Startseite > News > Inhalt

DIE ANWENDUNG VON STOP-PRÜFVENTILEN EINFÜHREN

Aug 08, 2017

Stopp-Rückschlagventile sind für mehrere Industrien von entscheidender Bedeutung, um Kessel und andere Ausrüstung zu schützen.

16 spr B2B fig1 Abbildung 1. Kugelscheibe Diese Ventile sind eine modifizierte Version des Standard-Kugelabsperrventils, bei dem der Ventilschaft dauerhaft an der Kugelscheibe befestigt ist. In der Stop-Check-Konfiguration schwebt der Schaftkopf in der Kugelscheibe (dh er ist nicht befestigt) (Abbildung 1). Stop-Rückschlagventile haben zwei Hauptzwecke: 1) als Absperrventil, isolieren oder regeln sie den Durchfluss und 2) modifiziert als Rückschlagventil, verhindern sie den Rückfluss. Mit anderen Worten, sie werden im Allgemeinen als ein Kugelventil verwendet, um den Fluss der Medien zu starten oder zu stoppen, aber sie dienen auch als Rückschlagventil, um automatisch zu schließen, sollte der Druck verloren gehen, wodurch ein Rückfluss verhindert wird, der möglicherweise Schäden an Geräten verursachen könnte Kessel oder Pumpen.

Aus diesem Grund ist ein Stopp-Rückschlagventil wie zwei Ventile in einem. Die interne Scheibe, die nicht am Stiel befestigt ist, dient als Hubkontrolle, die es ermöglicht, sich nach oben zu bewegen, wenn der Stiel angehoben wird, um das Öffnen und Schließen einzustellen. Dies steuert die Durchflussrate, aber wenn Rückfluss auftritt, funktioniert die getrennte Scheibe als eine Kolbenüberprüfung und schließt sich schnell, wodurch ein Rückfluss in den Kessel verhindert wird. Bei Bedarf kann der Stiel manuell abgesenkt werden, damit der Durchfluss gestoppt oder komplett abgeschaltet werden kann.

ENDE VERWENDUNG DER STOPPRÜFVENTILE

Diese Ventile werden hauptsächlich in Kraftwerken, in Anwendungen wie Kesselumlauf, Dampferzeugung und Kesselspeisewasser, Turbinen- kühlung, Starterwasser und Sicherheitssystemen eingesetzt. Sie werden auch in anderen Anwendungen verwendet, in denen Rohrleitungsdesigner die Eigenschaften eines Kolbens und eines Rückschlagventils kombinieren möchten. Solche Anwendungen können Hochtemperatur-Service, Wärmerückgewinnungsdampf, Hochdrucksicherheitsdienst, Geothermalservice, Versorgungsunternehmen, Erdölproduktion und -veredelung, Sicherheitssysteme, Abschaltkühlung und Kohlenwasserstoffverarbeitung umfassen.

In Kesselanwendungen sind Ventile und Kessel seit über 150 Jahren angeschlossen. Die verwendeten Ventile sind so kritisch, dass der Kessel- und Druckbehälterkodex der American Society of Mechanical Engineers (ASME) beschreibt, wie Ventile verwendet werden sollten. Die ersten Ventile an einer Kesselleistungsleitung sind üblicherweise Absperrventile, die hier als Rückschlagventile oder Kesselabsperrventile bekannt sind. Sie sind wichtig, wenn mehr als ein Kessel an den Hauptdampfkopf angeschlossen ist, und sie sollten in der Rohrleitung zwischen jedem Kessel und dem Vorsatz installiert werden. Sie sollten auch so platziert werden, dass der Druck im Kessel unter der Scheibe ist.

Eine weitere Kesselanwendung besteht darin, den Stopp-Check als Absalzventil zu verwenden. Das Absalzventil ermöglicht die Entfernung von überschüssigem Wasser aus einem Kessel, das gelegentlich benötigt wird. An stationären Heizkesseln werden immer noch Absperrventile eingesetzt.

