Gáz-visszacsapó szelepek: típusok, kiválasztási kritériumok és üzemi megbízhatóság

A gázszervizhez visszacsapó szelepet megadva a vásárlók és a mérnökök általában ugyanazon a három helyen kapkodnak el: rossz karosszéria, rossz ülésanyag vagy olyan rugó, amely soha nem illett a vonalhoz. Először a rövid válasz – tiszta, száraz gázvezetékekhez általában a lengő vagy kétlemezes kialakítás a megfelelő; nagynyomású kútfejeknél és kompresszorkiürítésnél, ahol a gyors zárás számít, az emelő (dugattyús) típus nyer; a dart vagy a csappantyús kialakítás pedig csak ott éri el a helyét, ahol rövid a futás és szűk a hely.

Minden ezután mérnöki részlet. De ezek a részletek döntik el, hogy a szelep tíz évig kitart-e, vagy az első nyomáskifutáskor meghibásodik.

Mit csinál valójában egy gáz-visszacsapó szelep – és miért más a gáz?

A gáz visszacsapó szelepe egy automatikus szelep: a vezetéken átáramló közeg által létrehozott nyomáskülönbségre nyílik, és fordított nyomáskülönbségre zár, működtető, levegőellátás és külső jel nélkül.

Könnyen megbukik éppen azért, mert egyszerű. A gáz összenyomható, és az összenyomható közeg a korongot csepergésbe hozza, amikor az áramlás közeledik a zárási ponthoz. Folyadékvezetéken a kissé túlméretezett lengő-visszacsapó szelep csak zajos lehet. Gázvezetéken ugyanaz a szelep néhány óra alatt elhasználhatja a csuklócsapját. Ez nem a tervezés hibája; ez az a közeg, amely mindig úgy viselkedik, mint az összenyomható folyadék.

A második különbség a záró esemény. Folyadékvonal finoman lassítja a lemezt. A gáz nem. Amint az ellenirányú áramlás létrejön, a tárcsa szinte azonnal az ülésre kerül, és hosszú távon mérhető nyomáscsúcsot produkál az áramlás irányában. Éppen ezért a repedési nyomás és a tárcsa mozgása sokkal nagyobb vizsgálatot érdemel a gázon, mint a folyadékokon.

Visszacsapó szelepek típusai gázszolgáltatáshoz

Négy kialakítás szinte minden gázalkalmazást lefed, és az első választási döntés a zárási sebesség, nem pedig a nyomásesés. Mielőtt bármi mást is összehasonlítana, döntse el, milyen gyorsan kell beülnie a lemeznek.

Lengő visszacsapó szelepek

Lengő visszacsapó szelepek are the most widely used pattern because they offer the best flow capacity and the lowest pressure drop — the disc swings on a hinge and stays fully open as long as flow remains forward.

Gyengéjük a válaszidő. A tárcsának egy teljes ívet kell söpörnie, mielőtt újra behelyezné, ezért a lengőszelep rossz választás mindenhol, ahol gyors ellenirányú áramlás alakulhat ki. Ezeket a szelepeket általában vízszintesen szerelik fel, a testre vetített áramlási nyíllal a vonalhoz igazítva.

A lengőszelepek részben nyitott helyzetben is zörögnek, ezért soha ne méretezzen túl. Ha a vezeték DN80, de a tényleges áramlást DN50 fedi, szerelje be a DN50-et szűkítőkkel, ahelyett, hogy egy DN80-as szelepet olyan üzembe kényszerítene, amelyet nem tud nyitva tartani.

Lengő típusú visszacsapó szelep a visszacsapószelep kategóriában A lengő típusú visszacsapó szelep termékoldala, amely releváns a lengőtárcsás zörgés, a mérethatárok és a nyomásesés kompromisszumainak összehasonlításakor a kétlemezes kivitelekkel. Termék megtekintése →

Kétlemezes visszacsapó szelepek

Kétlemezes visszacsapó szelepek use two spring-loaded half-discs and travel roughly half as far as a swing disc. They close considerably faster, which is why they dominate compressor discharge and gas transmission skids. The trade-off is a slightly restricted flow path and therefore a modestly higher pressure drop than a full-bore swing valve of the same size.

Emelő és dugattyús visszacsapó szelepek

Az emelő visszacsapó szelepek egy függőleges vezető mentén emelik fel a tárcsát. Gyorsan záródnak, még nagy nyomáson is szorosan tartják az ülést, és elkerülik a tárcsa elferdülését, amely megsínyli a hintákat.

A költség magasabb repedési nyomás, jellemzően 0,5 és 2 psi között van, a felszerelt rugótól függően. Kisnyomású gázvezetéken ez a büntetés észrevehető. Kútfejeken vagy kompresszoros kisüléseken, ahol a gyors zárás és a megbízható ülék nyomáson sokkal többet jelent, mint a psi töredéke, az emelő típusú konstrukció az általános válasz. A kőolajipari szelepek, fojtószelepek és visszacsapó szelepek által megosztott mechanizmussal részletesebben foglalkozunk a kőolajipar alapvető szeleptechnológiáinak ezen áttekintésében, amelyet érdemes elolvasni, ha a szerkezeti részletekre kíváncsi.

