Bagaimana cara mencegah kavitasi katup?

Cakram dan dudukan serta bagian lain dari bagian dalam katup kontrol dan katup pereduksi akan muncul gesekan, alur dan cacat lainnya, sebagian besar disebabkan oleh kavitasi. Kavitasi adalah keseluruhan proses akumulasi, pergerakan, pembelahan, dan eliminasi gelembung. Ketika cairan melewati katup yang terbuka sebagian, tekanan statisnya lebih kecil dari tekanan saturasi cairan di area yang kecepatannya meningkat atau setelah katup ditutup. Pada saat ini, cairan di daerah bertekanan rendah mulai menguap dan menghasilkan gelembung-gelembung kecil yang menyerap kotoran di dalam cairan. Ketika gelembung dibawa ke area dengan tekanan statis yang lebih tinggi oleh aliran cairan lagi, gelembung tersebut tiba-tiba pecah atau meledak, kita menyebutnya fenomena aliran hidrolik kavitasi katup.

Penyebab langsung kavitasi adalah kedipan yang disebabkan oleh perubahan resistensi secara tiba-tiba. Berkedip mengacu pada tekanan tinggi dari cairan jenuh setelah dekompresi menjadi bagian dari uap jenuh dan cairan jenuh, gelembung dan pembentukan gesekan halus pada permukaan bagian tersebut.

Ketika gelembung pecah selama kavitasi, tekanan tumbukan bisa mencapai 2000Mpa, yang jauh melebihi batas kegagalan lelah pada sebagian besar bahan logam. Pecahnya gelembung adalah sumber utama kebisingan, getaran yang dihasilkannya dapat menghasilkan kebisingan hingga 10KHZ, semakin banyak gelembung, kebisingannya semakin serius, selain itu, kavitasi akan mengurangi daya dukung katup, merusak bagian dalam katup dan rawan menghasilkan kebocoran, lalu bagaimana cara mencegahnya katup kavitasi?

 

  • Pengurangan tekanan beberapa tahap

Bagian internal step-down bertingkat, yaitu penurunan tekanan melalui katup menjadi beberapa lebih kecil, sehingga bagian kontraksi vena tekanan lebih besar dari tekanan uap, untuk menghindari pembentukan gelembung uap dan menghilangkan kavitasi.

 

  • Meningkatkan kekerasan material

Salah satu penyebab utama kerusakan katup adalah kekerasan material yang tidak mampu menahan gaya tumbukan yang dikeluarkan oleh pecahnya gelembung. Pengelasan permukaan atau semprotan paduan stryker berbahan dasar baja tahan karat untuk membentuk permukaan yang mengeras, setelah rusak, pengelasan permukaan atau semprotan kedua kalinya dapat memperpanjang masa pakai peralatan dan mengurangi biaya perawatan.

 

  • Desain pelambatan berpori

Struktur dudukan dan cakram khusus membuat tekanan aliran cairan lebih tinggi dari tekanan uap jenuh, konsentrasi cairan injeksi di katup energi kinetik menjadi energi panas, sehingga mengurangi pembentukan gelembung udara.

Sebaliknya, membuat gelembung pecah di bagian tengah selongsong untuk menghindari kerusakan langsung pada permukaan jok dan cakram.

 

Bagaimana cara memilih katup untuk pipa oksigen?

Oksigen biasanya memiliki sifat kimia aktif. Ini adalah zat pengoksidasi kuat dan mudah terbakar serta dapat bergabung dengan sebagian besar unsur untuk membentuk oksida kecuali emas, perak, dan gas inert seperti helium, neon, argon, dan kripton. Ledakan terjadi ketika oksigen bercampur dengan gas yang mudah terbakar (asetilen, hidrogen, metana, dll.) dalam proporsi tertentu atau ketika katup pipa mengalami kebakaran secara tiba-tiba. Aliran oksigen dalam sistem pipa berubah dalam proses transportasi gas oksigen, Asosiasi Gas Industri Eropa (EIGA) mengembangkan standar IGC Doc 13/12E “Sistem Pipa dan Perpipaan Oksigen” membagi kondisi kerja Oksigen menjadi “dampak” dan “ tidak berdampak”. “Dampak” tersebut merupakan peristiwa yang berbahaya karena mudah merangsang energi sehingga menimbulkan pembakaran dan ledakan. Katup oksigen adalah “kejadian benturan” yang umum.

