Número Browse:0 Autor:J-VALVES Publicar Time: 2024-10-31 Origem:alimentado
Em campos industriais, como petróleo, gás natural e engenharia química, as válvulas de esferas são os componentes principais dos sistemas de controle de fluidos. Como dois projetos convencionais, as diferenças de desempenho entre as válvulas de esferas flutuantes e as válvulas de esfera da viagem são particularmente significativas em condições de trabalho flutuantes de alta pressão. Tomando o modelo DN300 PN40 (diâmetro nominal de 300 mm e pressão nominal de 40bar) como exemplo, este artigo discute o desempenho da estabilidade dos dois através da análise estrutural, comparação de dados medidos e casos de aplicação do setor.
1. Comparação de estrutura e mecanismo de vedação
Indicador | Válvula de esfera flutuante | Válvula de esfera do TRUNNION |
Método de fixação da esfera | Somente suportado pela haste da válvula superior, permitindo que a esfera se mova levemente (flutue). | Fixado pela haste da válvula superior e pela trunção inferior, garantindo que a esfera não tenha deslocamento. |
Princípio de vedação | A pressão média empurra a esfera para pressionar contra o assento a jusante, alcançando a vedação unidirecional. | O assento da mola pressiona a esfera em ambas as direções, permitindo a vedação de mão dupla. |
Material do assento | São necessários materiais de alta elástico como o PTFE para suportar a pressão dinâmica. | As ligas resistentes ao desgaste com estruturas de compensação elástica são adotadas para se adaptar ao desgaste de alta pressão. |
2. Capacidade de alcance e pressão aplicável
· Válvula de esfera flutuante : é adequada para cenários de média e baixa pressão (≤pn25) e pequeno diâmetro (≤DN200). Ele depende da pressão média para alcançar a vedação e é propensa a vazamentos devido ao desgaste do assento sob alta pressão a longo prazo.
· Válvula de esfera do Trunnion : é especialmente projetada para alta pressão (até PN100) e diâmetro grande (até DN600). Com fixação mecânica e compensação da mola, ela tem maior estabilidade.
1. Requisitos para os principais parâmetros
Parâmetro | Valor padrão | Base de teste |
Diâmetro nominal (DN) | 300 mm | ISO 6708 e GB/T 1047 |
Pressão nominal (PN) | 40bar | EN 1092 - 1 e ASME B16.5 |
Força do material | Corpo de válvula: WCB/CF8M | API 6D e ISO 15848 - 1 |
Classe de vazamento | ≤ISO 5208 Classe IV | API 598 |
2. Simulação de condições de trabalho flutuantes de alta pressão
1. Padrão de teste : Referindo -se à API 6FA e ISO 15848 - 1, simule a faixa de flutuação de pressão de 0,45p_t (18mpa) a 1,0p_t (40mpa), com o número de ciclos ≥ 10.000 vezes.
2. Estágios de teste :
Estágio A : 0 - 18MPA, 4.500 ciclos (simulando flutuações diárias).
Estágio D : 0 - 40MPA, pressão de pico único (simulando condições extremas de trabalho).
1. Desempenho de vedação e taxa de vazamento
Item de teste | Válvula de esfera flutuante | Válvula de esfera do TRUNNION |
Taxa de vazamento inicial | ≤0,01% | ≤0,005% |
Taxa de vazamento após 10.000 ciclos | 0,15% (falha de vedação devido ao desgaste do assento) | 0,03% (vedação mantida por compensação da primavera) |
Vazamento a pico de pressão (40mpa) | Vazamento instantâneo atingindo 0,5% | Sem vazamento visível |
2. Resposta de abertura e fechamento e mudança de torque
· Válvula de esfera flutuante : o torque inicial é baixo (≤200n · m). No entanto, após os ciclos, devido ao aumento do atrito do assento, o torque sobe para 350N · m, e o tempo de abertura e fechamento é estendido em 30%.
· Válvula de esfera do TRUNNION : O suporte ao rolamento reduz o atrito e o torque é estável a 150 - 180N · m, com o erro do tempo de abertura e fechamento ≤5%.
3. Fadiga mecânica e previsão da vida
Aspecto | Válvula de esfera flutuante | Válvula de esfera do TRUNNION |
Taxa de desgaste do assento | 0,12 mm por 10.000 ciclos | 0,03 mm por 10.000 ciclos |
Vida prevista (na PN40) | 5 - 7 anos | 10 - 15 anos |
Modo de falha | Deformação plástica do deslocamento do assento e da esfera | Desgaste e atenuação da reastalidade da primavera |
1. Comparação de cenários aplicáveis
Cenário de aplicação | Tipo de válvula recomendado | Razão |
Oleodutos de petróleo de longa distância | Válvula de esfera do TRUNNION | Existem flutuações frequentes de alta pressão, portanto, são necessárias vedadas de mão dupla e vida útil longa. |
Sistemas de reação de pressão média em plantas químicas | Válvula de esfera flutuante | É sensível ao custo e o meio tem baixa corrosividade. |
Desligamento de emergência dos tanques de armazenamento de GNL | Válvula de esfera do TRUNNION | São necessárias uma resposta rápida e vazamento zero. |
2. Certificação e conformidade
· API 6D : Certificação obrigatória para válvulas de bola de trunnion , cobrindo o design, materiais e processos de teste.
· ISO 15848 : As válvulas de esferas flutuantes precisam passar a certificação de vazamento da classe C (emissões baixas de fugitivo).
Sob as condições de trabalho flutuantes de alta pressão do DN300 PN40, a válvula de esfera do munhão mostra vantagens significativas em virtude de sua estrutura fixa mecânica, vedação bidirecional e mecanismo de compensação da mola. A taxa de vazamento é tão baixa quanto 0,03%e a vida útil do serviço pode ser mais que o dobro da válvula flutuante. Embora a válvula de esfera flutuante tenha um custo inicial mais baixo, seu custo de manutenção a longo prazo e risco de desligamento são mais altos.
