Un ghid cuprinzătsau, practic
Manipularea nămolului sau a mediilor abrazive este o provocare inginerească frecventă în industrii precum mineritul, prelucrarea mineralelor, tratarea apelor uzate, producția chimică și generarea de energie. Suspensiile – amestecuri de solide suspendate în lichid – exercită solicitări mecanice și chimice semnificative asupra echipamentelor de control al debitului. Ca rezultat, selectarea supapei potrivite este esențială pentru a minimiza uzura, pentru a evita opririle neplanificate și pentru a asigura siguranța operațională.
Printre numeroasele tipuri de supape disponibile, supapa fluture este recunoscută pe scară largă pentru designul său compact, rentabilitatea și ușurința în operare. Dar sunt supape fluture cu adevărat potrivit pentru manipularea nămolului sau a mediilor abrazive? Răspunsul este nuanțat. În anumite condiții, supapele fluture pot funcționa eficient, dar adecvarea depinde în mare măsură de proiectarea aplicației, materialele supapelor, parametrii de funcționare și practicile de întreținere.
Înțelegerea provocării Slurry
Suspensiile variază enorm ca compoziție. Unele sunt subțiri, conțin particule fine în concentrații scăzute, în timp ce altele sunt groase, foarte abrazive și capabile să erodeze suprafețele metalice în perioade scurte de timp. Provocările pe care le prezintă nămolurile includ:
- Uzură abrazivă : Particulele solide zgârie, curăță sau suprafețele supapelor, în special scaunele și discurile.
- Eroziunea-coroziune : O combinație de uzură mecanică și atac chimic duce la pierderi accelerate de material.
- Blocaj sau acumulare : Nămolurile cu vâscozitate ridicată pot adera la componentele supapei, interferând cu etanșarea și funcționarea.
- Socuri de presiune : Mișcarea nămolului poate fi turbulentă, creând fluctuații de presiune care solicită componentele supapei.
- Dificultate de etanșare : Solidele depozitate între suprafețele de etanșare pot împiedica închiderea sau pot cauza deteriorarea scaunului.
Orice supapă în serviciul de șlam trebuie să se confrunte cu aceste probleme și acesta servește drept punct de plecare pentru evaluarea supapelor fluture.
Cum funcționează supapele fluture și ce înseamnă asta pentru șlamuri
O supapă fluture folosește un disc rotativ pentru a deschide sau închide fluxul în interiorul unei conducte. Când discul se întoarce paralel cu fluxul, supapa este deschisă; când este rotit perpendicular, oprește curgerea. Componentele interne cheie includ:
- Disc
- Scaun (elastomeric sau metalic)
- Tijă/arbore
- Corpul
În serviciul de nămol, discul și scaunul sunt componentele cele mai expuse la uzură.
Avantajele cheie ale supapelor fluture:
- Dimensiune compactă și greutate redusă în comparație cu robinetele cu poartă sau cu bilă
- Cost mai mic, mai ales la diametre mai mari
- Cuplu de operare redus
- Acționare rapidă în sfert de tură
- Bun pentru accelerare în unele modele
Limitări cheie în mediile abrazive:
- Discul rămâne pe calea curgerii chiar și atunci când este complet deschis, expunându-l la uzură continuă
- Scaunele elastomerice se pot degrada rapid în timpul utilizării abrazive
- Particulele se pot depune în jurul marginii discului, afectând etanșarea
- Unele modele experimentează turbulențe mari în jurul discului, crescând eroziunea
Aceste caracteristici ajută la explicarea de ce supapele fluture pot fi potrivite în unele aplicații cu șlam, dar nu în altele.
Când valvele fluture sunt Potrivit pentru șlam sau medii abrazive
În ciuda provocărilor, supapele fluture pot funcționa bine în anumite seturi de condiții. Adecvarea lor se îmbunătățește în general atunci când suspensia este ușoară, supapa este selectată cu atenție și condițiile de funcționare sunt controlate.
1. Abrazivitate scăzută până la moderată
Dacă suspensia conține cea mai mare parte particule fine (de exemplu, mai puțin de ~100 microni) și aceste particule nu sunt foarte abrazive, o supapă fluture proiectată corespunzător poate funcționa cu succes. Exemplele includ:
- Ape uzate tratate cu solide în suspensie
- Suspensii chimice cu umpluturi neabrazive
- Suspensie de var în tratarea apei (cu materiale adecvate)
În aceste cazuri, rata de uzură este gestionabilă, iar discurile și scaunele elastomerice sau acoperite special pot oferi o durată de viață lungă.
2. Aplicații care necesită supape mari la costuri mai mici
Robinetele fluture sunt economice la dimensiuni mari (de exemplu, DN 300 și mai sus). Atunci când se manipulează șlam cu abraziune redusă în țevi mari, acestea rămân o alegere populară datorită amprentei lor compacte și a costului redus de instalare în comparație cu robinetele cu bilă sau cuțit.
