Кованый стальной клиновой затвор с самоприжимным уплотнением

Краткие характеристики

Размер: 2" - 12" (DN50 - DN300)

Давление: Class 600 - 2500 / PN 100-420

Стандарт: API 602, ASME B16.34, спецификации производителя для крышки с уплотнением под давлением

Материалы корпуса: A182 F22, A182 F91, A182 F316, A182 F304 (все кованые)

Крышка: С уплотнением под давлением (самоприжимная)

Шпиндель: Выдвижной шпиндель OS&Y с маховиком

Концы: Под приварку встык или фланцевые

Два фактора, меняющих всё при высоком давлении

Данная задвижка решает две проблемы, возникающие при давлении выше Class 600 — проблемы, с которыми не справляются чугунные задвижки с болтовым креплением крышки. Во-первых, уплотнение крышки. Во-вторых, целостность корпуса. Вместе они делают эту задвижку стандартным решением для главных паропроводов электростанций, изоляции промежуточного перегрева, питательной воды высокого давления и нефтехимических систем высокого давления, где условия эксплуатации превышают возможности стандартной задвижки.

Самоприжимная крышка — уплотнение, усиливающееся под давлением

При Class 150-300 болтовое крепление крышки работает отлично. Внутреннее давление давит на крышку вверх, а болты крышки удерживают её против прокладки. Приемлемые усилия, разумные размеры болтов, несложная сборка. При Class 600 и выше направленное вверх усилие на крышку становится огромным. Болты должны быть массивными — представьте шпильки диаметром 2 дюйма с гидравлически натянутыми гайками на задвижках Class 1500 и 2500. Такая фурнитура дорогая, её сложно правильно затянуть в полевых условиях, и она создаёт проблемы при каждом демонтаже задвижки.

Самоприжимная крышка полностью устраняет проблему болтов. Вместо болтов, удерживающих крышку против корпуса, эту функцию выполняет внутреннее давление трубопровода. Внутри соединения крышки с корпусом между юбкой крышки и расточкой корпуса расположено сегментное уплотнительное кольцо. Когда давление поступает в задвижку, оно давит вверх на крышку и одновременно прижимает уплотнительное кольцо к стенке корпуса. Чем выше давление, тем сильнее сжимается уплотнение. При рабочем давлении Class 2500 это уплотнительное кольцо сжато между крышкой и корпусом так плотно, что утечка через соединение становится физически невозможной — давление, которое могло бы вызвать утечку, является тем же давлением, которое создаёт уплотняющее усилие.

Крышка удерживается в нужном положении стопорным кольцом или резьбовым соединением, а не болтами, которые видны снаружи. Эти болты служат только одной цели — посадке уплотнения при низком давлении во время пуска, когда давление в трубопроводе ещё не достигло порога, при котором уплотнительное кольцо сжимается эффективно. Когда задвижка выходит на рабочее давление, эти болты разгружены. Они не несут уплотняющего усилия. Это делает давление в трубопроводе.

Данная конструкция имеет преимущество в обслуживании, которое опытные слесари по арматуре понимают сразу — нет прокладок для замены и нет процедур затяжки болтов при повторной сборке. Уплотнительное кольцо — это металлический компонент, который осматривается и притирается при необходимости. Крышка устанавливается обратно путём опускания в расточку корпуса и фиксации стопорным кольцом. Когда давление восстанавливается, уплотнение формируется автоматически.

Кованый корпус — нулевая пористость, нулевые утечки при Class 2500

Литые корпуса задвижек при Class 600 и ниже работают надёжно. Процесс литья создаёт металл с приемлемым качеством для этих классов давления. Но при Class 600-2500 литейная пористость становится неприемлемым риском. Отливки могут содержать микроскопические пустоты — газовые раковины, усадочные каверны, дефекты включений — невидимые на поверхности, но дающие утечку при длительной высоконагруженной эксплуатации. Дефект пористости в стенке корпуса задвижки Class 2500 приведёт к немедленной утечке при вводе в эксплуатацию. Толщина стенки при таких номиналах рассчитывается с минимальным запасом — нет дополнительного металла для компенсации пустот.

Ковка устраняет проблему пористости. Процесс ковки сжимает металл под огромным давлением, закрывая любые пустоты и выравнивая структуру зерна в плотную однородную матрицу. Кованый корпус не имеет внутренних каверн, газовой пористости, усадочных дефектов. Металл монолитен по всему сечению стенки. При Class 600-2500 такая монолитность корпуса — причина, по которой кованая конструкция является стандартом, а не опцией за дополнительную плату, а базовым требованием.

Кованые сплавы для данной задвижки выбраны по конкретным условиям эксплуатации. A182 F22 (2,25% Cr-1% Mo) для высокотемпературной службы, где важна ползучесть. A182 F91 (9% Cr-1% Mo-V) для применений с максимальными температурами — главные паропроводы и линии промежуточного перегрева на электростанциях при 1000°F и выше. Добавление ванадия в F91 обеспечивает превосходную длительную прочность на ползучесть по сравнению с F22. A182 F316 и F304 для коррозионных сред, где нержавеющая химия сопротивляется агрессивному воздействию технологической среды.

Упругий клин — обязателен при таких температурах

При Class 600-2500 рабочие температуры достаточно высоки, чтобы заклинивание от теплового расширения было неизбежным при цельном клине — не вероятностью, а неизбежностью. Упругий клин с центральным стержнем и отклоняющимися крыльями предотвращает такое заклинивание. Каждое крыло независимо подстраивается под расширение уплотнительного кольца, сохраняя контакт по обоим седлам независимо от асимметричного нагрева или разности температурных расширений. При таких уровнях давления и температуры упругий клин — не опциональное улучшение. Это единственная конструкция клина, которая работает.

Часто задаваемые вопросы

О: Болтовые крышки при Class 600+ требуют массивных шпилек для удержания крышки против внутреннего давления — дорогостоящая фурнитура, сложная в затяжке и обслуживании. Самоприжимные крышки используют само давление трубопровода как уплотняющее усилие. Чем выше давление, тем плотнее уплотнение. Не требуется замена прокладок, затяжка болтов, уплотнение самонастраивается под рабочее давление.

О: Наружные болты крышки обеспечивают посадку уплотнения при низком давлении во время пуска или когда давление в трубопроводе ниже эффективного порога уплотнения. После выхода на рабочее давление в работу вступает уплотнительное кольцо. Болты разгружены при рабочем давлении.

О: Отливки могут содержать микроскопическую пористость — пустоты, дающие утечку при длительном высоком давлении. Ковка сжимает металл в монолитную матрицу без пустот. При Class 600-2500 дефект пористости в стенке корпуса приведёт к немедленной утечке. Кованая конструкция полностью устраняет этот риск.

О: F91 для рабочих температур выше 900°F, где критична длительная прочность на ползучесть — главные паропроводы и линии промежуточного перегрева на электростанциях. F22 для умеренной высокотемпературной службы до примерно 800°F. Добавление ванадия в F91 обеспечивает значительно лучшую прочность на ползучесть при максимальных температурах.

О: Да. Конструкция самоприжимной крышки позволяет проводить обслуживание в линии — крышку можно снять для доступа к внутренним деталям без вырезания задвижки из трубопровода. Уплотнительное кольцо многоразовое после осмотра и притирки. Замена прокладок при повторной сборке не требуется.