کلاس نشتی شیر پروانهای یک رتبهبندی استاندارد است که حداکثر نشت داخلی مجاز از طریق نشیمنگاه شیر را در حالت بسته کامل تعیین میکند. ANSI/FCI 70-2 و API 598 دو استاندارد پرکاربرد در تهیه شیرهای صنعتی هستند.
رتبهبندی کلاس نشتی، میزان سیالی را که از طریق نشیمنگاه بسته شیر در شرایط آزمایش عبور میکند، اندازهگیری میکند. استانداردهای صنعتی، کلاس نشتی را تعیین میکنند که انتظارات تیمهای تدارکات و مهندسان را قبل از نصب تعیین میکند.
این مقاله نحوه عملکرد کلاسهای نشتی را توضیح میدهد، عملکرد شیرهای با سیت نرم و سیت فلزی را مقایسه میکند و عواملی را که بر آببندی در حین کار تأثیر میگذارند، تشریح میکند.
دو استاندارد که کلاس نشتی شیر را تعریف میکنند
دو استاندارد وجود دارد که اکثر کاربردهای شیر پروانهای صنعتی را کنترل میکند. این استانداردها حداکثر نشت مجاز از طریق نشیمنگاه شیر را در حالت بسته کامل تعریف میکنند.
- ANSI/FCI 70-2: به طور گسترده برای شیرهای کنترل استفاده میشود. این استاندارد کلاسهای I تا VI را تعریف میکند که هر کدام محدودیت نشتی به تدریج سختتر دارند.
- API 598: برای شیرهای ایزولاسیون اعمال میشود. این شیرها با سیت فلزی و سیت ارتجاعی (نرم) را با الزامات آزمایش متمایز از هم جدا میکند.
بازارهای اروپایی و بینالمللی همچنین به استانداردهای EN 12266-1 و ISO 5208 ارجاع میدهند که از منطق مشابهی با پارامترهای آزمایش کمی متفاوت استفاده میکنند.
کلاس نشتی در طول آزمایش صندلی کارخانه تعیین میشود. در این آزمایش از هوا، آب یا نیتروژن در فشار مشخص شده با شیر در حالت بسته استفاده میشود.
نتیجه، معیاری برای عملکرد آببندی آن شیر در طول عمر مفیدش است.
حداکثر نرخ نشت برای هر کلاس چقدر است؟
حداکثر میزان نشت انتخاب کلاس اشتباه میتواند منجر به از دست رفتن محصول، حوادث ایمنی یا عدم رعایت مقررات شود.
جدول زیر کلاسهایی را که بیشترین ارتباط را با انتخاب شیر پروانهای دارند، پوشش میدهد:
| کلاس | استاندارد | حداکثر نشت | محیط آزمایش | نوع شیر معمولی |
|---|---|---|---|---|
| کلاس چهارم | ANSI/FCI 70-2 | 0.01% ظرفیت جریان نامی | هوا یا آب | شیر پروانهای با عملکرد بالا (HPBV)، دو آفست |
| کلاس پنجم | ANSI/FCI 70-2 | ۵ × ۱۰⁻⁴ میلیلیتر در دقیقه به ازای هر psi به ازای هر اینچ از قطر دریچه | آب در حداکثر فشار تفاضلی | شیر پروانهای سهگانه آفست (TOV)، نشیمنگاه فلزی دقیق |
| کلاس ششم | ANSI/FCI 70-2 | حباببند؛ حبابهای مجاز در دقیقه بر اساس اندازه شیر | هوا یا نیتروژن در فشار ۴۵ تا ۵۰ psi | شیر پروانهای با نشیمنگاه ارتجاعی ( نشیمنگاه نرم) |
| API 598 فلز | API 598 | قطره یا حباب در دقیقه - مقدار آن به اندازه شیر بستگی دارد | هوا یا آب | شیرهای ایزوله تمام فلزی جدید |
| API 598 مقاوم | API 598 | نشتی صفر در طول آزمایش کارخانه | هوا یا آب | شیرهای ایزوله کاملاً جدید با نشیمنگاه نرم |
کلاسهای I تا III به ندرت برای شیرهای پروانهای مشخص میشوند. کلاس IV حداقل عملی برای طرحهای با سیت فلزی است. کلاس VI استاندارد برای شیرهای پروانهای با سیت نرم است.
کلاس IV اجازه نشت تا 0.01% از حداکثر ظرفیت جریان نامی شیر را میدهد. کلاس VI (soft-seated) نشت را به تعداد مشخصی حباب در دقیقه بر اساس اندازه شیر محدود میکند. در 2 اینچ، این مقدار 0.15 میلیلیتر در دقیقه است. در 8 اینچ، این مقدار به 1.70 میلیلیتر در دقیقه افزایش مییابد.
