Водич за материјал за седишта и прстен на седиштата за вентили и индустриски контролни вентили 

Седиштето на вентилот и прстенот на седиштето се основни компоненти за запечатување на обратните вентили и индустриските контролни вентили. Неправилниот избор на материјал води до предвремена ерозија, оштетување од кавитација, метално жолчење и континуирано внатрешно истекување, што предизвикува непланирано прекинување на гасоводот и високи трошоци за одржување. Овој водич ја опфаќа структурата на седиштето на вентилот, типичните режими на дефект, споредбата на материјалите помеѓу нерѓосувачки челик и легурите на Stellite, стандардите за инвестициско леење и барањата за обработка на површината, помагајќи им на инженерите и тимовите за набавки да го изберат вистинското седиште на вентилот, прстенот на седиштето и влошката на вентилот за нафта и гас, хемикалии и услуги за пареа.

1. Преглед на седиштата на вентилот и прстенот на седиштето во вентилите за проверка

1.1 Дефиниција и структурни разлики

Овој дел одговара: Која е разликата помеѓу седиштето на вентилот, прстенот на седиштето и влошката на вентилот? Каква улога играат овие делови во запечатувањето на вентилот?

• Седиште за вентил: Фиксната заптивна основа интегрирана или притисната во телото на вентилот, што го формира примарниот контакт за запечатување со дискот или топката на вентилот.
• Прстен на седиштето (прстен на вентилот): Заменлива влошка во облик на прстен поставена на отворот на седиштето; служи како жртвена запечатувачка површина за заштита на телото на вентилот од абење.
• Вметнување вентил: Тесна лента за запечатување обработена на прстенот на седиштето, обично обложена со тврда легура на Stellite за тешка услуга.

Замавнете ги повратните вентили и подигнете ги повратните вентили усвои различни структури на седиштата. Повратните вентили за подигнување имаат рамна, тесна лента на седиштето, додека занишаните повратни вентили користат пошироко лице на седиштето во форма на лак. Сите перформанси на запечатување метал-метал целосно зависат од квалитетот на материјалот и прецизноста на обработката на овие три компоненти.

1.2 Последици од дефект на седиштето

Откако ќе се оштети површината за заптивање на седиштето, вентилот не може ефикасно да го блокира повратниот тек. Вообичаените исходи вклучуваат континуирано средно протекување, постепено губење на притисокот и целосна замена на вентилот во рок од неколку месеци наместо години.

2. Вообичаени начини на дефект на седиштето на вентилот и прстенот на седиштето

Овој дел ги објаснува само механизмите за неуспех без воведување материјални решенија.

2.1 Абење со ерозија (напаѓање на честички и цртање на жица)

Течноста со голема брзина што носи цврсти честички ги сече линеарните жлебови на заптивната страна. Овој феномен е познат како исцртување на жица и често се јавува кај цевководи со пареа и кашеста маса под висок притисок. Цврстите цврсти честички создаваат абразивно абење при удар, постепено отстранувајќи го материјалот од лентата на седиштето.

2.2 Оштетување од кавитација (трепкање и колапс на меур)

Кога притисокот на течноста паѓа под притисокот на пареата, течноста трепка во меурчиња на пареа. Овие меури насилно се уриваат кога притисокот се враќа, генерирајќи локализирани ударни бранови под висок притисок што создаваат дупчење и оштетување на кратерот на површината на металното седиште. Кавитацијата е широко распространета во контролните вентили за пригушување и во вентилите за проверка на висок диференцијален притисок.

2.3 Абење и лепење на метални запечатувачки површини

Кога две голи метални површини постојано се отвораат и затвораат под висок контактен притисок, се случува ладно заварување помеѓу контактните точки. Материјалот се откинува од едната површина и се лепи на лицето за парење, формирајќи трајно оштетување од напад. Паровите од не'рѓосувачки челик се многу склони кон жолчка без третман со тврда површина.

