Тексеру клапанына және өнеркәсіптік басқару клапандарына арналған клапан орны мен орындық сақинасының материал нұсқаулығы 

Клапан орны мен орындық сақинасы тексеру клапандары мен өнеркәсіптік басқару клапандарының негізгі герметикалық құрамдас бөліктері болып табылады. Материалды дұрыс таңдамау мерзімінен бұрын эрозияға, кавитацияның зақымдалуына, металдың тозуына және үздіксіз ішкі ағып кетуіне әкеледі, бұл құбырлардың жоспарланбаған тоқтап қалуына және техникалық қызмет көрсетудің жоғары шығындарына әкеледі. Бұл нұсқаулық клапан орынының құрылымын, типтік істен шығу режимдерін, тот баспайтын болат пен стеллит қорытпалары арасындағы материалды салыстыруды, инвестициялық құю стандарттарын және бетті өңдеу талаптарын қамтиды, инженерлер мен сатып алу топтарына мұнай және газ, химиялық және бу қызметтері үшін дұрыс клапан орынды, орындық сақина мен клапанның кірістіруін таңдауға көмектеседі.

1. Тексергіш клапандардағы клапан орны мен орындық сақинасына шолу

1.1 Анықтама және құрылымдық айырмашылықтар

Бұл бөлім жауап береді: Клапан орны, орындық сақина және клапан кірістіру арасындағы айырмашылық неде? Бұл бөліктер тексеру клапанының тығыздалуында қандай рөл атқарады?

• Клапанның орны: Клапанның корпусына біріктірілген немесе сығылған бекітілген тығыздағыш негізі, ол клапан дискімен немесе шармен бастапқы тығыздау контактісін құрайды.
• Орындық сақина (тексеру клапанының сақинасы): Орындық тесікке орнатылған ауыстырылатын сақина тәрізді кірістіру; ол клапанның корпусын тозудан қорғау үшін құрбандық тығыздау беті ретінде қызмет етеді.
• Клапан кірістіру: Орындық сақинада өңделген тар тығыздағыш жолақ, әдетте қатаң қызмет көрсету үшін Stellite қорытпасымен қатты қапталған.

Айналмалы бақылау клапандары және көтеру клапандары әртүрлі отырғыш құрылымдарын қабылдау. Көтеру тексеру клапандары жалпақ, тар орындық жолақты, ал бұрылмалы тексеру клапандары кеңірек доға тәрізді орындық бетін пайдаланады. Металдан металға тығыздаудың барлық өнімділігі толығымен материалдың сапасына және осы үш құрамдас бөліктің өңдеу дәлдігіне байланысты.

1.2 Орындықтардың істен шығуының салдары

Орындық тығыздағыш беті зақымдалса, клапан кері ағынды тиімді түрде бөгей алмайды. Жалпы нәтижелер үздіксіз орташа ағып кетуді, қысымның біртіндеп жоғалуын және клапанды бірнеше ай ішінде толық ауыстыруды қамтиды.

2. Клапанның орны мен сақинасының жалпы ақаулық режимдері

Бұл бөлімде материалдық шешімдерді енгізбестен ғана ақаулық механизмдері түсіндіріледі.

2.1 Эрозия тозуы (бөлшектердің соғуы және сым тарту)

Қатты бөлшектерді тасымалдайтын жоғары жылдамдықты сұйықтық тығыздағыш бетіндегі сызықтық ойықтарды кеседі. Бұл құбылыс сым тарту ретінде белгілі және ол жиі жоғары қысымды бу мен суспензия құбырларында кездеседі. Қатты қатты бөлшектер абразивті соққының тозуын тудырады, материалды орындық белдеуінен бірте-бірте алып тастайды.

2.2 Кавитацияның зақымдалуы (жыпылықтау және көпіршіктердің құлауы)

Сұйықтық қысымы бу қысымынан төмен түссе, сұйықтық бу көпіршіктеріне жыпылықтайды. Қысым қалпына келген кезде бұл көпіршіктер қатты құлап, металл орындық бетінде шұңқырлар мен кратерге зақым келтіретін локализацияланған жоғары қысымды соққы толқындарын тудырады. Кавитация дроссельді басқару клапандарында және жоғары дифференциалды қысымды тексеру клапандарында кең таралған.

2.3 Металл тығыздағыш беттеріндегі жабысқақ тозуы

Екі жалаңаш металл беті жоғары жанасу қысымында қайта-қайта ашылып, жабылған кезде байланыс нүктелері арасында суық дәнекерлеу пайда болады. Материал бір бетінен үзіліп, жұптасатын бетке жабысып, тұрақты ұстама зақымын қалыптастырады. Тот баспайтын болаттан жасалған жұптар қатты жабынды өңдеусіз өтке өте бейім.