3. Cerințe de oprire non-critice
Dacă supapa nu trebuie să asigure etanșare etanșă cu bule , o oarecare uzură poate fi tolerată. De exemplu:
- Supape de izolare în conductele de nămol de joasă presiune
- Deviația fluxului în cazul în care scurgeri minore sunt acceptabile
- Aplicații cu redundanță încorporate în sistem
În aceste cazuri, chiar dacă scaunul suferă o anumită eroziune, supapa poate funcționa în continuare corespunzător.
4. Utilizarea supapelor fluture de înaltă performanță sau specifice nămolului
Unele supape fluture sunt proiectate special pentru medii mai dure. Îmbunătățirile pot include:
- Discuri acoperite dur (de exemplu, carbură de tungsten, carbură de crom)
- Supape fluture de înaltă performanță cu scaun metalic
- Design-uri full-lug sau dublu offset care reduc contactul cu scaunul și uzura
- Scaune înlocuibile concepute pentru aplicații abrazive
- Spălați porturile pentru a curăța solidele în timpul funcționării
Aceste caracteristici de proiectare pot îmbunătăți considerabil durabilitatea în serviciul nămolului, făcând supapele fluture o opțiune viabilă în medii moderat abrazive.
5. Condiții de viteză scăzută sau viteză controlată
Eroziunea crește dramatic cu viteza. Dacă procesul permite:
- viteza de curgere mai mica,
- tranziții netede ale fluxului și
- turbulențe minime,
o supapă fluture poate suferi o uzură semnificativ mai mică.
Când valvele fluture Are Nu Recomandat pentru șlam sau medii abrazive
În timp ce supapele fluture pot funcționa în anumite situații de nămol, există multe cazuri în care nu sunt ideale - și pot chiar eșua prematur.
1. Suspensii foarte abrazive
Aplicațiile cu particule mari, ascuțite sau dense sunt printre cele mai dificile:
- Slam de nisip
- Decantare miniere
- Cenușă zburătoare
- Ciment sau ciment
- Slamuri bogate în minerale
Impactul continuu al particulelor abrazive asupra discului și scaunului duce adesea la eroziune rapidă, scurgeri și o durată scurtă de viață a supapei. În aceste medii, tipurile de supape mai robuste (cum ar fi robinetele cu cuțit sau supapele de prindere) tind să funcționeze mai bine.
2. Sisteme de mare viteză sau turbulență ridicată
Viteza mare de curgere antrenează particulele împotriva suprafețelor supapelor cu o forță mai mare, accelerând eroziunea. Turbulențele intensifică problema, mai ales în jurul marginii de față a discului. Dacă vitezele depășesc limitele recomandate pentru serviciul nămolului, supapele fluture nu sunt de obicei cea mai bună alegere.
3. Aplicații care necesită oprire strânsă pe intervale lungi de service
Dacă sistemul cere scurgere zero or fiabilitatea etanșării pe termen lung , supapele fluture în serviciul abraziv pot fi problematice:
- Uzura scaunelor elastomerice poate împiedica oprirea completă
- Discurile înțepate sau deteriorate interferează cu etanșarea
- Particulele încorporate pot compromite integritatea scaunului
În aceste scenarii, supapele cu bilă cu scaun metalic sau supapele cuțit de șlam oferă adesea o fiabilitate mai bună.
4. Aplicații abrazive de înaltă presiune
Chiar și supapele fluture de înaltă performanță se confruntă cu provocări în serviciul abraziv de înaltă presiune. Combinația dintre stresul mecanic și atacul abraziv poate duce la daune grave. Tipurile alternative de supape depășesc, în general, supapele fluture în sarcinile cu șlam de înaltă presiune.
Considerații de proiectare și materiale pentru aplicațiile de șlam
Selectarea supapei fluture potrivite pentru mediile abrazive necesită o atenție deosebită materialelor și construcției.
Materiale disc
- Oțel inoxidabil – Rezistență bună la coroziune, rezistență moderată la eroziune
- Fontă ductilă – Economic, dar mai puțin rezistent la uzură
- Suprafețe acoperite dur – Carbura de tungsten sau carbura de crom îmbunătățește semnificativ durabilitatea
- Hastelloy sau aliaje similare – Folosit pentru medii corozive cu nămol
Un disc cu acoperire tare este de obicei recomandat pentru aplicații abrazive.
Materiale scaune
- EPDM și elastomeri de nitril – Bun pentru medii cu abraziune redusă
- Scaune din PTFE – Rezistență chimică mai bună, toleranță moderată la abraziune
- Scaune metalice – Cel mai bun pentru service la temperaturi înalte sau abrazive, dar nu etanș la bule
Scaunul este de obicei componenta cu cea mai rapidă uzură, așa că alegerea materialului este critică.
Proiectarea supapei
- Supape fluture cu decalaj dublu (de înaltă performanță). reduce frecarea scaunului și uzura.
- Supape cu triplu compensare asigură etanșare metal-metal, dar sunt utilizate în mod obișnuit atunci când este necesară închiderea etanșă în condiții severe de utilizare.
- Modele pline sau pline oferă o rezistență structurală mai bună pentru procesele solicitante cu șlam.
Acoperiri și căptușeli
Unele servicii de nămol beneficiază de:
- Discuri acoperite cu ceramică
- Corpuri căptușite cu cauciuc
- Inele de scaun întărite