Dart és csappantyú minták

A dart és csappantyús visszacsapó szelepek egy lapos vagy kúpos tárcsát közvetlenül az ülésre helyeznek. Kompaktak, szinte nincs szükségük telepítési borítékra, és gyorsan záródnak gázzal.

A négy minta közül a legnagyobb nyomásesést is produkálják, és a kopás egyetlen tömítőfelületre összpontosul, így a szivárgás fokozatosan jelenik meg erős kerékpározás után. A műszer-levegő ágak és a kompresszorállomások csúszói – rövid futások, szűk hely – megfelelő helyek a csappantyú számára. A tizenkét hüvelykes sebességváltó fő nem.

Ha nem biztos abban, hogy melyik minta illik, segít, ha áttekinti a visszacsapószelep termékcsalád által lefedett nyomásosztályt és mérettartományt, mielőtt a karosszériát választaná.

Méretezés és repedési nyomás: ahol a legtöbb rossz választás születik

A visszacsapó szelep mérete az áramlási sebesség alapján történik, soha nem a csőátmérő másolásával – a túlméretezés az egyetlen leggyakoribb oka annak, hogy a gáz-visszacsapó szelep korán meghibásodik.

A repedési nyomás az a minimális nyomáskülönbség, amely ahhoz szükséges, hogy a lemezt felemelje a helyéről. A swing kialakításokhoz a legkevesebb, nagyjából 0,5 psi szükséges. A rugós emelő és a kétlemezes kialakításhoz többre van szükség. Szereljen be egy rugós visszacsapó szelepet egy olyan vezetékre, amely nem tudja leadni a repedési nyomását, és a tárcsa részben nyitva marad, csapkodva, amíg a csuklócsap, a vezetőpersely vagy az ülésfelület ki nem enged.

A nyomásesés ugyanennek a kereskedelemnek a másik oldala. Egy mérettel feljebb lépve csökkenti a nyomásesést, de növeli a fecsegés kockázatát. Egy mérettel lefelé haladva megnő a sebesség, ami segít nyitva tartani a tárcsát, de magasabbra tolja a nyomásesést. A megbízható módszer az, hogy először kiszámítjuk a normál és a minimális áramlást, majd a repedési nyomást a minimális áramlási esethez viszonyítjuk – nem a tervezési esethez.

Emelje fel a visszacsapó szelepet a visszacsapó szelep kategóriában Az emelő-visszacsapó szelep termékoldala, amely hasznos útmutatást nyújt az áramlási méretre, a repedési nyomásra, a nyomásesés kompromisszumára és a gázüzemű ülés anyagának kiválasztására. Termék megtekintése →

Anyagok és tömítések nedves, savanyú és forró gázokhoz

Az ülőfelület anyagának kiválasztása a gázszolgáltatásnál három kérdésből áll: mi van a gázban, mennyire melegszik, és van-e jelen hidrogén-szulfid. Ha a válaszok bármelyike ​​kedvezőtlen, a karosszéria acélját és a tömítés anyagát is újra kell gondolni.

Száraz földgázon a szénacél karosszéria 13Cr vagy 316 rozsdamentes burkolattal a standard kombináció. Adjon hozzá szabad vizet, szén-dioxidot vagy H2S-t, és megváltozik a kép: a savanyú szolgáltatás NACE MR0175 / ISO 15156 szerinti anyagválasztást igényel, ami a gyakorlatban 316L vagy duplex rozsdamentes acélt és elasztomereket jelent, azonos környezetre minősítve.

Az elasztomer tömítések gázban is másképp viselkednek, mint folyadékban. A gáz könnyebben áthatol a gumin, és a gyors dekompresszió hatására az oldott gáz az elasztomer belsejében rekedt, kitágulhat és felhólyagosodik vagy elszakad – ez a mechanizmus robbanékony dekompresszióként ismert. Éppen ezért a nagynyomású gázszerviz gyakran elfogad alacsonyabb tömítési osztályt a teljesen fémüléses kivitelért cserébe.

A hőmérséklet is elkerülhetetlen. A közönséges nitril 90°C felett észrevehetően lebomlik, az FKM nagyjából 200°C-ig tart, ezen túl pedig a PTFE-t vagy a fém-fém tömítést nézi. Jelentse mind a maximális, mind a minimális üzemi hőmérsékletet a beszállítónak, ne csak a normál állapotot – a hidegindítási ridegség ugyanannyi mezőhibát okoz, mint a hőöregedés.

Telepítés és karbantartás: A ténylegesen előforduló hibák

A telepítési tájolás az, ahol a helyszíni hibák kezdődnek. A lengőszelepek vízszintesek, így a csuklócsap vízszintes tengelyen helyezkedik el. Az emelőszelepeknek függőlegesnek kell lenniük, hogy a gravitáció vissza tudja állítani a tárcsát a helyére. A csappantyús és a darts kialakítás a legjobban tájékozódástűrő a négy közül, ami a kevés valódi előnyük egyike.

