Kompletny przewodnik po wysokowydajnych elementach zaworów stalowych: materiały, funkcje i konserwacja

Podstawowe elementy konstrukcyjne zaworów stalowych

Integralność zaworu stalowego opiera się na synergii pomiędzy jego głównymi częściami konstrukcyjnymi. Korpus służy jako główna granica ciśnienia, mieszcząca elementy wewnętrzne i zapewniająca punkty połączeń dla systemów rurociągów. Korpus, zwykle odlewany lub kuty ze stali węglowej, nierdzewnej lub stopowej, musi wytrzymywać znaczne naprężenia obwodowe i rozszerzalność cieplną. Maska pełni funkcję osłony otworu w nadwoziu i często jest drugą najważniejszą częścią utrzymującą ciśnienie. Jest on zwykle przykręcany lub gwintowany do korpusu, co pozwala na dostęp konserwacyjny do wewnętrznego osprzętu bez konieczności demontażu całego zaworu z rurociągu.

Wewnątrz tych obudów „wykończenie” odnosi się do części wymiennych, które mają bezpośredni kontakt z przepływającym medium. Dotyczy to trzpienia, tarczy (lub zasuwy/korka) i pierścieni gniazda. Trzpień to łącznik przenoszący ruch z siłownika na tarczę. W zaworach stalowych trzpienie są często wykonane ze stali nierdzewnej 410 lub 17-4 PH, aby zapewnić wysoką wytrzymałość na rozciąganie i odporność na zacieranie w cyklach wysokiego ciśnienia.

Krytyczne porównanie materiałów na zawory stalowe

Wybór odpowiedniego gatunku stali na części zaworów zapewnia równowagę pomiędzy odpornością na korozję, granicami temperaturowymi i kosztami. Podczas gdy stal węglowa jest standardem branżowym dla płynów niekorozyjnych, stale nierdzewne i stopowe są niezbędne w wyspecjalizowanych procesach przemysłowych. Poniższa tabela przedstawia najczęściej stosowane materiały stosowane w stalowych elementach zaworów:

Mechanizmy uszczelniające i uszczelnienia dławnicowe

Rola dławnicy

Zapobieganie wyciekom zewnętrznym jest podstawową rolą uszczelnienia umieszczonego w dławnicy pokrywy. W przypadku zaworów stalowych pracujących w wysokich temperaturach preferowanym materiałem uszczelniającym jest elastyczny grafit ze względu na jego właściwości samosmarujące i stabilność termiczną. W zastosowaniach chemicznych o niższych temperaturach lub silnie korozyjnych stosuje się PTFE (teflon) ze względu na jego niemal uniwersalną obojętność chemiczną. Popychacz dławnicy wywiera nacisk osiowy na pierścienie uszczelniające, zmuszając je do promieniowego rozszerzania się w kierunku trzpienia i ściany dławnicy, tworząc szczelne uszczelnienie.

Interfejs gniazda i dysku

Wewnętrzne uszczelnienie, czyli „odcięcie”, występuje na styku tarczy i gniazda. W zaworach stalowych często na tych powierzchniach stosuje się „napawanie”. Polega to na przyspawaniu warstwy odpornego na zużycie stopu, takiego jak stellit, do stali bazowej. Proces ten ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania erozji i ciągnieniu drutu, szczególnie w środowisku parowym, gdzie cząstki o dużej prędkości mogą szybko zniszczyć bardziej miękkie metale.

Konserwacja i wymiana części wewnętrznych

Aby zapewnić trwałość zaworów stalowych, niezbędny jest proaktywny harmonogram konserwacji skupiający się na poszczególnych elementach. Zużycie rzadko jest jednolite; dlatego zrozumienie, które części są najbardziej podatne na awarie, może zapobiec kosztownym przestojom systemu. Rozważ następujące priorytety konserwacji:

• Sprawdź trzpień pod kątem pionowych rys lub „zadrapań”, które mogą szybko zniszczyć nowe uszczelnienie.
• Sprawdź pierścienie gniazda pod kątem wżerów lub nierównego zużycia, które wskazują na niewspółosiowość.
• Sprawdź integralność uszczelki pokrywy silnika, szczególnie po wystąpieniu cykli termicznych.
• Nasmaruj nakrętkę jarzma (nakrętkę trzpienia), aby zapewnić płynną pracę pokrętła ręcznego lub siłownika.

Podczas wymiany stalowe części zaworów ważne jest, aby zachować zgodność z oryginalnymi raportami z testów materiałów (MTR). Zastąpienie trzpienia lub śruby niższym gatunkiem stali może prowadzić do katastrofalnej awarii mechanicznej pod ciśnieniem, co podkreśla potrzebę precyzyjnego pozyskiwania komponentów OEM lub o równoważnych specyfikacjach.