3. Тексеру клапанының орны мен сақинасының негізгі металл материалдары

3.1 316L Тот баспайтын болат (CF3M/F316L) – Жалпы коррозияға қарсы қызмет

• Қаттылық: жасытылған күйде шамамен 25 HRC.
• Артықшылықтары: Жалпы коррозияға және хлоридті коррозияға тамаша төзімділік; төмен баға; оңай инвестиция құю және өңдеу.
• Шектеулер: тозуға төзімділігі нашар; жоғары қысымда эрозияға, кавитацияға немесе өтке қарсы тұра алмайды.
• Қолайлы қызмет көрсету: Таза су, жұмсақ коррозиялық сұйықтық, қатты бөлшектері жоқ төмен қысымды ауа құбырлары.

3.2 420 мартенситті тот баспайтын болат – орташа тозу қызметі

• Қаттылық: сөндіру және шынықтырудан кейін 38–42 HRC.
• Артықшылықтары: 316L-ден жоғары қаттылық; тозуға қарсы жақсы өнімділік; орташа қызмет көрсету үшін қолжетімді.
• Шектеулер: Шектеулі кавитацияға төзімділік; басқа 420 тот баспайтын болаттан жасалған бетпен жұптастыру кезінде әлі де қышуға бейім.
• Қолайлы қызмет көрсету: Төмен қысымды абразивті емес сұйықтық, төмен циклді қосу-өшіру бақылау клапандары.

3.3 Стеллит қорытпалары (Stellite 6 / Stellite 12) – Ауыр эрозия және кавитация қызметі

Стеллит - кобальт-хром-вольфрам қорытпасы тот баспайтын болаттан жасалған төсеніштерге қатты қаптау ретінде кеңінен қолданылады.

Stellite 6 (салалық стандартты)

• Қаттылық: дәнекерлеу қабатынан кейін 36–45 HRC.
• Негізгі өнімділік: кавитацияға, эрозияға және металды тоздыруға тамаша төзімділік; қаттылықты 500°C жоғары температураға дейін сақтайды.
• Қолданылуы: Жоғары қысымды бу, қалыпты суспензия, жоғары циклді модуляциялаушы бақылау клапандары және басқару клапандары.

Stellite 12 (жоғары тозуға төзімді)

• Қаттылық: 45–53 HRC, құрамында көміртегі жоғары.
• Сәйкестік: тозуға төзімділігі жоғары, бірақ Stellite 6-ға қарағанда төмен беріктік; қатты әсер еткенде крекингке көбірек бейім.
• Қолдану: Қатты абразивті суспензия және ауыр эрозия жағдайлары.

4. Өндіріс пен өңдеуге қойылатын негізгі талаптар

4.1 Клапан орындықтарының кірістірулеріне арналған инвестициялық құюдың негізгі нүктелері

Көптеген клапан орындық сақиналары мен кірістірулері арқылы шығарылады кремний диоксиді инвестициялық құю, әсіресе 316L және Stellite қорытпасының компоненттері үшін.

• Тығыздау және салқындату схемасын оңтайландыру арқылы тығыздағыш жолақтың жанындағы шөгу кеуектілігін және ыстық жыртылуын бақылау; критикалық тығыздағыш бетінде құю ақауларын болдырмаңыз.
• Өңдеу алдында керамикалық қабықтың қалдықтарын толығымен алып тастаңыз; қалдық құм сырлау кезінде мерзімінен бұрын тозуға себеп болады.
• Циклдік температураның өзгеруі кезінде өлшемді деформацияны болдырмау үшін құйғаннан кейін кернеуді жеңілдететін термиялық өңдеуді қолданыңыз.
• NDT инспекциясы: Ішкі шөгу мен бетіндегі жарықтарды анықтау үшін дайын отыратын сақиналарда пенетранттық сынақты (PT) және радиографиялық сынақты (RT) жүргізіңіз.

4.2 Тығыздағыш беттерге арналған қаттылық стандарты

• Тот баспайтын болаттан жасалған қапталмаған орындықтар белгіленген көлемді қаттылыққа сай болуы керек; түйісу қаупін азайту үшін түйісетін диск бетінің қаттылық айырмашылығы кемінде 5 HRC болуы керек.
• Стеллиттің қатты қаптау қабатының қалыңдығы өңдеуден кейін 2–4 мм бақыланады; қаттылықты тот баспайтын болаттан жасалған негізге емес, қатты бетті тығыздағыш таспаға тікелей тексеру керек.
• Қышқыл мұнай және газ қызметі (NACE MR0175): Сульфид кернеуінің крекингін болдырмау үшін қаттылық шектеулері қолданылады; Stellite 6 қаттылықты дұрыс бақылайтын шикі газға қызмет көрсетуге жарамды.

4.3 Металл орындықтардың бетін өңдеуге және өңдеуге қойылатын талаптар

Бетінің кедір-бұдырлығы тығыздағыштың тығыздығына және қызмет ету мерзіміне тікелей әсер етеді.

