Van bi áp suất cao và áp suất thấp: Cấu tạo, đánh giá và lựa chọn

Điều gì phân biệt áp suất cao với van bi áp suất thấp

Đường phân chia là cấp áp suất định mức của van, không phải kích thước hoặc vật liệu. Van bi áp suất thấp thường được đánh giá lên tới PN16, tương đương với ASME Class 150 và được sử dụng trên các đường dây nước, không khí và tiện ích chung. Van bi áp suất cao bắt đầu từ ASME Class 600, đối với thép carbon tương ứng với áp suất làm việc nguội khoảng 102 bar ở 38 độ C, và mở rộng đến Class 900, 1500 và 2500 cho đường ống, đầu giếng và hệ thống xử lý áp suất cao.

Bảng xếp hạng nhiệt độ áp suất của ASME B16.34 là tài liệu tham khảo được sử dụng cho các loại này. Đối với thân bằng thép cacbon thuộc nhóm vật liệu 1.1, áp suất làm việc nguội danh nghĩa ở 38 độ C là khoảng 19,6 bar đối với Loại 150, 51,1 bar đối với Loại 300, 102,1 bar đối với Loại 600, 153,2 bar đối với Loại 900, 255,3 bar đối với Loại 1500 và 425,5 bar đối với Loại 2500. Áp suất cho phép giảm theo nhiệt độ tăng lên nên lớp phải luôn được đọc cùng với nhiệt độ thiết kế.

Công trình thay đổi như thế nào với cấp áp lực

Niêm phong, mô-men xoắn và truyền động

Trong van áp suất thấp, áp suất đường dây tự đẩy một quả bóng nổi vào mặt tựa phía hạ lưu, do đó vòng đệm trở nên chặt hơn khi áp suất tăng và vật liệu mặt đế mềm giúp đóng kín bong bóng-với chi phí thấp. Ghế mềm hạn chế nhiệt độ làm việc, vì PTFE không chứa đầy thường chỉ được sử dụng ở nhiệt độ tối đa khoảng 200 độ C, với PTFE và PEEK được gia cố sẽ mở rộng phạm vi hoạt động với chi phí bổ sung.

Ở áp suất cao, lực tác dụng lên một quả bóng nổi trở nên quá lớn để có thể chịu được bởi ghế, do đó quả bóng được đỡ bởi các ổ trục và các ghế được lò xo tác dụng vào nó. Ghế kim loại chịu được nhiệt độ cao và dịch vụ mài mòn nhưng yêu cầu lực ngồi cao hơn nhiều, đó là lý do tại sao van áp suất cao cần hộp số, bộ truyền động khí nén hoặc bộ truyền động điện có bệ gắn được bố trí theo tiêu chuẩn ISO 5211. Thiết kế an toàn cháy nổ, thiết bị chống-tĩnh và bịt kín thân van bằng sự kết hợp giữa vòng chữ O- và vòng đệm bằng than chì cũng là những yêu cầu bình thường trên Loại 600.

Yêu cầu về kiểm tra và chất lượng

Kiểm tra áp lực là nơi hai gia đình lại phân kỳ. Van áp suất thấp thường được thử nghiệm vỏ và mặt ngồi theo tiêu chuẩn API 598 với tốc độ rò rỉ cho phép phù hợp với van mặt ngồi mềm. Van đường ống áp suất cao thường được kiểm tra theo API 6D, bổ sung thêm kiểm tra khối kép và xả, kiểm tra ghế sau thân và đo mô-men xoắn, đồng thời yêu cầu kiểm tra chỗ ngồi và thân xe phải được chứng kiến ​​hoặc ghi lại cho các yêu cầu quan trọng. Truy xuất nguồn gốc vật liệu, kiểm tra thân máy bằng phương pháp không phá hủy và lớp phủ mối hàn trên bề mặt bịt kín trở thành yêu cầu tiêu chuẩn khi cấp độ tăng lên. Cả hai dòng đều yêu cầu thiết kế thân chống{6}}nhưng đường kính thân và cách bố trí vòng bi trong van Loại 1500 hoặc Loại 2500 có kích thước để tạo ra lực đẩy và mômen uốn lớn hơn nhiều.