A szolgáltatásfürtben ténylegesen megjelenő hibák négy csoportba sorolhatók:

• Tárcsareccsenés – a szelep túlméretezett vagy a repedési nyomás túl magas a vezetékhez képest, ami miatt a tárcsa részben nyitva marad.
• Nyomáshullám okozta károsodás – a gázvezetékben a fordított áramlás becsapja a tárcsát, és az elülső tüske deformálja az ülést vagy a testet.
• Ülésszivárgás – szilárd anyagok vagy őrlemény az ülőfelületen, vagy egy elasztomer, amely az idő előrehaladtával megkeményedik.
• Zsanér- és vezetőkopás – leggyakrabban a kompresszor nyomóvezetékein, ahol a pulzáció folyamatos.

Visszacsapó szelep visszacsapó szelep kategóriában A Flapper visszacsapó szelep termékoldala, amely alkalmas az ellenőrzési időközök, a kopóelemek és a modellnek megfelelő pótalkatrészek karbantartási tervezésének áttekintésére. Termék megtekintése →

A karbantartás tervezése egyszerű maradhat: a visszacsapó szelepet kopó elemként kezelje, nem állandó szerelvényként. Az ellenőrzési időközök a szolgálatot követik – a kompresszor kisülése és a kútfej szervizelése általában hat hónapig tart, míg a tiszta távvezeték ésszerűen egy-két évig tart. Az ülésfelületek, az elasztomerek és a rugók modellhez illő alkatrészként való megtartása olcsóbb, mint a komplett szelepek cseréje.

Még egy utolsó pont: öblítsen át minden új vezetéket üzembe helyezés előtt. A hegesztési salak és a rozsda a leggyakoribb oka a gáz-visszacsapó szelepek ülékszivárgásának, és maga a szelep ritkán okolható.

GYIK

Mi a különbség az emelő visszacsapó szelep és a lengő visszacsapó szelep között a gázhoz?

Egy emelő visszacsapó szelep emeli fel a tárcsát egy függőleges vezető mentén, ami rövid löketet, gyors zárást és megbízható ülést biztosít nagy nyomáson, nagyobb repedési nyomás és nyomásesés árán. A lengő visszacsapó szelep egy zsanéron forgatja a tárcsát, ami jobb áramlási kapacitást és kisebb nyomásesést biztosít, de lassabb zárást és nagyobb csapódásra való hajlamot túlméretezés esetén. A felvonótípusok dominálnak a kompresszoros ürítési és kútfej feladatoknál; A lengőtípusok hosszú távvezetékekhez illeszkednek.

A gáz visszacsapó szelepeket vízszintesen kell felszerelni?

Nem. A lengőszelepeket legjobb vízszintesen felszerelni, így a csuklócsap vízszintes tengelyen marad. Az emelőszelepeknek függőlegesnek kell lenniük, hogy a gravitáció vissza tudja helyezni a tárcsát. A kétlemezes és csappantyús kialakítások a legtöbb tájolást elviselik, de az áramlási nyílnak mindig meg kell egyeznie a gázáramlás tényleges irányával.

Milyen repedési nyomásra számítsak egy rugós visszacsapó szeleptől?

Körülbelül 0,5–2 psi a szokásos fél-két hüvelykes mintákon. A nagyobb méreteknél általában nagyobb repedési nyomás alakul ki ugyanabból a rugóból. Ha a minimális áramlás csak 0,2 psi differenciálművet generál, a rugóterhelésű szelep soha nem fog teljesen kinyílni – vagy lágyabb rugót adjon meg, vagy váltson lengő kialakításra.

Használható ugyanaz a visszacsapó szelep földgázon és sűrített levegőn?

Szerkezetileg általában igen, de az anyag- és tanúsítási követelmények eltérőek. A savanyú földgáz NACE MR0175 anyagválasztást igényel, míg a műszerlevegőt általában kielégíti a nitril tömítésű szénacél. Ha ugyanazt a szelepet kútfej-csövekhez is szánják, akkor meg kell felelnie a vonatkozó API 6A vagy API 6D követelményeknek.

Milyen gyakran kell ellenőrizni a gáz visszacsapó szelepeket?

Hat hónap ésszerű intervallum a kompresszor kisülésénél és a kútfej-helyzeteknél, ahol a pulzáció folyamatos; egy-két év védhető tiszta, száraz távvezetékek esetén. Két jel indokolja a korai ellenőrzést: rendellenes zaj a szelepből és rendszeres oszcilláció a felfelé irányuló nyomásban.

A gázhoz visszacsapó szelep megadása valóban rend kérdése. Először döntse el a szükséges zárási sebességet, majd a repedési nyomást és méretet, és csak ezután az anyagot. Ha visszafelé nézzük meg ezt a sorrendet, általában néhány héttel az üzembe helyezés után megtudja – egy tárcsával, amely csattogott, és egy szeleppel, amely valójában soha nem volt hibás.