Katup oksigen adalah jenis katup khusus yang dirancang untuk pipa oksigen, telah banyak digunakan dalam industri metalurgi, perminyakan, kimia, dan industri lain yang melibatkan oksigen. Bahan katup oksigen dibatasi pada tekanan kerja dan laju aliran untuk mencegah tumbukan partikel dan kotoran di dalam pipa. Oleh karena itu, insinyur harus sepenuhnya mempertimbangkan gesekan, listrik statis, pengapian non-logam, kemungkinan polutan (korosi permukaan baja karbon) dan faktor-faktor lain ketika memilih katup oksigen.

Mengapa katup oksigen rawan meledak?

  • Karat, debu dan terak las pada pipa menyebabkan pembakaran akibat gesekan dengan katup.

Dalam proses pengangkutannya, oksigen yang terkompresi akan bergesekan dan bertabrakan dengan minyak, skrap oksida besi atau pembakar partikel kecil (bubuk batubara, partikel karbon atau serat organik), sehingga menimbulkan panas gesekan yang besar, sehingga mengakibatkan pembakaran pipa dan peralatan, yang berhubungan dengan jenis pengotor, ukuran partikel dan kecepatan aliran udara. Serbuk besi mudah terbakar dengan oksigen, dan semakin halus ukuran partikelnya, semakin rendah titik nyalanya; Semakin besar kecepatannya, semakin mudah untuk terbakar.

  • Oksigen yang dikompresi secara adiabatik dapat menyulut bahan mudah terbakar.

Bahan dengan titik nyala rendah seperti minyak, karet di dalam katup akan menyala pada suhu lokal yang tinggi. Logam bereaksi dalam oksigen, dan reaksi oksidasi ini meningkat secara signifikan dengan meningkatkan kemurnian dan tekanan oksigen. Misal di depan katup 15MPa, suhu 20℃, tekanan di belakang katup 0,1MPa, jika katup dibuka dengan cepat maka suhu oksigen setelah katup bisa mencapai 553℃ menurut perhitungan kompresi adiabatik formula, yang telah mencapai atau melampaui titik penyalaan beberapa bahan.

  • Titik nyala yang rendah dari bahan mudah terbakar dalam oksigen murni bertekanan tinggi merupakan pemicu pembakaran katup oksigen

Intensitas reaksi oksidasi tergantung pada konsentrasi dan tekanan oksigen. Reaksi oksidasi terjadi secara hebat pada oksigen murni, sekaligus mengeluarkan panas dalam jumlah besar, sehingga katup oksigen pada oksigen murni bertekanan tinggi mempunyai potensi bahaya yang besar. Pengujian telah menunjukkan bahwa energi detonasi api berbanding terbalik dengan kuadrat tekanan, yang merupakan ancaman besar bagi katup oksigen.

Pipa, alat kelengkapan katup, gasket, dan semua bahan yang bersentuhan dengan oksigen dalam pipa harus dibersihkan secara ketat karena sifat khusus oksigen, dibersihkan dan dihilangkan lemaknya sebelum pemasangan untuk mencegah terbentuknya besi tua, minyak, debu, dan partikel padat yang sangat kecil. atau tertinggal dalam proses pembuatannya. Ketika mereka berada di dalam oksigen melalui katup, mudah menyebabkan gesekan pembakaran atau risiko ledakan.

Bagaimana cara memilih katup yang digunakan untuk oksigen?

Beberapa proyek secara eksplisit melarang katup gerbang dari yang digunakan dalam pipa oksigen dengan tekanan desain lebih besar dari 0,1mpa. Hal ini karena permukaan perapat katup gerbang akan rusak akibat gesekan gerak relatif (yaitu pembukaan/penutupan katup), yang menyebabkan “partikel serbuk besi” kecil berjatuhan dari permukaan perapat dan mudah terbakar. Demikian pula saluran oksigen pada katup jenis lain juga akan meledak pada saat perbedaan tekanan antara kedua sisi katup besar dan katup terbuka dengan cepat.