• Өңделген орындық жолағы: жалпы металдан жасалған тексеру клапандары үшін Ra 0,8–1,6 мкм.
• V/VI сыныпты нөлдік ағып кетуді өшіруге арналған тығыздағыш беті (API клапанының ағып кету классификациясы бойынша): Ra 0,2–0,8 мкм, 2 жарық диапазонында (0,0005 мм) бақыланатын тегістікпен.
• Ақырғы өңдеуден кейін моншақтарды жару немесе құлатудан аулақ болыңыз; жарылыс бетінің біркелкі емес құрылымын жасайды және отырғыштың қызмет ету мерзімін қысқартады.
• Дәлдікпен сырлау міндетті болып табылады Стеллит клапан шары және орындық жұптары толық орындық ені бойынша біркелкі байланысқа қол жеткізу үшін.

5. Қызмет көрсету шарты бойынша материалды таңдау принциптері

Бұл тарауда материал өнімділігінің толық деректерін қайталамай әрекет ететін таңдау ережелері берілген.

5.1 Таза орташа және жұмсақ коррозия

Орташа: Таза су, төмен температуралы таза көмірсутек, қатты бөлшектері жоқ төмен қысымды газ.
Ұсынылатын материал: Тот баспайтын болаттан жасалған қатты 316L клапанның орны және орындық сақинасы. Сатып алу құнын бақылау үшін Stellite қатайту қажет емес.

5.2 Жоғары қысымды бу және эрозиялық сұйықтық

Орташа: қаныққан және қатты қыздырылған бу, жұмсақ қатты ұсақтары бар сұйықтық, жоғары ағын жылдамдығы.
Ұсынылатын материал: сым тарту эрозиясына және жоғары температуралық тотығуға қарсы тұру үшін тығыздауыш жолағында Stellite 6 қатты қаптамасы бар 316L субстрат.

5.3 Кавитация және жыпылықтау қызметі

Орташа: жоғары дифференциалды қысымды дроссельдеу, жыпылықтайтын сұйықтық, көпіршіктердің жиі құлауы.
Ұсынылатын материал: Stellite 6 қабаттасатын орындық кірістіру; Кобальт негізіндегі қорытпа мартенситті баспайтын болаттан әлдеқайда жақсы кавитацияға төзімділікті қамтамасыз етеді.

5.4 Шикі мұнай және газ қызметі (NACE MR0175 шектеулері)

Ортасы: H₂S құрамында шикі шикі және табиғи газ бар.
Негізгі ереже: Орындық қаттылығын NACE көрсетілген жоғарғы шегінен төмен бақылау; Stellite 6 қатты қаптау сульфидтік кернеудің крекингке төзімділігі үшін NACE MR0175 / ISO 15156 стандартына сәйкес келеді. Бақыланбайтын жоғары қаттылықтағы дәнекерлеу қабаттарын болдырмаңыз.

6. Жиі қойылатын сұрақтар

6.1 Стеллит клапанының орны және 316L: қайсысының қызмет ету мерзімі ұзағырақ?

Стеллит қатты беті бар орындықтар бу, кавитация және эрозиялық жағдайларда жалаңаш 316 л орындықтарға қарағанда айтарлықтай ұзағырақ қызмет етеді. Таза төмен қысымды қызмет көрсету үшін 316L алдын ала құны төмен жеткілікті қызмет мерзімін қамтамасыз етеді.

6.2 Шикі газ қызметінде стеллиттік қаптауды қолдануға бола ма?

Иә. Stellite 6 NACE MR0175 / ISO 15156 стандартына сәйкес, дәнекерлеудің қаттылығы қатаң бақыланады, бұл оны қышқыл мұнай мен газды тексеру клапандары үшін стандартты әрлеу материалы етеді.

6.3 Тексеру клапанының сақинасы үшін қажетті қаттылық қандай?

• 316L қатты орындық: 22–28 HRC (тазаланған күй).
• 420 баспайтын болаттан жасалған орындық: термиялық өңдеуден кейін 38–42 HRC.
• Stellite 6 қатты беті бар орындық: қабаттасу бетінде өлшенген 36–45 HRC.

7. Қорытынды және таңдау қорытындылары

Клапан орны мен сақина материалын таңдаудың негізгі принципі қорытпа өнімділігінің басым бұзылу режиміне сәйкес келуі болып табылады:

1. Таза, коррозиясы төмен құбырлар үшін: Құнды үнемдеу үшін берік 316L тот баспайтын болаттан жасалған клапанды және орындық сақинасын таңдаңыз.
2. Жоғары қысымды бу, бөлшектердің эрозиясы және кавитация қызметі үшін: Көрсетіңіз Stellite 6 316L негіздерге қатты қаптау.
3. Шикі газ қызметі үшін: NACE MR0175 қаттылық шектерін орындаңыз және білікті Stellite қабатын таңдаңыз.
4. Қабылдау алдында әрқашан құйма сапасын, бетінің әрлеуін және тығыздағыш бетінің қаттылығын тексеріңіз.

Өнеркәсіптік сұйықтық жүйелеріне арналған реттелетін тексеру клапанының орындығын, орындық сақинасын және Stellite клапан шары мен орындық жинақтарын бағалағанда, герметиканың мерзімінен бұрын істен шығуын болдырмау үшін құю процесін, қатты қаптау сипаттамасын және сығу стандарттарын құрамдас жеткізушімен растаңыз.