbone ou fibres organiques), entraînant une grande quantité de chaleur de friction, entraînant la combustion des tuyaux et l'équipement, qui est lié au type d'impuretés, à la taille des particules et à la vitesse du flux d'air. La poudre de fer est facile à brûler avec l'oxygène, et plus la taille des particules est fine, plus le point d'allumage est bas; Plus la vitesse est élevée, plus il est facile de graver.

  • L'oxygène comprimé de manière adiabatique peut enflammer les combustibles.

Les matériaux à bas point d'allumage comme l'huile, le caoutchouc dans la valve s'enflamment à une température locale élevée. Le métal réagit dans l'oxygène, et cette réaction d'oxydation est considérablement intensifiée en augmentant la pureté et la pression de l'oxygène. Par exemple, devant la valve est de 15MPa, la température est de 20 ℃, la pression derrière la valve est de 0.1MPa, si la valve est ouverte rapidement, la température de l'oxygène après la valve peut atteindre 553 ℃ selon le calcul de la compression adiabatique formule qui a atteint ou dépassé le point d'inflammation de certains matériaux.

  • Le faible point d'inflammation des combustibles dans l'oxygène pur à haute pression est l'incitation à la combustion de la valve à oxygène

L'intensité de la réaction d'oxydation dépend de la concentration et de la pression d'oxygène. La réaction d'oxydation se produit violemment dans l'oxygène pur, en même temps dégage une grande quantité de chaleur, de sorte que la soupape d'oxygène dans l'oxygène pur à haute pression présente un grand danger potentiel. Des tests ont montré que l'énergie de détonation du feu est inversement proportionnelle au carré de la pression, ce qui représente une grande menace pour la valve à oxygène.

Les tuyaux, raccords de soupape, joints et tous les matériaux en contact avec l'oxygène dans les canalisations doivent être strictement nettoyés en raison des propriétés spéciales de l'oxygène, purgés et dégraissés avant l'installation pour éviter la production de ferraille, de graisse, de poussière et de très petites particules solides. ou laissé dans le processus de fabrication. Lorsqu'ils sont dans l'oxygène à travers la valve, il est facile de provoquer une combustion par friction ou un risque d'explosion.

Comment choisir une valve utilisée pour l'oxygène?

Certains projets interdisent explicitement Vannes d'être utilisé dans des canalisations d'oxygène avec une pression de conception supérieure à 0.1mpa. En effet, la surface d'étanchéité des vannes à guillotine sera endommagée par le frottement en mouvement relatif (c'est-à-dire l'ouverture / la fermeture de la vanne), ce qui fait tomber de petites «particules de poudre de fer» de la surface d'étanchéité et s'enflamme facilement. De même, la ligne d'oxygène d'un autre type de vannes explosera également au moment où la différence de pression entre les deux côtés de la vanne est importante et la vanne s'ouvre rapidement.

  • Type de soupape

La soupape installée dans la conduite d'oxygène est généralement une soupape à soupape, la direction générale d'écoulement du milieu de soupape est vers le bas et vers l'extérieur, tandis que la soupape d'oxygène est l'inverse pour assurer une bonne force de tige et la fermeture rapide du noyau de soupape.

  • Matériau de valve

Corps de valve: Il est recommandé d'utiliser de l'acier inoxydable sous 3MPa; L'acier allié Inconel 625 ou Monel 400 est utilisé au-dessus de 3 MPa.

  • Passementeries

(1) Les pièces internes de la valve doivent être traitées avec de l'Inconel 625 et durcies en surface;

(2) Le matériau de la tige / manchon de valve est en Inconel X-750 ou Inconel 718;

(3) Devrait être une valve non réductrice et garder le même calibre que le tuyau d'origine; Le siège de noyau de soupape ne convient pas pour le soudage de surfaces dures;

(4) Le matériau de la bague d'étanchéité de la valve est du graphite moulé sans graisse (faible teneur en carbone);

(5) Un double joint est utilisé pour le couvercle de soupape supérieur. L'emballage est en graphite sans graisse résistant aux hautes températures (468 ℃).

(6) L'oxygène dans l'écoulement des bavures ou des rainures produira un frottement à grande vitesse, ce qui produira l'accumulation d'une grande quantité de chaleur et peut exploser avec des composés de carbone, la finition de la surface intérieure de la valve doit répondre aux exigences de la norme ISO 8051-1 Sa2 .

 

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