  • Jenis katup

Katup yang dipasang pada pipa oksigen umumnya berbentuk katup globe, arah aliran media katup secara umum adalah turun masuk dan keluar, sedangkan katup oksigen sebaliknya untuk memastikan gaya batang yang baik dan penutupan inti katup dengan cepat.

  • Bahan katup

Badan katup: Disarankan untuk menggunakan baja tahan karat di bawah 3MPa; Baja paduan Inconel 625 atau Monel 400 digunakan di atas 3MPa.

  • Memangkas

(1) Bagian dalam katup harus diberi Inconel 625 dan pengerasan permukaan;

(2) Bahan batang/selongsong katup adalah Inconel X-750 atau Inconel 718;

(3) Harus berupa katup non-pereduksi dan menjaga kaliber yang sama dengan pipa aslinya; Kursi inti katup tidak cocok untuk pengelasan permukaan keras;

(4) Bahan cincin penyegel katup adalah grafit cetakan non-minyak (kandungan karbon rendah);

(5) Pengepakan ganda digunakan untuk penutup katup atas. Kemasannya adalah grafit bebas minyak tahan suhu tinggi (468℃).

(6) Oksigen dalam aliran gerinda atau alur akan menghasilkan gesekan berkecepatan tinggi, yang menghasilkan akumulasi sejumlah besar panas dan dapat meledak dengan senyawa karbon, permukaan bagian dalam katup harus memenuhi persyaratan ISO 8051-1 Sa2 .

 

Informasi lebih lanjut tentang katup oksigen, hubungi kami sekarang!

Mengapa desain anti-statis penting untuk katup bola?

Listrik statis adalah fenomena fisik yang umum. Ketika dua bahan berbeda bergesekan, transfer elektron menghasilkan muatan elektrostatis, proses ini disebut elektrifikasi gesekan. Secara teori, dua benda dari bahan yang berbeda dapat menghasilkan listrik statis ketika keduanya saling bergesekan, namun dua benda dari bahan yang sama tidak dapat menghasilkan listrik statis. Ketika fenomena yang terjadi pada badan katup, yaitu gesekan antara bola dengan dudukan bola, batang, dan badan non-logam akan menghasilkan muatan statis ketika katup membuka dan menutup, yang berpotensi menimbulkan bahaya kebakaran bagi seluruh badan katup. sistem pipa. Untuk menghindari kilauan statis, perangkat antistatis dirancang pada katup untuk mengurangi atau menghilangkan muatan statis dari bola.

API 6D-2014 “5.23 perangkat anti-statis” menetapkan sebagai berikut: “katup bola dengan dudukan lembute, katup sumbat dan katup gerbang harus memiliki perangkat anti-statis. Pengujian perangkat harus dilakukan sesuai dengan bagian H.5 jika pembeli memerlukannya. API 6D “Uji antistatik H.5” menyatakan: “resistensi antara penutup dan badan katup, batang/poros dan badan katup harus diuji dengan catu daya DC tidak melebihi 12V. Pengukuran resistansi harus dikeringkan sebelum katup uji tekanan, nilai resistansinya tidak lebih dari 10 Ω. Katup dengan dudukan lunak harus memasang perangkat anti-statis tetapi katup dengan dudukan logam tidak diperlukan karena dudukan plastik lunak seperti (PTFE, PPL, NYLON, DEVLON, PEEK, dll.) cenderung menghasilkan listrik statis saat bergesekan dengan bola (biasanya logam) , sedangkan segel logam-logam tidak. Jika medianya mudah terbakar dan meledak, percikan elektrostatik kemungkinan besar akan menyebabkan pembakaran atau bahkan ledakan, jadi sambungkan bagian logam yang bersentuhan dengan non-logam melalui perangkat antistatis ke batang dan badan, dan terakhir lepaskan listrik statis melalui antistatis. perangkat pengikat pada tubuh. Prinsip anti-statis dari katup bola mengambang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Perangkat antistatik terdiri dari pegas dan bola baja (“elektrostatik – set pegas”). Secara umum, katup bola apung terdiri dari dua “set pegas elektrostatis”, satu pada permukaan kontak batang dan bola, dan yang lainnya pada batang dan badan. Saat katup terbuka atau tertutup, listrik statis dihasilkan oleh gesekan antara bola dan dudukannya. Karena jarak antara batang dan bola, ketika batang katup digerakkan oleh bola, bola kecil “pegas elektrostatik” memantul, yang mendorong elektrostatik ke batang katup, pada saat yang sama, batang katup dan permukaan kontak badan katup dari set pegas elektrostatik, akan mengekspor listrik statis ke tubuh karena prinsip yang sama, pada akhirnya akan melepaskan muatan listrik statis sepenuhnya.