3. Главни метални материјали за седиштата на вентилот и прстенот на седиштата

3,1 316L нерѓосувачки челик (CF3M/F316L) – Општа служба за корозија

• Цврстина: Приближно 25 HRC во загреана состојба.
• Предности: Одлична отпорност на општа корозија и хлоридна корозија; ниска цена; лесно инвестициско лиење и обработка.
• Ограничувања: слаба отпорност на абење; не може да одолее на ерозија, кавитација или жолчка под висок притисок.
• Соодветна услуга: Чиста вода, блага корозивна течност, воздушни цевководи со низок притисок без цврсти честички.

3,2 420 Мартензитски нерѓосувачки челик – Сервис за средно абење

• Цврстина: 38–42 HRC по гаснење и калење.
• Предности: Поголема цврстина од 316L; подобри перформанси против абење; прифатлива за услуга со средна должност.
• Ограничувања: Ограничена отпорност на кавитација; сè уште склони кон жолчка кога се комбинираат со друго лице од 420 нерѓосувачки челик.
• Соодветна услуга: Неабразивна течност со низок притисок, обратни вентили за вклучување-исклучување со низок циклус.

3.3 Стелитски легури (Stellite 6 / Stellite 12) – Сервис за тешка ерозија и кавитација

Стелитот е легура на кобалт-хром-волфрам Широко се користи како облога за цврстина на подлоги за седишта од нерѓосувачки челик.

Stellite 6 (индустриски стандарден степен)

• Цврстина: 36–45 HRC по заварување.
• Клучни перформанси: Извонредна отпорност на кавитација, ерозија и метално жолчење; ја задржува најголемата цврстина до 500°C сервис на пареа со висока температура.
• Примена: Пареа со висок притисок, умерена кашеста маса, вентили за модулирање со висок циклус и контролни вентили.

Stellite 12 (висок степен на абење)

• Цврстина: 45–53 HRC со поголема содржина на јаглерод.
• Замена: Повисока отпорност на триење, но помала цврстина од Stellite 6; повеќе склони кон пукање при силен удар.
• Апликација: Тешка абразивна кашеста маса и тешки услови на ерозија.

4. Клучни барања за производство и обработка

4.1 Клучни точки за леење инвестиции за влошки за седишта на вентили

Повеќето прстени и влошки за седиштата на вентилите се произведуваат преку силика сол инвестициско лиење, особено за 316L и компоненти од легура на Stellite.

• Контролирајте ја порозноста при собирање и топло кинење во близина на лентата за заптивање со оптимизирање на распоредот на капакот и ладењето; избегнувајте дефекти на лиење на критичната површина за заптивање.
• Целосно отстранете ги остатоците од керамичката школка пред обработката; преостанатиот песок ќе предизвика предвремено абење при преклопување.
• Нанесете термичка обработка за ослободување од стрес по лиењето за да спречите димензионална деформација при циклични температурни промени.
• NDT инспекција: Спроведете тестирање на пенетранти (PT) и радиографско тестирање (RT) на готови прстени на седиштата за да откриете внатрешно собирање и површински пукнатини.

4.2 Стандард за цврстина за запечатувачки површини

• Необложените седишта од нерѓосувачки челик мора да ја исполнуваат одредената цврстина на најголемиот дел; лицето за парење на дискот треба да има разлика во цврстина од најмалку 5 HRC за да се намали ризикот од жолчка.
• Дебелината на облогата на тврдото обложување на стелитот се контролира на 2–4 mm по завршната обработка; тврдоста мора да се тестира директно на лентата за заптивање со тврда површина, а не на подлогата од нерѓосувачки челик.
• Услуга за кисело масло и гас (NACE MR0175): Ограничувањата на тврдоста се применуваат за да се избегне пукање на сулфидниот стрес; Stellite 6 е квалификуван за сервис на кисело гас со соодветна контрола на тврдоста.

4.3 Барања за завршна обработка и преклопување на површината за метални седишта

Грубоста на површината директно влијае на затегнатоста на заптивката и работниот век.

• Машинска лента на седиштата: Ra 0,8–1,6 μm за општи вентили со метално седиште.
• Заптивната површина за заптивање за затворање со нула истекување од класа V/VI (по класификација на истекување на вентилот API): Ra 0,2–0,8 μm со плошност контролирана во 2 светлосни појаси (0,0005 mm).
• Избегнувајте минирање или превртување на монистра по финалната обработка; минирањето создава нерамна текстура на површината и го скратува животниот век на седиштето.
• Задолжително е прецизно преклопување Парови за парење на топката и седиштата од Stellite вентил за да се постигне униформен контакт низ целата ширина на седиштето.