توجه داشته باشیدهمیشه فشار و سیال تست را روی برگه اطلاعات شیر تأیید کنید. رتبهبندی کلاس VI که در 50 psi آزمایش شده است، معادل رتبهبندی آزمایش شده در 80 psi نیست.
ساقه: 2Cr13، SS304، SS316، مونل
مقایسه شیرهای پروانهای با سیت نرم در مقابل شیرهای پروانهای با سیت فلزی
جنس نشیمنگاه، بزرگترین عامل در تعیین عملکرد نشتی شیر است. هر دو نوع نشیمنگاه، شرایط عملیاتی متفاوتی را ارائه میدهند.
شیرهای پروانهای با سیت نرم
شیرهای با نشیمنگاه نرم از مواد الاستومری یا پلیمری برای نشیمنگاه استفاده کنید. مواد رایج شامل EPDM، NBR، PTFE، نئوپرن و وایتون هستند.
وقتی دیسک بسته میشود، نشیمنگاه نرم کمی در برابر لبه دیسک تغییر شکل میدهد. این یک آببندی مطابق و بدون حباب ایجاد میکند.
این شیرها در تصفیه آب، سیستمهای تهویه مطبوع، فرآوری مواد غذایی و خدمات عمومی بهترین عملکرد را دارند. فشار کاری معمول تا 16 بار است و دما زیر 200 درجه سانتیگراد باقی میماند.
در محیطهای با دمای بالا یا ساینده، نشت صفر با نشیمنگاههای نرم قابل دستیابی نیست. از این رو، یک نشیمنگاه فلزی در کلاس IV جایگزین عملی است.
کلاس قابل دستیابیکلاس ششم (ANSI/FCI 70-2) یا نشت صفر طبق API 598 Resilient*. هر دو به عنوان شیر پروانهای بدون نشتی تحت شرایط آزمایش استاندارد کارخانه.
توجه داشته باشیدAPI 598 Resilient به استاندارد آزمایشی که توسط موسسه نفت آمریکا (API) برای شیرهای با سیت نرم تعیین شده است، اشاره دارد.
شیرهای پروانهای با سیت فلزی
شیرهای با نشیمنگاه فلزی برای سطح نشیمنگاه از فولاد ضد زنگ، روکش سخت استلایت، اینکونل یا آلیاژهای مشابه استفاده کنید.
مکانیزم آببندی، تماس فلز با فلز است. دیسک در مقابل یک حلقه نشیمنگاه که به دقت ماشینکاری شده است، بسته میشود. نشتهای کوچک به دلیل تغییرات سطحی طبیعی هستند.
نشیمنگاههای فلزی، بخار با دمای بالا، سرویسهای برودتی، کاربردهای مقاوم در برابر آتش و محیطهای خورنده را تحمل میکنند. همچنین در شرایط کار با سیکل بالا، مقاومت بهتری دارند.
مزیت این روش، نشتی بیشتر در مقایسه با طرحهای با سیت نرم است. برای اکثر وظایف ایزولاسیون بحرانی، کلاس IV قابل قبول است.
کلاس قابل دستیابی: معمولاً کلاس چهارم تحت استاندارد ANSI/FCI 70-2. شیرهای پروانهای سهگانه آفست (TOV) با نشیمنگاههای با پوشش دقیق میتوانند به ... برسند. کلاس پنجم.
| ویژگی | نرم و راحت | فلزی-نشیمن |
|---|---|---|
| کلاس نشتی | کلاس VI / API 598 مقاوم (بدون نشتی) | کلاس IV (استاندارد)، کلاس V (TOV دقیق) |
| محدوده دما | تا حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد | بسته به نوع آلیاژ، از ۱۹۶- درجه سانتیگراد تا ۶۰۰+ درجه سانتیگراد |
| مناسب بودن رسانه | آب، مایعات تهویه مطبوع، مایعات با درجه غذایی، مواد شیمیایی ملایم | بخار، مواد سرمازا، هیدروکربنها، محیطهای فرآیندی خورنده |
| عمر صندلی | متوسط؛ سایش صندلی در طول کارکرد با دور موتور بالا افزایش مییابد | طولانی؛ در برابر سایش تحت فشار و دمای بالا مقاومت میکند |
| بهترین اپلیکیشن | تصفیه آب، تهویه مطبوع، تزریق مواد شیمیایی، ایزولاسیون عمومی | پالایشگاه، تولید برق، LNG، خدمات ایمنی در برابر آتش |
عوامل کلیدی مؤثر بر نشتی شیر در حین سرویس
نشتی نشیمنگاه سوپاپ در طول عمر مفید یک شیر ثابت نمیماند. عوامل متعددی بر میزان حفظ کلاس نامی یک شیر در شرایط عملیاتی واقعی تأثیر میگذارند.
- جنس و سختی صندلی. الاستومرهای نرمتر در فشارهای پایین بهتر شکل میگیرند. فلزات سختتر دوام بیشتری دارند اما نقص سطحی کمتری را تحمل میکنند.