Singkatnya, perangkat anti-statis yang digunakan dalam a katup bola adalah untuk mengurangi muatan statis yang dihasilkan pada bola akibat gesekan. Ini digunakan untuk melindungi katup dari percikan api yang dapat menyulut bahan bakar yang mengalir melalui katup. Katup bola dengan desain anti-statis khusus untuk bidang seperti minyak dan gas, kimia, pembangkit listrik dan industri lainnya yang bebas api merupakan jaminan penting produksi yang aman.

Apa perbedaan antara katup pelepas dan katup pengaman?

Katup pengaman dan katup pelepas memiliki struktur dan kinerja yang serupa, keduanya mengeluarkan media internal secara otomatis ketika tekanan melebihi nilai yang ditetapkan untuk menjamin keamanan perangkat produksi. Karena kesamaan mendasar ini, keduanya sering kali tertukar dan perbedaannya sering diabaikan karena keduanya dapat dipertukarkan di beberapa fasilitas produksi. Untuk definisi yang lebih jelas, silakan merujuk pada spesifikasi boiler dan bejana tekan ASME.

Katup Pengaman: Perangkat kontrol tekanan otomatis yang digerakkan oleh tekanan statis media di depan katup digunakan untuk aplikasi gas atau uap, dengan aksi terbuka penuh.

Relief Valve: Juga dikenal sebagai katup luapan, perangkat pelepas tekanan otomatis yang digerakkan oleh tekanan statis di depan katup. Ini terbuka secara proporsional karena tekanan melebihi gaya pembukaan, terutama digunakan untuk aplikasi fluida.

 

Perbedaan mendasar dalam prinsip operasinya: Katup pengaman melepaskan tekanan ke atmosfer yaitu keluar dari sistem, dapat menjadi alat pelepas tekanan bejana fluida, ketika nilai tekanan yang ditetapkan tercapai maka katup terbuka hampir penuh. Sebaliknya, katup pelepas mengurangi tekanan dengan mengembalikan cairan ke dalam sistem, itulah sisi tekanan rendah. Relief valve terbuka secara bertahap jika tekanan meningkat secara bertahap.

Perbedaannya juga umumnya terlihat pada kapasitas dan setpoint. A katup pelepas digunakan untuk mengurangi tekanan guna mencegah kondisi tekanan berlebih, operator mungkin diperlukan untuk membantu membuka katup sebagai respons terhadap sinyal kontrol dan menutup kembali setelah tekanan berlebih tersebut hilang dan terus beroperasi secara normal.

Katup pengaman dapat digunakan untuk melepaskan tekanan yang tidak memerlukan pengaturan ulang manual. Misalnya, katup pelepas termal digunakan untuk membuang tekanan pada penukar panas jika terisolasi tetapi kemungkinan ekspansi termal fluida dapat menyebabkan kondisi tekanan berlebih. Katup pengaman pada boiler atau bejana bertekanan jenis lain harus mampu mengeluarkan lebih banyak energi yang memungkinkan untuk dimasukkan ke dalam bejana.

Singkatnya, katup pengaman dan katup pelepas adalah dua jenis katup kontrol yang paling umum digunakan. Katup pengaman termasuk dalam alat pelepas tekanan, yang hanya dapat beroperasi bila tekanan kerja melebihi kisaran yang diijinkan untuk melindungi sistem. Relief valve dapat membuat media bertekanan tinggi dengan cepat memenuhi kebutuhan tekanan sistem dan proses kerjanya berkelanjutan.