Quy tắc lựa chọn tránh những sai lầm tốn kém

Chọn loại từ áp suất vận hành tối đa ở nhiệt độ vận hành tối đa, không phải chỉ từ áp suất tối đa và áp dụng bảng xếp hạng ASME B16.34 cho vật liệu thân máy thực tế được cung cấp.

Sử dụng van bi nổi có đế mềm để làm sạch dịch vụ áp suất thấp đến PN16; nó có chi phí thấp hơn và niêm phong đáng tin cậy.

Chuyển sang van gắn trục từ khoảng Loại 600 trở lên hoặc sớm hơn khi có đường kính lớn, nhiệm vụ chu kỳ cao hoặc dẫn động, vì mô-men xoắn vận hành khi đó trở thành yếu tố kiểm soát.

Chỉ định ghế kim loại khi nhiệt độ, độ mài mòn hoặc chu trình nhiệt loại trừ ghế polymer và chấp nhận mô-men xoắn truyền động cao hơn sau đó.

Nêu tiêu chuẩn kiểm nghiệm trên đơn đặt hàng. API 598 và API 6D không thể thay thế cho nhau và việc lựa chọn sẽ ảnh hưởng đến thời gian thử nghiệm, tiêu chí chấp nhận và tài liệu.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Áp suất nào được coi là áp suất cao đối với van bi?
Trong thực tế công nghiệp thông thường, các van được xếp hạng Loại 600 trở lên, hoặc cao hơn khoảng 10 MPa theo hệ mét, được coi là áp suất cao. Xếp hạng từ Lớp 600 đến Lớp 2500 được bao phủ bởi ASME B16.34 với áp suất làm việc nguội từ khoảng 102 bar đến 425 bar đối với thép cacbon.

Hỏi: Tại sao van bi cao áp lại sử dụng bi gắn trục?
Bởi vì lực ép lên một quả bóng lớn sẽ do ghế chịu hoàn toàn. Vòng bi trục chịu tải đó, giữ quả bóng ở giữa và giữ mô-men xoắn vận hành trong khả năng của bộ truyền động.

Hỏi: Van ngồi mềm có thể được sử dụng ở áp suất cao không?
Ghế mềm đôi khi được sử dụng ở áp suất cao để làm sạch, nhiệt độ vừa phải, nhưng chúng bị hạn chế bởi khả năng chịu nhiệt độ của PTFE và do vật liệu ghế bị đùn dưới áp suất chênh lệch cao. Ghế kim loại là sự lựa chọn thông thường trên Class 600.

Hỏi: Van bi áp suất thấp và van bi áp suất cao có được thử nghiệm theo cùng một cách không?
Không. Van áp suất thấp thường được thử nghiệm theo API 598 với giới hạn rò rỉ chỗ ngồi mềm, trong khi van đường ống áp suất cao thường được thử nghiệm theo API 6D, bổ sung thêm khối kép và xả khí, ghế sau thân và xác minh mô-men xoắn.

Q: Chất liệu của cơ thể có thay đổi theo cấp độ không?
Đúng. Thân đúc là điển hình ở loại thấp vì độ dày thành và độ phức tạp hình dạng vừa phải, trong khi thân được rèn với phần thành nặng hơn là bình thường ở loại cao cấp, trong đó độ bền bên trong và khả năng ngăn chặn áp suất là rất quan trọng.

Hỏi: Cần phải thực hiện hoạt động nào trên Loại 600?
Mô-men xoắn vận hành tăng mạnh theo áp suất và đường kính, do đó, bộ điều khiển bánh răng, bộ truyền động khí nén hoặc bộ truyền động điện được gắn trên tấm đệm ISO 5211 là bình thường. Đòn bẩy thủ công thường được giới hạn ở quy mô lớp học nhỏ hơn, thấp hơn.