- هندسه دیسک. دو برابر و افست سهگانه طراحی دیسکها اصطکاک تماسی نشیمنگاه را کاهش میدهد. این امر باعث کاهش ساییدگی نشیمنگاه و بهبود آببندی در طول چرخههای عملیاتی متعدد میشود.
- فشار دیفرانسیلی. وقتی اختلاف فشار در شیر بسته افزایش مییابد، نشتی افزایش مییابد. بررسی کنید که کلاس مشخص شده در اختلاف فشار عملیاتی واقعی شما اعمال میشود.
- دمای عملیاتی. گرما باعث میشود الاستومرها به مرور زمان سخت شوند یا خزش کنند. این امر هندسه تماس را تغییر میدهد و یکپارچگی آببندی را کاهش میدهد.
- سازگاری با رسانه. مایعات خورنده یا ساینده به سطوح صندلی حمله میکنند. زبری سطح افزایش مییابد و به دنبال آن نشتی ایجاد میشود.
- گشتاور محرک. یک محرک با گشتاور کم، مانع از قرارگیری کامل دیسک در جای خود میشود. یک محرک با گشتاور بیش از حد، سایش نشیمنگاه را تسریع میکند. هر دو نتیجه افزایش مییابند. نشتی شیر پروانهای در طول زمان.
- تاریخچه تعمیر و نگهداری. نشیمنگاههای فرسودهای که تعویض نشدهاند، کلاس نشتی اولیه خود را حفظ نخواهند کرد. بازرسیهای دورهای نشیمنگاه را در شرایط کارکرد با سیکل بالا یا خوردگی برنامهریزی کنید.
چگونه کلاس نشتی مناسب برای کاربرد خود را انتخاب میکنید؟
انتخاب کلاس نشتی مناسب با درک نیازهای فرآیند شما آغاز میشود.
- کلاس VI یا API 598 Resilient را مشخص کنید برای آب آشامیدنی، تزریق مواد شیمیایی و هرگونه سرویسی که نشت قابل مشاهده در آن قابل قبول نیست. طراحی با نشیمنگاه نرم در اکثر شرایط این استاندارد را برآورده میکند.
- کلاس IV (فلز API 598) را مشخص کنید برای بخار با دمای بالا، خدمات ایمن در برابر آتش و فرآیندهای پالایشگاهی که الاستومرها نمیتوانند در آنها دوام بیاورند.
- کلاس V را در نظر بگیرید تنها زمانی که حساسیت فرآیند، هزینه اضافی را توجیه کند. پایانههای LNG، جداسازی بخار نیروگاهها و برخی از وظایف پتروشیمی در این دسته قرار میگیرند.
- شرایط آزمایش را تأیید کنید. بررسی کنید که کلاس ذکر شده در برگه اطلاعات با فشار تست و سیال مورد استفاده در بازرسی کارخانه مطابقت داشته باشد.
- درخواست گواهی آزمایش کارخانه با هر سفارش. این گواهی تأیید میکند که شیر عرضه شده قبل از رسیدن به سایت شما، کلاس مشخص شده را برآورده میکند.
نتیجهگیری
تطبیق کلاس نشتی با کاربرد شما، از یکپارچگی فرآیند محافظت میکند و هزینه کل مالکیت را در طول عمر مفید شیر کاهش میدهد.
شیرهای پروانهای میتوانند با شیرهای پروانهای با نشیمنگاه نرم به نشتی صفر برسند. این شیرهای با نشیمنگاه نرم با سیتهای EPDM، PTFE یا NBR مطابق با کلاس VI تحت ANSI/FCI 70-2 و نشتی صفر طبق API 598 Resilient هستند. این شیرها تحت شرایط آزمایش استاندارد کارخانه، به عنوان شیر پروانهای با نشتی صفر واجد شرایط هستند.
شیر TG طیف کاملی از الزامات کلاس نشتی را تضمین میکند. محصولات نرم ما به نشتی بسیار پایینی دست مییابند. نشتی نشیمنگاه سوپاپ تحت اکثر شرایط کاری. آنها برای تصفیه آب، تهویه مطبوع، جداسازی شیمیایی و خدمات صنعتی عمومی ساخته شدهاند.
شیرهای پروانهای ما با نشیمنگاه فلزی و عملکرد بالا، مطابق با کلاس IV و بالاتر، برای وظایف دشوار حرارتی، خوردگی و ایمنی در برابر آتش طراحی شدهاند.
همه محصولات شیر TG قبل از تحویل، سیت (محل قرارگیری قطعات) در کارخانه تحت آزمایش نشتی قرار میگیرد. گواهیهای آزمایش بنا به درخواست در دسترس هستند. تولید ما مطابق با استانداردهای ISO 9001 است، در حالی که شیرآلات ما با الزامات API 609، API 607، ISO 10497 و الزامات علامتگذاری CE اروپا مطابقت دارند.