DESIGNS

16 spr B2B Fig2 Abbildung 2. Gerades Y-Muster in einer horizontalen Linie installiert

Diese Ventile sind in zwei grundlegenden Musterdesigns erhältlich, T-Muster und Y-Muster. Im T-Muster steht der Stamm senkrecht zur Pipeline. Dadurch kann sich die innere Scheibe vertikal im Ventil auf und ab bewegen. Das Gewicht der Scheibe hilft dabei, schnell zu schließen, wodurch beim Schließen des Ventils eine minimale Rückwärtsgeschwindigkeit erreicht wird. Wegen seines Gewichts erfordert es jedoch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit, um das Ventil vollständig zu öffnen, und könnte auch zu dem Ventildruckverlust beitragen.

16 spr B2B Fig3 Abbildung 3. Gerades Y-Muster, das in einer vertikalen Linie für den Aufwärtsfluss installiert wird

Das neueste Design, das dem T-Muster ähnelt, ist das Y-Muster, bei dem Schaft und Scheibe um 30 bis 45 Grad angewinkelt sind. Dieses Musterdesign wird am häufigsten auf Kesseln verwendet und kommt in einem geraden oder einem schrägen Fließweg. Das Y-Muster mit seinem abgewinkelten Schaft und der Scheibe ermöglicht eine niedrigere vollständig offene Strömungsgeschwindigkeit. Für einen störungsfreien Betrieb ist jedoch mehr Aufmerksamkeit auf die Scheibenführung erforderlich.

Das geradlinige Design führt zu einem geradlinigeren Strömungsweg, der Turbulenzen reduziert und weniger Flüssigkeitsreibung erzeugt. Das bedeutet weniger Potenzial für erosive Schäden am Ventil, was zu niedrigeren Druckverlusten und besseren Gesamtflusseigenschaften des Rohrleitungssystems führt. Diese Arten von Ventilen sollten in horizontalen (Abbildung 2) oder vertikalen (Abbildung 3) Linien für Aufwärtsströmung installiert werden.

Das Eckventildesign wird für den Fluss von oben nach horizontal (Abbildung 4) oder von horizontal nach unten (Abbildung 5) verwendet. Aber in beiden Fällen wird die Strömung in dem Ventil um 90 Grad gedreht, um zu ermöglichen, dass das Eckventil sowohl als eine Strömungssteuervorrichtung als auch als eine 90-Grad-Rohrleitung dient.

16 spr B2B fig4 Abbildung 4. Winkel-Y-Muster für den Aufwärts-Horizontal-Fluss installiert

Da Ventile ein zylinderförmiges schwimmendes Scheibenelement aufweisen, das das einzige druckbetätigte Teil ist, ist es wichtig, dass sie so bemessen sind, dass sie während der Lebensdauer des Ventils einen ordnungsgemäßen vollständigen Scheibenhub bereitstellen. Wenn sie zu groß ist, kann die Scheibe flattern, was die Ventilverschleißrate erhöht und ihre Lebensdauer begrenzt. Wenn das Ventil zu klein ist, wird es einen viel höheren Druckverlust und eine höhere Geschwindigkeit ergeben, was ebenfalls die Lebensdauer verringern könnte. Wenn die Scheibe leicht und richtig geführt ist, kann sie bei minimaler Geschwindigkeit maximalen Auftrieb für schnelles Öffnen und geringen Druckverlust bieten. Außerdem sollte die Scheibe so konstruiert sein, dass ein Durchdrehen verhindert wird, was zu geringem Verschleiß und langer Lebensdauer führt.

