Desenvolvimento de válvula crítica de hidrogênio de alta pressão

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Recentemente, a fábrica PERFECT produziu um pequeno lote de válvulas de hidrogenação de alta pressão. A hidrogenação de alta pressão é um processo importante no processamento profundo de petróleo e na indústria química de carvão. Pode não apenas melhorar a taxa de recuperação do petróleo bruto, mas também melhorar a qualidade do óleo combustível. O ambiente dielétrico de um dispositivo de hidrogenação de alta pressão é caracterizado por alta pressão e hidrogênio (com sulfeto de hidrogênio), com gases inflamáveis e explosivos de alta pressão (hidrogênio ou hidrocarboneto + hidrogênio) que armazenam grande energia de pressão. Uma vez que o dano ao equipamento de armazenamento e transporte (incluindo válvulas de tubulação) causará um acidente de segurança catastrófico.

O hidrogênio pode causar diversos efeitos adversos em materiais metálicos. Pode penetrar no material metálico e causar fragilização e deformação do material à temperatura normal. A corrosão por sulfeto de hidrogênio de materiais metálicos é um problema muito difícil, pois pode causar corrosão sob tensão em materiais metálicos em temperatura ambiente e alta temperatura. Todas essas características exigiram uma necessidade estrita de material, projeto estrutural e projeto de resistência da válvula de hidrogenação de alta pressão. Portanto, a válvula de hidrogenação de alta pressão deve enfrentar os problemas de fragilização e corrosão por hidrogênio e deve prestar atenção ao problema de vazamento em condições de alta temperatura e alta pressão. Válvulas com hidrogenação de alta pressão, geralmente incluindo válvulas de esfera, válvulas de gaveta, válvulas globo, válvulas de retenção e válvulas macho, ASME CL900 ~ 2500, temperatura ambiente até 400 ℃.

As válvulas usadas em aplicações industriais de hidrogênio, como processos petroquímicos, geralmente são feitas de aço Cr-Mo e liga de Inconel. Os principais materiais da válvula de hidrogenação de alta pressão são A182 F11/F22/F321, A216 WCB, A217 WC6 / WC9, A351 CF8C, Inconel 725 com diâmetro DN15-400 mm.

O projeto e fabricação de válvulas de hidrogenação devem estar em conformidade com API 600, API 602, BS 1868, BS 1873, ASME B16.34, NACE MR0175, NACE MR0103 e esta norma. Nosso centro de fabricação tem capacidade para produzir válvulas de hidrotratamento de alta pressão e tem sido aplicado com sucesso em equipamentos de hidrotratamento (pressão operacional 8~10 MPa). Mais informações, ligue hoje mesmo para nós!

Válvula gaveta de haste ascendente VS Válvula gaveta de haste não ascendente

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A válvula gaveta é um tipo de válvula para conexão e fechamento de meio, mas não é adequada para regulação. Em comparação com outras válvulas, as válvulas gaveta têm uma gama mais ampla de aplicações combinadas para pressão, fluido de serviço, pressão de projeto e temperatura. De acordo com a posição do parafuso da haste, o válvula de gaveta pode ser dividida em válvulas de haste ascendente e válvulas de haste não ascendente (NRS).

A porca da haste da válvula gaveta de haste aberta está na tampa. Rotação das porcas da haste para cima e para baixo ao abrir ou fechar a válvula gaveta. Abre e fecha o disco conectado à haste levantando ou abaixando a rosca entre o volante e a haste e a posição totalmente aberta não atrapalha o fluxo. Este projeto é favorável à lubrificação da haste da válvula e tem sido amplamente utilizado. A cunha é revestida de borracha e não é usada como válvula de retenção e ajustes de vazão.

 

As vantagens e desvantagens da válvula gaveta com haste ascendente:

  • Fácil de abrir e fechar.
  • Pequena resistência a fluidos, superfície de vedação por erosão e erosão média.
  • O fluxo médio não é restrito, sem turbulência, sem redução de pressão.
  • A superfície de vedação é fácil de ser corroída e raspada, difícil de manutenção.
  • Estrutura maior requer mais espaço e abertura prolongada.