Sistem selimut nitrogen untuk tangki penyimpanan

Sistem selimut nitrogen merupakan perangkat lengkap untuk mempertahankan keadaan tekanan konstan dengan menginjeksikan gas N2, yaitu gas inert ke ruang atas tangki penyimpanan. Ini terdiri dari serangkaian katup pengurang tekanan tinggi Nitrogen (katup pemasok/katup pembuangan), katup pernafasan, pengukur tekanan dan sistem perpipaan serta perangkat keselamatan lainnya, dapat bekerja dengan lancar tanpa energi eksternal seperti listrik atau gas, menampilkan keunggulan sederhana , nyaman dan ekonomis, mudah perawatannya. Sistem selimut nitrogen mencegah terjadinya kekosongan dan mengurangi penguapan, yang menjaga tangki penyimpanan pada nilai tekanan yang dirancang, telah banyak digunakan di tangki penyimpanan, reaktor & sentrifugal kilang & pabrik kimia.

Ketika katup pembuangan tangki penyimpanan dibuka, level cairan turun, volume fase gas meningkat dan tekanan nitrogen menurun. Kemudian katup suplai nitrogen terbuka dan menyuntikkan nitrogen ke dalam tangki. Ketika tekanan nitrogen di dalam tangki naik ke nilai yang ditetapkan oleh katup pemasok nitrogen, katup akan menutup secara otomatis. Sebaliknya, ketika katup pemasok tangki dibuka untuk memasok nitrogen ke tangki, level cairan naik, volume fase gas berkurang, dan tekanan meningkat. Jika tekanan lebih tinggi dari nilai yang ditetapkan pada katup pelepas nitrogen, katup pelepas nitrogen akan terbuka dan melepaskan nitrogen dan membuat tekanan nitrogen di dalam tangki turun. Ketika katup pelepas nitrogen turun ke nilai yang ditetapkan, katup pelepas nitrogen akan menutup secara otomatis.

Secara umum, regulator penyuplai nitrogen dapat berupa jenis katup pengatur tekanan yang Dioperasikan Pilot dan dioperasikan sendiri, perangkat pelepasan nitrogen mengadopsi katup pengatur tekanan mikro yang dioperasikan sendiri, yang diameternya umumnya sama dengan diameter katup masuk; Katup pernafasan dipasang di bagian atas tangki dan dirancang untuk perlindungan terhadap ledakan dan kebakaran. Tekanan suplai nitrogen sekitar 300~800KPa, tekanan set selimut nitrogen adalah 1KPa, tekanan pelepasan nitrogen adalah 1,5kpa, tekanan pernafasan katup pernafasan adalah 2KPa dan tekanan pernafasan -0,8 KPa; Katup pernafasan tidak bekerja secara normal hanya jika katup utama rusak dan tekanan di dalam tangki terlalu tinggi atau terlalu rendah.

Kami menawarkan sistem selimut tangki lengkap dengan perangkat keselamatan bersama dengan katup pengurang tekanan tinggi Nitrogen dan komponen untuk tangki penyimpanan, reaktor & sentrifugal.

Apa itu katup pernafasan?

Kadang-kadang disebut sebagai katup pelepas tekanan dan vakum, katup pernafasan adalah bagian penting untuk tangki & bejana atmosferik tempat pelarut diisi dan ditarik pada laju aliran tinggi. Katup jenis ini dipasang di jalur masuk dan keluar tangki, bejana, dan peralatan proses untuk menahan uap beracun dan menghindari kontaminasi atmosfer, sehingga menyeimbangkan fluktuasi tekanan & vakum yang tidak terduga serta memberikan peningkatan perlindungan dan keselamatan kebakaran.

Bagaimana cara kerja katup pernafasan?

Struktur internal katup pernafasan pada dasarnya terdiri dari katup pernafasan masuk dan katup pernafasan keluar, yang dapat disusun berdampingan atau tumpang tindih. Ketika tekanan tangki sama dengan tekanan atmosfer, cakram katup tekanan dan katup vakum serta dudukan bekerja sama erat karena efek “adsorpsi”, membuat dudukan rapat tanpa kebocoran. Ketika tekanan atau vakum meningkat, cakram terbuka dan mempertahankan segel yang baik karena efek “adsorpsi” di sisi tempat duduk.