16 spr B2B fig5 Abbildung 5. Angle Y-Muster installiert für horizontal nach unten gerichtete Strömung Bonnet Designs für Stop Checks sind grundsätzlich die gleichen wie für Ventile. Sie kommen in einer Vielzahl von Designs für verschiedene Zwecke. Besonders beliebt sind kleine Bronzeklappen, die den Innen-Schraub-Steig-Schaft haben. Bei dieser Konstruktion sind die Stängelgewinde jedoch in der Druck- / Fluidumhüllung der Ventiloberfläche enthalten und dem Prozeßfluid ausgesetzt. Dies kann zu Schäden führen, wenn es korrosiver Flüssigkeit ausgesetzt wird. Diese Art von Ventilen wird normalerweise für Wasser oder Niederdruckdampf verwendet. Bei Ventilen für den korrosiven Betrieb hat die Motorhaubenkonstruktion die Spindelgewinde außerhalb der Druck- / Flüssigkeitsumhüllung, wodurch Korrosionsschäden an den Gewinden verhindert werden. Eine solche Konstruktion wird als äußere Schraube und Joch (OS & Y) bezeichnet (6) und wird in größeren industriellen Hubventilen verwendet.

Die Endanschlüsse für die meisten Ventile sind entweder nach ASME B16.5 geflanscht oder nach ASME B15.25 stumpfgeschweißt. Andere Anschlüsse können wie vom Kunden angegeben bereitgestellt werden.

16 spr B2B Fig6 Abbildung 6. Zwei Konfigurationen von äußerer Schraube und Joch

EIGENSCHAFTEN

In Kesselanwendungen sind Ventile dazu ausgelegt, mehrere sehr wichtige Funktionen auszuführen, darunter:

  • Sie wirken als automatische Rückschlagventile. Wenn ein Kessel ausfällt, kann das Ventil den Rückfluss von Dampf aus dem Hauptvorsatz in den Kessel verhindern.

  • Sie isolieren einen Kessel, wenn sie aufhören zu feuern und wenn der Kessel heruntergeblasen wird. Das Ventil schließt automatisch, um einen Rückfluss von Dampf in den Kessel zu verhindern.

  • Sie helfen, den Kessel nach einem Stillstand wieder in Betrieb zu nehmen.

Obwohl das Rückschlagventilmerkmal nicht als Hauptabsperrung verwendet werden sollte, kann es den Rückfluss von der Sammelleitung in den Kessel einschränken, der abgeschaltet und geöffnet wurde oder eine Drucksperre erlitten hat.

STANDARDS

Viele der Normen zu Absperrventilen beziehen sich auf Absperrventile und es gibt viele dieser Arten von Normen. API hat kürzlich einen Standard zu Hubventilen veröffentlicht, der Ventile beschreibt, die größer als NPS 2 sind. API 623, das 2013 veröffentlicht wurde, deckt Stopp-Rückschlagventile ab. Zu den behandelten Themen gehören:

  • Der Druck ist in der Motorhaube oberhalb der Scheibe zur stromabwärtigen Seite auszugleichen.

  • Die Konstruktion sollte eine geeignete Scheibe oder Bodenführung haben, damit sich die Scheibe während des Betriebs des Rückschlagventils frei bewegen kann. Dies verhindert jegliche Fehler der Strömungsrückkehrverhinderungsfunktion des Ventils.

  • Die Prüfung muss den Anforderungen von API 598 für Kugel- und Rückschlagventile entsprechen und die Annahmekriterien beider Arten von Prüfungen erfüllen. Ventile müssen sowohl die Kriterien für die Ventilprüfung an der Schale als auch die Anforderungen an die Sitzdichtheit erfüllen

  • Das Ventildesign muss für die Installation mit dem Stiel in der vertikalen Ausrichtung oder wo der Stiel innerhalb von 45 Grad vertikaler Ausrichtung ist, geeignet sein.

