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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Pourquoi la conception antistatique est-elle essentielle pour le robinet à boisseau sphérique?

L'électricité statique est un phénomène physique courant. Lorsque deux matériaux différents frottent, le transfert d'électrons produit une charge électrostatique, ce processus est appelé électrification par frottement. En théorie, deux objets de matériaux différents peuvent produire de l'électricité statique lorsqu'ils se frottent, mais deux objets du même matériau ne le peuvent pas. Lorsque le phénomène produit dans le corps de soupape, c'est-à-dire le frottement entre la bille et la bille, la tige et le corps du siège non métallique produira des charges statiques lorsque la soupape est ouverte et fermée, ce qui présente un risque d'incendie potentiel pour l'ensemble système de pipeline. Pour éviter les étincelles statiques, un dispositif antistatique est conçu sur la valve pour réduire ou dériver la charge statique de la balle.

L'API 6D-2014 «Dispositif antistatique 5.23» stipule ce qui suit: «balle molle assise valve, le clapet et le robinet-vanne doivent avoir un dispositif antistatique. L'essai du dispositif doit être effectué conformément à la section H.5 si l'acheteur l'exige. L'API 6D «Test antistatique H.5» stipule: «La résistance entre l'obturateur et le corps de vanne, la tige / arbre et le corps de vanne doit être testée avec une alimentation CC ne dépassant pas 12 V. Les mesures de résistance doivent être à sec avant la vanne de test de pression, sa valeur de résistance n'est pas supérieure à 10 Ω. Les vannes à siège souple doivent installer un dispositif antistatique, mais les vannes à siège métallique ne sont pas nécessaires car les sièges en plastique souple comme (PTFE, PPL, NYLON, DEVLON, PEEK, etc.) ont tendance à générer de l'électricité statique lors du frottement avec la bille (généralement en métal) , contrairement aux joints métal-métal. Si le milieu est inflammable et explosif, l'étincelle électrostatique est susceptible de provoquer une combustion ou même une explosion, donc connectez les parties métalliques en contact avec le non métallique via le dispositif antistatique à la tige et au corps, et enfin libérez l'électricité statique à travers l'antistatique. dispositif de collage sur le corps. Le principe antistatique de la vanne à bille flottante est illustré dans la figure ci-dessous.

Le dispositif antistatique se compose d'un ressort et d'une bille en acier («électrostatique - jeux de ressorts»). D'une manière générale, les vannes à bille flottantes sont constituées de deux «ensembles de ressorts électrostatiques», l'un sur la surface de contact de la tige et de la bille et l'autre sur la tige et le corps. Lorsque la vanne est ouverte ou fermée, de l'électricité statique est générée par frottement entre la bille et le siège. En raison du jeu entre la tige et la bille, lorsque la tige de soupape est entraînée par une sphère, la petite bille des «ressorts électrostatiques» rebondit, ce qui a entraîné l'électrostatique vers la tige de soupape, en même temps, la tige de soupape et la surface de contact du corps de soupape des ensembles de ressorts électrostatiques, exportera l'électricité statique vers le corps en raison du même principe, finira par se décharger complètement électrostatique.

En bref, un dispositif antistatique utilisé dans un robinet à tournant sphérique est de réduire la charge statique générée sur la balle par le frottement. Il est utilisé pour protéger la soupape contre les étincelles qui peuvent enflammer le carburant s'écoulant à travers la soupape. Le robinet à boisseau sphérique avec une conception antistatique est spécialement conçu pour le domaine comme le pétrole et le gaz, les produits chimiques, les centrales électriques et autres industriels qui sans feu est la garantie importante d'une production sûre.

Quelle est la différence entre une soupape de décharge et une soupape de sécurité?

Les soupapes de sécurité et les soupapes de décharge ont une structure et des performances similaires, qui déchargent automatiquement les fluides internes lorsque la pression dépasse la valeur définie pour garantir la sécurité du dispositif de production. En raison de cette similitude essentielle, les deux sont souvent confondus et leurs différences sont souvent négligées car elles sont interchangeables dans certaines installations de production. Pour une définition plus claire, veuillez vous référer aux spécifications de la chaudière et du récipient sous pression ASME.

Soupape de sécurité: Un dispositif de contrôle automatique de la pression entraîné par la pression statique du fluide en face de la soupape est utilisé pour les applications de gaz ou de vapeur, à pleine ouverture.

Soupape de décharge: Également connue sous le nom de soupape de décharge, un dispositif de décharge de pression automatique entraîné par la pression statique devant la soupape. Il s'ouvre proportionnellement lorsque la pression dépasse la force d'ouverture, principalement utilisée pour les applications fluides.

 

La différence de base dans leur principe de fonctionnement: la soupape de sécurité relâche la pression dans l'atmosphère, c'est-à-dire hors du système, il peut s'agir d'un dispositif de décompression des réservoirs de fluide, lorsque la valeur de pression définie est atteinte, puis la soupape s'ouvre presque complètement. Au contraire, la soupape de décharge soulage la pression en relâchant le fluide dans le système, c'est le côté basse pression. La soupape de décharge s'ouvre progressivement si la pression augmente progressivement.