 

Haste Não Ascendente significa haste externa, também conhecida como válvula gaveta de haste rotativa ou válvula gaveta de haste cega. Em uma válvula NRS, a haste gira para abrir e fechar a comporta, mas a haste não se move para cima ou para baixo enquanto gira. À medida que a haste gira, ela entra ou sai da válvula, o que também move a comporta para abrir ou vedar a válvula.

As vantagens e desvantagens da válvula gaveta de haste não ascendente:

  • Válvulas de haste não ascendente ocupa menos espaço, ideal para válvula gaveta com espaço limitado. Geralmente, um indicador de abertura e fechamento deve ser instalado para indicar o grau de abertura e fechamento.
  • A falta de lubrificação das roscas da haste resultará em erosão média e danos fáceis.

 

Qual é a diferença entre a válvula gaveta com haste ascendente e a válvula gaveta com haste não ascendente?

  1. Aparência: A válvula gaveta com haste ascendente pode ser vista pela aparência, esteja a válvula fechada ou aberta. O parafuso de avanço pode ser visto, enquanto a válvula gaveta de haste não ascendente não.
  2. O parafuso de ascensão da válvula gaveta flangeada com haste ascendente é exposto do lado de fora, a porca presa ao volante é fixa (sem movimento axial giratório), a rotação do parafuso e da comporta apenas movimento relativo sem deslocamento axial relativo do disco e da haste para cima e para baixo junto. O parafuso de elevação da válvula gaveta com flange de haste não ascendente apenas gira e não se move para cima e para baixo.

Marcação de graus de resistência do parafuso para válvula

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Um parafuso é um corpo cilíndrico com roscas externas composto por uma cabeça e um parafuso. Como um dos fixadores mais comumente usados, é usado em conjunto com uma porca para conectar duas peças com furos como válvulas. Os parafusos usados para conexão do flange da válvula podem ser classificados em 3,6, 4,6, 4,8, 5,6, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9, 12,9 e etc. Os parafusos da classe 8,8 e superiores são chamados de parafusos de alta resistência, feitos de baixa ou média aço-liga de carbono após tratamento térmico (temperado e revenido). As classes dos parafusos são compostas por dois números e um ponto decimal, que representam respectivamente o valor nominal da resistência à tração e a relação de resistência à flexão do material do parafuso, onde o primeiro número multiplicado por 100 representa a resistência nominal à tração do parafuso; Esses dois números são multiplicados por 10 para dar ao parafuso seu limite de escoamento nominal ou resistência ao escoamento.

 

Uma classificação de resistência de parafuso 4,6 significa:

  1. A resistência à tração nominal atinge 400MPa;
  2. A relação de resistência à flexão é de 0,6;
  3. A resistência ao escoamento nominal atinge 400×0,6=240 MPa

Parafuso de alta resistência com grau de resistência 10.9, indicando que o material pode atingir o seguinte após o tratamento térmico:

  1. Resistência nominal à tração até 1000 MPa;
  2. A taxa de flexão é 0,9;
  3. A resistência ao escoamento nominal atinge 1000×0,9=900 MPa

O grau de resistência do parafuso é um padrão internacional. Os graus de resistência 8,8 e 10,9 referem-se aos graus de tensão de cisalhamento 8,8 e 10,9 GPa para parafusos.8,8 resistência à tração nominal 800 N/MM2 resistência ao escoamento nominal 640N/MM2. A letra “XY” indica a resistência do parafuso, X*100= a resistência à tração do parafuso, X*100*(Y/10)= a resistência ao escoamento do parafuso (conforme especificado: limite de escoamento/resistência à tração =Y /10). Por exemplo, a resistência à tração dos parafusos da classe 4.8 é 400MPa; Força de rendimento: 400*8/10=320MPa. Mas há exceções, como os parafusos de aço inoxidável geralmente rotulados como A4-70, A2-70.

