Стандартные шаровые клапаны протекают из-за износа штока. Не сразу, а со временем. Уплотнительное вещество, герметизирующее шток, изнашивается с каждым использованием. В конце концов, происходит утечка. Шаровой клапан с сильфонным уплотнением полностью исключает этот вид неисправности. Металлический сильфон приварен к штоку и корпусу клапана. В качестве основного уплотнения нет уплотнения. Шток перемещается внутри герметичного металлического корпуса, который изгибается вместе с ним. В процессе нормальной работы отсутствует механизм износа основного уплотнения.
Что такое сильфонное уплотнение?
Сильфонный уплотнитель представляет собой тонкостенную гофрированную металлическую трубку. Один конец приварен к штоку клапана, другой — к крышке. Гофрирование изгибается при движении штока вверх и вниз. Рабочая жидкость остается внутри, а внешняя среда не проникает внутрь. Отсутствуют компрессионные фитинги. Нет изнашивающегося уплотнительного материала. Только приваренный металлический барьер, который движется вместе со штоком.
В качестве материала для сильфонов обычно используют аустенитную нержавеющую сталь, инконель или совместимые сплавы. Выбор материала для сильфонов осуществляется по той же логике, что и выбор корпуса и отделки. Сильфоны из нержавеющей стали 316, работающие в хлоридных средах, подвержены такому же риску образования точечных повреждений, как и корпус из нержавеющей стали 316, работающий в тех же условиях. Совместимость материалов имеет такое же значение для сильфона, как и для любого другого контактирующего с жидкостью компонента.
В большинстве конструкций предусмотрено дополнительное уплотнение над сильфоном. Это резервный вариант. В случае выхода из строя сильфона уплотнение предотвращает немедленную утечку наружу. Это дает предприятию время для безопасной остановки, предотвращая неконтролируемый выброс.
Как достигается герметичность без протечек
Стандартное уплотнение шарового клапана прижимается к поверхности штока. Это сжатие герметизирует зазор между штоком и отверстием крышки. Шток перемещается. Уплотнение циклически изменяется. Уплотнение изнашивается. Степень сжатия падает. Герметичность ухудшается. В конечном итоге требуется повторная затяжка или замена уплотнения. Этот цикл никогда не прекращается.
Герметичный шаровой клапан с сильфонным уплотнением, обеспечивающий нулевую утечку. Работает по другому принципу. Сильфон приварен. Не сжат. Не препятствует движению штока. Гибко обхватывает его. Нет трения. Нет механизма износа, воздействующего на основное уплотнение во время нормальной работы. Уплотнение не изнашивается так же, как сальниковая набивка.
Проверки герметичности клапанов с сильфонным уплотнением на предмет утечки газов проводятся в соответствии со стандартами ISO 15848-1 и API 622. Эти стандарты определяют максимально допустимые значения утечки штока в частях на миллион для клапанов, эксплуатируемых в условиях регулирования выбросов газов. Шаровые клапаны CTGV с сильфонным уплотнением сертифицированы по обоим стандартам. Эта сертификация является обязательным требованием для работы в регулируемых химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятиях.
Области применения: токсичные, легковоспламеняющиеся и ценные среды.
Герметичные шаровые клапаны с сильфонным уплотнением используются там, где любая утечка из штока создает проблемы безопасности, охраны окружающей среды или экономические проблемы.
Работа с токсичными химическими веществами: сероводород, хлор, фосген. Эти жидкости не должны протекать из штока. Стандартный шаровой клапан с сильфонным уплотнением, работающий в таких условиях, требует регулярной проверки и регулировки уплотнений. Каждая проверка является событием, требующим технического обслуживания. Конструкция шарового клапана с сильфонным уплотнением, исключающая утечки, устраняет это требование и связанный с ним риск для обслуживающего персонала.
Обслуживает предприятия, работающие с легковоспламеняющимися углеводородами. Нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы. Утечка летучих углеводородов через шток создает риск возгорания и взрыва. В большинстве юрисдикций требуется наличие сертифицированных клапанов для предотвращения утечки на оборудовании, работающем с летучими органическими соединениями, концентрация которых превышает определенные пороговые значения. Герметичная конструкция с сильфонным уплотнением соответствует этим требованиям в стандартной комплектации.
Ценные среды. Фармацевтические полуфабрикаты, специальные химикаты, редкие газы. Утечка здесь — это прямая потеря продукта. Это не просто проблема технического обслуживания. Каждая капля, вытекающая из стержня, имеет свою цену.
Атомная энергетика. Системы с радиоактивными жидкостями. Любая внешняя утечка является нарушением норм и требований безопасности. Сильфоны обеспечивают первичную герметизацию. Резервная набивка обеспечивает вторичную герметизацию. Оба типа набивки необходимы в соответствии со стандартами ядерной безопасности.