La différence est également généralement indiquée en termes de capacité et de point de consigne. UNE soupape de décharge est utilisé pour relâcher la pression afin d'éviter une condition de surpression, l'opérateur peut être amené à aider à ouvrir la vanne en réponse à un signal de commande et à la refermer une fois qu'il relâche les surpressions et continue de fonctionner normalement.

Une soupape de sécurité peut être utilisée pour relâcher la pression qui ne nécessite pas de réinitialisation manuelle. Par exemple, une soupape de décharge thermique est utilisée pour purger la pression dans un échangeur de chaleur s'il est isolé, mais la possibilité d'une dilatation thermique du fluide pourrait provoquer des conditions de surpression. La soupape de sécurité sur une chaudière ou d'autres types de récipients sous pression doivent être capables de retirer plus d'énergie qu'il est possible de mettre dans le récipient.

En bref, les soupapes de sécurité et les soupapes de décharge sont les deux types de soupapes de commande les plus couramment utilisés. La soupape de sécurité appartient au dispositif de décompression, qui ne peut fonctionner que lorsque la pression de service dépasse la plage autorisée pour protéger le système. La soupape de décharge peut faire le fluide à haute pression rapidement pour répondre aux exigences de pression du système et son processus de travail est continu.

Système de couverture d'azote pour réservoirs de stockage

Le système de couverture d'azote est complet de dispositifs pour maintenir un état de pression constant en injectant du gaz N2, c'est-à-dire un gaz inerte dans la chambre supérieure du réservoir de stockage. Il est composé d'une série de réducteurs à haute pression d'azote (fournissant des vannes / vannes de purge), des soupapes de reniflard, un manomètre et un autre système de tuyauterie et un dispositif de sécurité, il peut fonctionner en douceur sans énergie externe comme l'électricité ou le gaz, présentant les avantages de simples , pratique et économique, facile à entretenir. Le système de couverture d'azote empêche tout développement de vide et réduit l'évaporation, ce qui maintient le réservoir de stockage à une valeur de pression conçue, a été largement utilisé dans les réservoirs de stockage, les réacteurs et les centrifugeuses des raffineries et des usines chimiques.

Lorsque la vanne de purge du réservoir de stockage est ouverte, le niveau de liquide baisse, le volume de la phase gazeuse augmente et la pression d'azote diminue. Ensuite, la vanne d'alimentation en azote s'ouvre et injecte de l'azote dans le réservoir. Lorsque la pression d'azote dans le réservoir atteint la valeur définie de la vanne d'alimentation en azote, elle se ferme automatiquement. Au lieu de cela, lorsque la vanne d'alimentation du réservoir est ouverte pour fournir de l'azote au réservoir, le niveau de liquide augmente, le volume de la phase gazeuse diminue et la pression augmente. Si la pression est supérieure à la valeur réglée de la soupape de décharge d'azote, la soupape de décharge d'azote s'ouvrira et libérera de l'azote et fera chuter la pression d'azote dans le réservoir. Lorsque la soupape de décharge d'azote tombe à la valeur définie de la soupape de décharge d'azote, elle se ferme automatiquement.

D'une manière générale, le régulateur d'alimentation en azote peut être un type de soupape de commande de pression pilotée et auto-actionnée, le dispositif de décharge d'azote adopte la soupape de commande de micro-pression auto-actionnée, dont le diamètre est généralement le même que le diamètre de la soupape d'admission; Le reniflard est installé sur le dessus du réservoir et est conçu pour la protection contre les explosions et les incendies. La pression d'alimentation en azote est d'environ 300 à 800 KPa, la pression de consigne de couverture d'azote est de 1 KPa, la pression de saignement d'azote est de 1.5 kpa, la pression d'expiration de la valve de respiration est de 2 KPa et la pression d'inspiration de -0.8 KPa; La soupape de ventilation ne fonctionne normalement que lorsque la soupape principale tombe en panne et que la pression dans le réservoir est trop élevée ou trop basse.

Nous proposons un système complet de couverture de réservoir avec des dispositifs de sécurité ainsi que des réducteurs à haute pression d'azote et des composants pour réservoirs de stockage, réacteurs et centrifugeuses.

Que sont les soupapes de reniflard?

Parfois appelée soupape de surpression et de dépression, la soupape de reniflard est une pièce importante pour les réservoirs et récipients atmosphériques dans lesquels les solvants sont remplis et aspirés à un débit élevé. Ce type de vanne est installé dans les conduites d'inspiration et d'expiration des réservoirs, des cuves et des équipements de traitement pour retenir les vapeurs toxiques et éviter la contamination atmosphérique, équilibrant ainsi les fluctuations imprévues de pression et de vide et offrant une protection et une sécurité incendie accrues.

Comment fonctionne le reniflard?