 

Marcação de grau de parafuso e seleção de material correspondente:

Classe de força

 Recomendar material

Temperatura mínima de têmpera
3.6 Aço de liga de baixo carbono 0,15%≤C≤0,35%  
4.6 Aço carbono médio 0,25%≤C≤0,55%  
4.8  
5.6  
5.8  
6.8  
8.8 Aço de liga de baixo carbono com 0,15% 425
Aço médio carbono 0,25% 450
9.8 Aço de liga de baixo carbono 0.15%< C < 0.35%  
Aço Carbono Médio 0,25%
10.9 Aço de liga de baixo carbono com 0,15% 340
Aço médio carbono 0,25% 425

Somos um fabricante e distribuidor totalmente abastecido de válvula de esfera conectada flangeada, válvula globo com capô aparafusado e facilitamos a localização da válvula para sua necessidade. Ao instalar e remover as válvulas, os parafusos devem ser apertados simetricamente, passo a passo e uniformemente. A seleção dos parafusos dessas válvulas deve consultar a tabela a seguir:

Válvula DN Diâmetro do furo do parafuso (mm) Diâmetro nominal do parafuso (mm) Número do parafuso Espessura da válvula (mm) Espessura do flange (mm) Noz

(milímetros)

 Junta de mola (mm) Comprimento do parafuso único (mm) Tamanho do parafuso
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

 

 

O material para válvula industrial de alta temperatura

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A temperatura de trabalho é um fator chave que deve ser levado em consideração no projeto, fabricação e inspeção da válvula. Geralmente, a temperatura operacional t> 425 ℃ da válvula é referida como uma válvula de alta temperatura, mas o número é difícil de distinguir a faixa de temperatura da válvula de alta temperatura. Válvula de alta temperatura, incluindo válvula gaveta de alta temperatura, válvula globo de alta temperatura, válvula de retenção de alta temperatura, válvula de esfera de alta temperatura, válvula borboleta de alta temperatura, válvula de agulha de alta temperatura, válvula borboleta de alta temperatura, válvula redutora de pressão de alta temperatura. Entre elas, as mais utilizadas são válvula gaveta, válvula globo, válvula de retenção, válvula esfera e válvula borboleta. As válvulas de alta temperatura são amplamente utilizadas nas indústrias petroquímica, de fertilizantes químicos, de energia elétrica e metalúrgica. Segundo ASME B16.34, o material do corpo da válvula e da parte interna são diferentes em cada faixa de temperatura. Para garantir que a válvula esteja de acordo com suas correspondentes condições de trabalho em alta temperatura, é absolutamente necessário projetar e distinguir de forma científica e razoável o nível de alta temperatura da válvula.

Alguns fabricantes de válvulas de alta temperatura dividem as válvulas de alta temperatura em cinco graus de acordo com a classificação de temperatura com base em sua experiência de produção. Ou seja, a temperatura de operação da válvula t> 425 ~ 550 ℃ é grau PI, t> 550 ~ 650 ℃ é grau PII, t> 650 ~ 730 ℃ é grau PIII, t> 730 ~ 816 ℃ é grau PIV e t> 816 ℃ é grau PV. Entre eles, a válvula PI ~ PIV depende principalmente da seleção de materiais apropriados para garantir seu desempenho. A válvula PV, além da seleção do material, é mais importante para usar um design especial, como revestimento de isolamento ou medidas de resfriamento. O projeto da válvula de alta temperatura deve prestar atenção ao uso da temperatura não deve exceder a temperatura máxima permitida de uso do material. De acordo com ASMEB31.3, a temperatura máxima dos materiais comuns de válvulas de alta temperatura é mostrada na tabela a seguir. Nota especial é que no projeto real da válvula também considera o meio corrosivo e os níveis de tensão e outros fatores, a temperatura permitida do material da válvula é na verdade inferior à tabela.