Ketika tekanan di dalam tangki naik ke nilai desain yang diijinkan, katup tekanan dibuka dan gas di dalam tangki dibuang ke atmosfer luar melalui sisi katup ventilasi (yaitu katup tekanan). Pada saat ini katup vakum tertutup karena adanya tekanan positif di dalam tangki. Sebaliknya, proses pernafasan keluar terjadi ketika tangki terisi dan terjadi penguapan cairan akibat suhu atmosfer yang lebih tinggi, katup vakum terbuka karena tekanan positif tekanan atmosfer, dan gas luar masuk ke tangki melalui katup hisap (yaitu katup vakum), pada titik ini katup tekanan menutup. Katup tekanan dan katup vakum tidak dapat dibuka sewaktu-waktu. Ketika tekanan atau kevakuman di dalam tangki turun menjadi normal, katup tekanan dan vakum akan menutup dan menghentikan proses pernafasan atau penghirupan.

 

Tujuan dari katup pernafasan?

Katup pernapasan harus disegel dalam kondisi normal hanya jika:

(1) Saat tangki mengeluarkan darah, katup pernapasan mulai menghirup udara atau nitrogen ke dalam tangki.

(2) Saat mengisi tangki, katup pernafasan mulai mendorong gas yang dihembuskan keluar dari tangki.

(3) Karena perubahan iklim dan alasan lainnya, tekanan uap material di dalam tangki meningkat atau menurun, dan katup pernapasan mengeluarkan uap atau menghirup udara atau nitrogen (biasanya disebut efek termal).

(4) Cairan tangki menguap secara tiba-tiba akibat panasnya gas yang dihembuskan jika terjadi kebakaran, dan katup pernapasan mulai mengempis keluar dari tangki untuk menghindari kerusakan tangki akibat tekanan berlebih.

(5) Kondisi kerja seperti pengangkutan cairan yang mudah menguap bertekanan, reaksi kimia perangkat perpindahan panas internal dan eksternal, dan kesalahan operasional, katup respirasi dioperasikan untuk menghindari kerusakan pada tangki penyimpanan karena tekanan berlebih atau super-vakum.

 

Standar umum untuk katup pernafasan

DIN EN 14595-2016– Tangki untuk pengangkutan peralatan pelayanan barang berbahaya untuk tangki bertekanan dan ventilasi pernafasan vakum.

 

Bagaimana cara pemasangan katup pernafasan?

(1) katup pernafasan harus dipasang pada titik tertinggi di atas tangki. Secara teori, dari sudut pandang pengurangan kehilangan penguapan dan pembuangan lainnya, katup pernafasan harus dipasang pada titik tertinggi di ruang tangki untuk memberikan akses paling langsung dan maksimal ke katup pernafasan.

(2) Tangki bervolume besar untuk mencegah satu katup pernafasan karena risiko kegagalan tekanan berlebih atau tekanan negatif dapat dipasang dua katup pernafasan. Untuk menghindari pengoperasian dua katup pernapasan dan meningkatkan risiko kegagalan pada saat yang sama, biasanya kedua katup pernapasan bertekanan hisap dan pelepasan dalam desain tipe gradien, yang berfungsi normal, yang lainnya cadangan.

(3) Jika volume pernapasan yang besar menyebabkan volume pernapasan dari satu katup pernapasan tidak dapat memenuhi persyaratan, dapat dilengkapi dengan dua atau lebih katup pernapasan, dan jarak antara keduanya dan bagian tengah tank top harus sama, yakni penataan simetris pada tank top.

(4) Jika katup pernapasan dipasang pada tangki selimut nitrogen, posisi sambungan pipa suplai nitrogen harus berada jauh dari antarmuka katup pernapasan dan dimasukkan ke dalam tangki penyimpanan di bagian atas tangki sekitar 200 mm, sehingga nitrogen tidak langsung dibuang setelah memasuki tangki dan berperan sebagai selimut nitrogen.

(5) Jika terdapat penahan pada katup pernafasan, pengaruh penurunan tekanan penahan terhadap tekanan pelepasan katup pernafasan harus diperhatikan untuk menghindari tekanan berlebih pada tangki.

(6) Ketika suhu rata-rata tangki lebih rendah dari atau sama dengan 0, katup pernafasan harus memiliki tindakan anti-pembekuan untuk mencegah tangki membekukan atau menghalangi cakram katup yang disebabkan oleh pembuangan tangki yang buruk atau pasokan udara yang tidak mencukupi, yang mengakibatkan di dalam tangki, tangki drum bertekanan berlebih atau tangki kempis bertekanan rendah.

 

Informasi lebih lanjut, hubungi KATUP SEMPURNA