La structure interne de la valve respiratoire est essentiellement composée d'une valve d'inspiration et de la valve d'expiration, qui peuvent être disposées côte à côte ou se chevaucher. Lorsque la pression du réservoir est égale à la pression atmosphérique, le disque de la soupape de pression et la soupape de dépression et le siège travaillent en étroite collaboration en raison de l'effet «d'adsorption», rendant le siège étanche sans fuite. Lorsque la pression ou le vide augmente, le disque s'ouvre et conserve une bonne étanchéité du fait de l'effet «d'adsorption» sur le côté du siège.

Lorsque la pression dans le réservoir atteint les valeurs de conception autorisées, la soupape de pression est ouverte et le gaz dans le réservoir est évacué dans l'atmosphère extérieure par le côté de la soupape de purge (à savoir la soupape de pression). À ce moment, la soupape de dépression est fermée en raison de la pression positive dans le réservoir. Inversement, le processus d'expiration a lieu lorsque le réservoir est chargé et l'évaporation du liquide due à une température atmosphérique plus élevée, la soupape de vide s'ouvre en raison de la pression positive de la pression atmosphérique et le gaz externe pénètre dans le réservoir par la soupape d'aspiration (à savoir la soupape de dépression), à ce point la soupape de pression se ferme. La soupape de pression et la soupape de dépression ne peuvent s'ouvrir à aucun moment. Lorsque la pression ou le vide dans le réservoir tombe à la normale, les soupapes de pression et de vide se ferment et arrêtent le processus d'expiration ou d'inhalation.

 

Le but de la valve de reniflard?

La valve respiratoire ne doit être scellée dans des conditions normales que si:

(1) Lorsque le réservoir saigne, la valve respiratoire commence à inhaler de l'air ou de l'azote dans le réservoir.

(2) Lors du remplissage du réservoir, la valve respiratoire commence à pousser le gaz expiré hors du réservoir.

(3) En raison du changement climatique et d'autres raisons, la pression de vapeur du matériau dans le réservoir augmente ou diminue, et la valve respiratoire expire la vapeur ou respire de l'air ou de l'azote (généralement appelé effet thermique).

(4) Le liquide du réservoir s'évapore brusquement en raison du gaz expiré chauffé en cas d'incendie, et la soupape de respiration commence à se dégonfler hors du réservoir pour éviter l'endommagement du réservoir dû à une surpression.

(5) Les conditions de travail telles que le transport sous pression de liquide volatil, les réactions chimiques des dispositifs de transfert de chaleur internes et externes et les erreurs de fonctionnement, la soupape de respiration est actionnée pour éviter d'endommager le réservoir de stockage en raison de la surpression ou du super-vide.

 

Normes communes pour la soupape de reniflard

DIN EN 14595-2016– Citerne pour le transport des équipements de service de marchandises dangereuses pour les réservoirs à pression et l'évent de mise à l'air libre.

 

Comment est installé le reniflard?

(1) le reniflard doit être installé au point le plus haut sur le dessus du réservoir. Théoriquement parlant, du point de vue de la réduction des pertes par évaporation et des autres gaz d'échappement, le reniflard doit être installé au point le plus haut de l'espace du réservoir pour fournir l'accès le plus direct et maximum au reniflard.

(2) Le grand volume de réservoirs pour empêcher une seule soupape de respiration en raison du risque de défaillance de surpression ou de pression négative peut être installé deux soupapes de respiration. Pour éviter le fonctionnement de deux soupapes de respiration et augmenter le risque de défaillance en même temps, généralement la pression d'aspiration et de refoulement des deux soupapes de respiration dans une conception de type gradient, une fonctionnant normalement, l'autre est de rechange.

(3) Si un volume respiratoire important rend le volume respiratoire d'une seule soupape respiratoire incapable de répondre aux exigences, deux soupapes respiratoires ou plus peuvent être équipées et la distance entre elles et le centre du débardeur doit être égale, c'est-à-dire une disposition symétrique sur le dessus du réservoir.

(4) Si la soupape respiratoire est installée sur le réservoir de couverture d'azote, la position de raccordement du tuyau d'alimentation en azote doit être éloignée de l'interface de la soupape respiratoire et insérée dans le réservoir de stockage par le haut du réservoir pendant environ 200 mm, de sorte que l'azote ne se décharge pas directement après son entrée dans le réservoir et joue le rôle de couverture d'azote.

(5) S'il y a un dispositif d'arrêt dans la soupape de respiration, l'influence de la chute de pression du dispositif d'arrêt sur la pression de refoulement de la soupape de respiration doit être prise en compte pour éviter une surpression du réservoir.

(6) Lorsque la température moyenne du réservoir est inférieure ou égale à 0, la soupape de reniflard doit avoir des mesures antigel pour empêcher le réservoir de geler ou de bloquer le disque de soupape causé par un mauvais échappement du réservoir ou une alimentation en air insuffisante, résultant dans le réservoir à tambour de surpression ou dans le réservoir dégonflé à basse pression.

 

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