5. Принципи за селекција на материјали по услови на услуга

Ова поглавје дава правила за избор што може да се преземат без да се повторуваат целосните податоци за перформансите на материјалот.

5.1 Чиста средна и блага корозија

Медиум: Чиста вода, чист јаглеводород со ниска температура, гас со низок притисок без цврсти честички.
Препорачан материјал: Цврсто седиште за вентил од нерѓосувачки челик 316L и прстен на седиштето. Не е потребно обложување на Stellite за да се контролираат трошоците за набавка.

5.2 Пареа под висок притисок и ерозивен течност

Медиум: заситена и прегреана пареа, течност со меки цврсти фини, голема брзина на проток.
Препорачан материјал: 316L подлога со Stellite 6 зацврстување на заптивната лента, за да се спротивстави на ерозијата на влечење на жиците и оксидацијата на висока температура.

5.3 Услуга за кавитација и трепкање

Средно: Пригушување со висок диференцијален притисок, трепкачка течност, често колапс на меурчиња.
Препорачан материјал: влошка за седишта за преклопување на Stellite 6; Легурата на база на кобалт обезбедува далеку подобра отпорност на кавитација од мартензитниот нерѓосувачки челик.

5.4 Услуга за кисела нафта и гас (Ограничувања на NACE MR0175)

Медиум: кисела сурова нафта и природен гас што содржи H2S.
Клучно правило: Контрола на тврдоста на седиштето под горната граница наведена NACE; Зацврстувањето на Stellite 6 го исполнува NACE MR0175 / ISO 15156 стандардот за отпорност на напукнување на сулфид. Избегнувајте неконтролирано заварување со висока цврстина.

6. Често поставувани прашања

6.1 Седиште со стелитен вентил наспроти 316L: кое има подолг работен век?

Стелитните седишта со тврда површина обезбедуваат значително подолг работен век од голите седишта од 316 литри во услови на пареа, кавитација и ерозивни услови. За чиста услуга со низок притисок, 316L обезбедува доволен век на траење со пониски однапред трошоци.

6.2 Дали стелитното тврдо обложување може да се користи во сервисот за кисело гас?

Да. Stellite 6 е во согласност со NACE MR0175 / ISO 15156 кога цврстината на заварот е строго контролирана, што го прави стандарден материјал за дотерување за проверувачки вентили за кисело масло и гас.

6.3 Која е потребната цврстина за прстенот на седиштето на обратниот вентил?

• 316L цврсто седиште: 22–28 HRC (загреана состојба).
• 420 седиште од нерѓосувачки челик: 38–42 HRC по термичка обработка.
• Седиште со тврдо лице Stellite 6: 36–45 HRC измерени на површината на преклопот.

7. Заклучок и Избор Резиме

Основниот принцип за избор на материјал на седиштето на вентилот и прстенот на седиштето е усогласување на перформансите на легура со доминантниот режим на дефект:

1. За чисти цевководи со ниска корозија: Изберете цврст 316L вентил за вметнување на вентил и прстен на седиштето за да заштедите трошоци.
2. За услуга на пареа под висок притисок, ерозија на честички и кавитација: Наведете Stellite 6 зацврстување на подлоги од 316L.
3. За сервисирање на кисело гас: Следете ги ограничувањата на цврстината на NACE MR0175 и изберете квалификуван преклоп на Stellite.
4. Секогаш проверувајте го квалитетот на лиење, завршетокот на површината и цврстината на лицето на запечатувањето пред прифаќањето.

При проценка на приспособеното седиште на вентилот, прстенот на седиштето и склоповите на топката и седиштата на Stellite вентил за индустриски флуидни системи, потврдете го процесот на леење, спецификацијата за тврдо обложување и стандардите за преклопување со вашиот добавувач на компоненти за да избегнете предвремено откажување на запечатувањето.