Материалы: WCB, WC1, WC6, WC9, CF8, CF3, CF8M, CF3M
В чём основное различие между шаровым клапаном с сильфонным уплотнением и стандартным шаровым клапаном с сальниковым уплотнением?
Основной механизм уплотнения. В стандартном шаровом клапане с уплотнением используется сжатое уплотнение, прижимаемое к штоку. В шаровом клапане с сильфонным уплотнением используется приваренный металлический сильфон. Уплотнение изнашивается при каждом срабатывании клапана. Сильфон деформируется без механизма износа. Более низкий уровень утечек в долгосрочной перспективе. Более низкая частота технического обслуживания. Более высокая первоначальная стоимость. В этом и заключается компромисс.
Сильфонное уплотнение против стандартного уплотнения шаровых клапанов
В таблице ниже сравниваются оба варианта конструкции по факторам, определяющим выбор в условиях обрабатывающей промышленности.
| Фактор | Сильфонный герметичный запорный клапан | Стандартный сальниковый шаровой клапан |
| Первичное уплотнение | Сварные металлические сильфоны | Сжатая набивка против стержня |
| Скрытые выбросы | Сертификаты ISO 15848-1 и API 622. | Зависит от типа и состояния упаковки. |
| Обслуживание | Низкий уровень, регулировка упаковки не требуется. | Регулярный осмотр и повторная затяжка. |
| Срок службы | Более длительные интервалы между вмешательствами | Требуются циклы замены упаковки. |
| Расходы | Более высокая первоначальная стоимость | Более низкая первоначальная стоимость |
| Лучше всего подходит для | Токсичный, легковоспламеняющийся, ценный, ядерный | Общий процесс, средства массовой информации с низким уровнем риска |
| Запасная пломба | Вторичная набивка над сильфоном | Упаковка — это единственная герметизация. |
Стандартные защитные костюмы предназначены для общего технологического процесса, где утечка доставляет неудобства, а техническое обслуживание является плановым. Герметичные костюмы с сильфонным уплотнением предназначены для случаев, когда утечка представляет собой угрозу безопасности, нарушение природоохранного законодательства или значительные экономические потери. Различные инструменты. Различные условия эксплуатации. Не взаимозаменяемы.
Компания CTGV производит шаровые клапаны с сильфонным уплотнением. Диаметры от 1/2 дюйма до 14 дюймов, класс прочности от 150 до 900 фунтов. Материалы корпуса: WCB, WC6, WC9, CF8, CF3, CF8M и CF3M. Сертифицировано по стандартам ISO 15848-1, API 622, NACE MR 0103 и NACE MR 0175 для работы в агрессивных средах. Типы концевых соединений: RF, RTJ, BW, SW и NPT. Свяжитесь с нами, и мы предоставим вам рекомендации в течение 2 часов.
Часто задаваемые вопросы
Что такое шаровой клапан с сильфонным уплотнением?
Шаровой клапан, в котором сварной металлический сильфон заменяет сальниковое уплотнение штока в качестве основного внешнего уплотнения. Сильфон изгибается вокруг штока без износа. Обеспечивает практически нулевой уровень выбросов при нормальной работе. Дополнительное уплотнение над сильфоном обеспечивает вторичную защиту в случае его выхода из строя в процессе эксплуатации.
Почему вместо сальника используется сильфонное уплотнение?
Уплотнение изнашивается при каждом срабатывании клапана и в конечном итоге приводит к протечкам. Сильфонный уплотнитель не имеет механизма износа при нормальном циклическом режиме работы. Для токсичных, легковоспламеняющихся или дорогостоящих сред, где протечка штока представляет собой проблему безопасности или экологии, сильфонный уплотнитель устраняет основной источник отказа стандартной конструкции уплотнения.
Какие стандарты применяются к шаровым клапанам с сильфонным уплотнением?
Стандарты ISO 15848-1 и API 622 для контроля выбросов загрязняющих веществ. Стандарты NACE MR 0103 и MR 0175 для работы в средах, содержащих сероводород. Стандарт API 598 для испытаний под давлением. Для применения в атомной энергетике требуются дополнительные стандарты, помимо стандартных требований к сертификации технологических клапанов.
Как долго служит уплотнение сильфона?
Зависит от количества циклов, рабочей температуры и совместимости с рабочей жидкостью. Большинство производителей рассчитывают ресурс сильфонов на 10 000–50 000 рабочих циклов в зависимости от конструкции и материала. Дополнительная набивка обеспечивает вторичное уплотнение, если сильфон исчерпал свой расчетный срок службы во время эксплуатации.