 

Classificação de pressão-temperatura para aço inoxidável comumente usado:

Temperatura desgastada pelo trabalho  Material Pressão de trabalho da classe libra, libras por polegada quadrada
150 300 400 600 900 1500 2500 4500
800 ℉

(427°C)

 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°C)

 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°C)

 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°C)

 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°C)

 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

 

Classificação de pressão – temperatura do aço de alta temperatura Cr – Mo

Temperatura de trabalho Notas Pressão de trabalho da classe libra, libras por polegada quadrada
150 300 400 600 900 1500 2500 4500
800 ℉

(427°C)

 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°C)

 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

 

Em suma, válvula de alta temperatura com temperatura operacional superior a 425 ℃, cujo material principal é liga de aço ou aço inoxidável ou liga resistente ao calor Cr-Ni. Na verdade, na aplicação prática, o material WCB (ou A105) também é amplamente utilizado no corpo principal da válvula, como válvula esfera de alta temperatura, válvula de retenção e válvula borboleta. Quando a temperatura de trabalho da válvula esfera com PTFE e borracha como anel de vedação for superior a 150 ~ 180 ℃, não é recomendado o uso de sede de poliestireno de contraponto (temperatura de trabalho t≤320 ℃) ou sede de metal, que é adequada para “alta -válvula de esfera de temperatura”.

Qual é o efeito do golpe de aríete da válvula?

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Quando uma válvula é fechada repentinamente, a inércia do fluxo pressurizado cria uma onda de choque de água que pode causar danos à válvula ou ao sistema de tubulação. Isso é conhecido como “efeito golpe de aríete” em hidráulica ou golpe de aríete positivo. Pelo contrário, a abertura repentina da válvula fechada também pode produzir efeito de golpe de aríete, conhecido como golpe de aríete negativo, que tem uma certa força destrutiva, mas não é tão grande quanto o golpe de aríete positivo.

A parte de fechamento é subitamente sugada para dentro da sede quando a válvula está fechando, isso é chamado de efeito de bloqueio do cilindro. Isso é causado por um atuador de baixo empuxo que não tem empuxo suficiente para permanecer próximo à sede, fazendo com que a válvula feche repentinamente, criando um efeito de golpe de aríete. Em alguns casos, as características de fluxo de abertura rápida da válvula de controle também podem levar ao efeito de golpe de aríete.

O efeito do golpe de aríete é extremamente destrutivo: uma pressão muito alta causará a quebra do tubo e das válvulas, e uma pressão muito baixa causará o colapso, danificando as válvulas e os acessórios. Também faz muito barulho, mas os danos reais às válvulas e tubulações são causados por falha mecânica. Como a energia cinética se transforma rapidamente em pressão estática do tubo, os golpes de aríete podem romper o tubo ou danificar os suportes e as juntas do tubo. Para válvulas, o golpe de aríete pode produzir vibração severa através do carretel, o que pode levar à falha do núcleo, gaxeta ou gaxeta.

Quando a energia é cortada e a máquina para, a energia potencial do sistema de bomba de água superará a inércia do motor e fará o sistema parar bruscamente, o que também causará impacto de pressão e efeitos de golpe de aríete. Para eliminar as graves consequências do efeito do golpe de aríete, quaisquer mudanças repentinas de pressão no sistema devem ser evitadas. Na tubulação, é necessário preparar uma série de medidas e equipamentos de buffer, como eliminador de golpe de aríete, estação de bomba de golpe de aríete, bomba de golpe de aríete direto.

Para evitar flutuações de pressão, a válvula deve ser fechada uniformemente. Para válvulas de controle que deve ser estrangulado quando próximo ao assento, um atuador com um empuxo de saída suficientemente grande, como um atuador pneumático ou hidráulico de pistão, ou um entalhe especial na luva de deslocamento de um operador giratório manualmente, deve ser usado para reduzir ou impedir o cilindro efeitos bloqueadores. A instalação de certos tipos de equipamento anti-surto no sistema de tubulação também pode reduzir os efeitos do golpe de aríete, como válvulas de alívio de pressão ou tambores amortecedores. Além disso, a injeção de gás no sistema reduz a densidade do fluido e proporciona alguma compressibilidade para lidar com quaisquer flutuações repentinas.