Andere Industriestandards, die anwendbar sind, umfassen:

  • SME B16.5-Rohrflansche und Flanscharmaturen NPS 1/2 bis NPS 24 Metrisch / Inch

  • ASME B16.34-Ventile-Flansch-, Gewinde-und Schweißende

  • API 598-Valve Inspektion und Prüfung

  • API 602-Stahl-Absperrschieber, Absperrschieber und Rückschlagventile für die Größe DN 100 (NPS 4) und kleiner für die Erdöl- und Erdgasindustrie

  • API 623-Stahl-Kugelhähne - Flansch- und Stumpfschweißenden, verschraubte Hauben

  • BSI 1873-Stahl Absperr- und Rückschlagventile (Flansch- und Stumpfschweißenden) für die Erdöl-, Petrochemie- und verwandte Industrien

  • ISO 12149-Hubventile aus Stahl mit Schraubverschluss für allgemeine Anwendungen

  • MSS SP-80-Bronze Tor-, Kugel-, Winkel- und Rückschlagventile

  • MSS SP-85-Grauguss Kugel- und Eckventile, Flansch- und Gewindeenden

  • MSS SP-118-Compact Stahlglobus und Rückschlagventile (Chemie- und Erdölraffinerieservice)

MATERIALIEN

Wie bei Hubventilen tragen die Verkleidungskomponenten in Stopp-Rückschlagventilen normalerweise die Hauptlast des Fluidstroms während des Schließvorgangs. Industriestandards ermöglichen es Endbenutzern, die für bestimmte Anwendungen erforderlichen Verkleidungsmaterialien zu spezifizieren. In diesen Standards enthalten die Ausstattungsgegenstände die Sitzfläche und den Schaft des Körpers und der Scheibe. Zusätzliche Elemente können vom Endbenutzer angegeben werden oder können das Standardmaterial des Herstellers sein.

Die Auswahl der richtigen Verkleidungsmaterialien ist entscheidend für den maximalen Betrieb und die Langlebigkeit jedes Ventils, insbesondere von Rückschlagventilen, die ähnlich wie Hubventile sind und eine hohe Flüssigkeitsreibung und einen komplizierten Strömungsweg aufweisen. Wenn sich die Scheibe näher an die Oberfläche des Karosseriesitzes bewegt, nehmen die Geschwindigkeit und die Turbulenz zu, was zu Kavitation und Erosion führen kann, was zu einem leckenden Ventil und übermäßigem Verschleiß führen kann, wodurch die Lebensdauer verringert wird. Diese Arten von Defekten können als dünne Schicht im Körpersitz, in der Scheibe oder in beiden erscheinen. Dieser anfängliche kleine Leckpfad kann sich erweitern und zu einem großen Leck werden.

Bei einigen Bronzeventilen ist die Verkleidung entweder das gleiche Material wie das Ventil oder eine ähnliche Bronzelegierung mit größerer Festigkeit. Bei Eisenventilen ist das übliche Besatzmaterial Bronze. Die Industriebezeichnung für diese Trimmung an Eisenarmaturen ist "IBBM", was als "Eisenkörper, Bronze montiert" definiert ist. Stahlventile werden in einer Vielzahl von Ausstattungsmaterialien angeboten, wie von der Dienstleistung benötigt. Gewöhnlich werden sie jedoch eine oder mehrere der Verkleidungskomponenten aus 13% martensitischem Chromstahl haben. Harte Deckschichten wie Stellite werden ebenso verwendet wie rostfreie Stähle der 300er-Serie und Kupfer-Nickel-Legierungen. Positive Abschaltung und lange Lebensdauer des Sitzes wird durch einen integralen harten Oberflächensitz zur Verfügung gestellt. Eine beliebte Trimmung in Stahlventilen ist API Trim # 8, 13% Cr./Hardface.

FAZIT

Stopp-Rückschlagventile stellen eine vergleichsweise wirtschaftliche und effiziente Lösung dar, bei der Isolierung, Regulierung und Verhinderung von Rückströmung Leistungsmerkmale für ein Rohrleitungssystem sind.