 

As válvulas usadas para o sistema de tubulação de vapor

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Os processos industriais frequentemente utilizam vapor a pressões e temperaturas mais baixas. O vapor é utilizado para limpeza, aquecimento e umidificação na aplicação de turbinas para geração de eletricidade. A tubulação de vapor da usina requer algum controle e controle de vapor para reduzir a pressão e a temperatura da corrente de entrada para aplicação no processo.

Em geral, um sistema completo de estação de vapor deve ser equipado com a válvula abaixo: válvula de controle principal, válvula de controle de cada ramal, válvula redutora de pressão de vapor, purgador de vapor (válvula de drenagem de água) de acordo com o comprimento da tubulação, válvula de sangramento em o final do gasoduto. Embora a maioria dos tipos de válvulas possam controlar o fluxo de vapor, existem condições especiais de serviço com vapor em relação à temperatura e pressão. As válvulas de vapor mais comumente usadas são a válvula redutora de pressão e a válvula de drenagem de água.

 

Válvula de redução de pressão

Uma válvula redutora de pressão de vapor é uma parte indispensável de muitos sistemas de vapor. Ele desempenha um papel crítico ao fornecer pressão de vapor estável e reduzir a temperatura para processar aplicações em uma planta de processo.

Quando o vapor é transmitido da caldeira de alta pressão, o controle da válvula redutora é frequentemente utilizado, o que pode reduzir o tamanho da caldeira e melhorar a secura do vapor, conveniente para transmissão de longa distância. Devido à alta densidade do vapor em alta pressão, o tubo com o mesmo diâmetro pode transportar mais vapor de alta pressão do que vapor de baixa pressão, reduzindo assim o tamanho do tubo e economizando custos.

Válvula de drenagem de água

Um purgador de vapor é um tipo de válvula que pode remover automaticamente a água condensada e outros gases não condensantes do tubo de vapor e do equipamento de vapor e evitar vazamento de vapor. A água a ser descarregada vem principalmente da água condensada na parte inferior do cilindro da caldeira, da água condensada na parte inferior do cilindro da oficina, da água condensada do separador de vapor antes da descompressão e da água condensada do subcilindro condicionador. De acordo com seu princípio de operação, existem principalmente válvula de drenagem de água de esfera flutuante, válvula de drenagem de água termodinâmica, válvula de drenagem de água termostática, válvula de drenagem de balde invertido e assim por diante.

 

Além disso, você também pode escolher uma válvula gaveta e válvulas globo quando a temperatura do tubo de vapor for inferior a 425 ℃. A válvula gaveta é usada principalmente para tubulações de vapor onde não há necessidade de abertura ou fechamento frequente; A válvula globo oferece uma melhor função de regulação do fluxo. A válvula borboleta não é recomendada para uso em tubulações de vapor, pois a alta pressão dentro da válvula é difícil de trocar e a superfície de vedação é fácil de danificar, por isso não pode ser trocada com frequência, então a válvula borboleta não apresenta um bom desempenho como válvula gaveta; Porém, se a pressão da tubulação não for muito alta (abaixo de 6,4 Mpa), ela também pode ser usada, mas é recomendado o uso de válvula borboleta de vedação rígida de metal devido à alta temperatura. Você pode escolher a válvula excêntrica com corpo de material WCB, a instalação deve prestar atenção à direção do fluxo, a tubulação deve ser mantida limpa para evitar o fechamento hermético.

 

Resumindo, a seleção da válvula para serviço de vapor depende da finalidade da válvula, do diâmetro do tubo, da temperatura e do custo. Como fabricante de válvulas industriais, qualquer necessidade de válvula, ligue hoje mesmo!