Шиберный клапан высоконапорный с двусторонним уплотнением

Краткие характеристики

2" - 24" (DN50 - DN600)

Class 300 - 900 (до 150 бар / 2200 psi)

ASME B16.34, спецификации производителя для двусторонней высоконапорной конструкции

A216 WCB, A182 F316, A182 F51/F53, A217 WC6/WC9

Двойные металл-по-металлу седла (наплавка Stellite 6 на верхнем и нижнем седлах), пружинный или клиновой механизм седла

Двухсоставной болтовой или монолитный корпус, конструкция с утолщёнными стенками, двойные независимые уплотнительные контуры (верхнее седло + нижнее седло), самоприжимная крышка выше Class 600, выдвижной шпиндель OS&Y или пневматический/гидравлический привод

Две проблемы, обычно требующие двух разных клапанов

Двустороннее уплотнение и высокий класс давления обычно не существуют в одном клапане. Двусторонние шиберы — те, что уплотняют в обоих направлениях потока — обычно ограничены Class 150 или 300. Эластомерные седла, делающие двустороннее уплотнение доступным и практичным, не выдерживают высокое давление. Они деформируются, выдавливаются, выходят из строя. Высоконапорные шиберы существуют, но большинство односторонние — шибер уплотняется против одного седла, и это седло работает только когда давление линии толкает шибер в нужном направлении.

Но некоторые технологические линии требуют и того, и другого. Технологические цепочки обогащения, где направление потока меняется при пакетных операциях. Перекачивающие линии, где давление может быть с любой стороны в зависимости от того, какой насос работает. Точки изоляции, где нужно удерживать давление независимо от направления — и это давление 50 бар, 100 бар, 150 бар. Вот где высоконапорный двусторонний шиберный клапан становится единственным практическим решением.

Два независимых седла, без общей слабой точки

Клапан имеет два металлических седла — верхнее и нижнее — оба с наплавкой Stellite 6. Каждое седло уплотняет независимо. Когда давление идёт сверху, нижнее седло удерживает. Когда давление меняется, верхнее седло удерживает. Шиберу всё равно, в какую сторону давит давление, потому что оба седла подпружинены или имеют клиновой механизм для поддержания контактного давления на шибере независимо от направления давления в линии.

Это ключевой механизм. Пружинные седла постоянно прижимаются к поверхности шибера — не только когда давление линии способствует уплотнению. Давление линии усиливает активное седло, но неактивное седло продолжает удерживать, так как его пружинное усилие сохраняет контакт. Седла с клиновой активацией используют механический клин, который прижимает седло к шиберу при достижении закрытого положения. В любом случае оба уплотнительных контура независимы. Если одно седло повреждено, другое продолжает уплотнять. Это резервирование, которого нет в односедельной конструкции.

Металлические седла, потому что эластомер не справляется

При давлениях Class 900 эластомерные седла исключены. Перепад давления на седле слишком велик — эластомер выдавливается в зазор седла под нагрузкой, даже с антиэкструзионными кольцами. Наплавка Stellite 6 на обоих седлах обеспечивает твёрдость, необходимую для сопротивления абразивному шламу на высокой скорости, и возможность уплотнения металл-по-металлу для удержания давления при 150 бар. Поверхности седла обработаны с жёсткими допусками и притёрты для точности контакта. Это недёшево, но это то, что работает.

Для конфигураций Class 300-500 в пределах диапазона можно указать армированные эластомерные вставки на одном или обоих седлах, если химия шлама и давление позволяют. Но стандартная конструкция при Class 600 и выше — двойное металл-по-металлу. Без компромиссов.

Массивный корпус, самоприжимная крышка, серьёзная конструкция

Толщина стенки корпуса следует ASME B16.34 для номинального класса давления плюс дополнительная толщина для запаса на абразивный износ. При Class 900 корпус существенно тяжелее, чем двусторонний шибер Class 300 того же размера — это не опция, это конструкция. Самоприжимная крышка выше Class 600 устраняет прокладку крышки как путь утечки при экстремальном внутреннем давлении. Для Class 300-600 стандартна болтовая крышка.

Выбор привода важен при таких давлениях. Выдвижной шпиндель OS&Y даёт визуальную индикацию положения и ручное управление с контролируемым усилием посадки. Пневмопривод работает для Class 300-500, где усилия посадки приемлемы. Гидропривод рекомендован для Class 600 и выше — усилия, необходимые для посадки шибера против двух пружинных металлических седел при 150 бар, превышают то, что пневмоцилиндры могут эффективно обеспечить.

Часто задаваемые вопросы

О: Можно, но вы платите за двустороннюю возможность, которая не нужна. Если направление потока всегда известно, односторонний высоконапорный шибер проще и дешевле. Двусторонняя конструкция — для линий, где давление может быть с любой стороны.

О: Пружины поддерживают постоянное контактное давление между поверхностью седла и шибером. При нулевом давлении пружины удерживают уплотнение. При повышении давления оно усиливает активное седло. Неактивное седло остаётся в зацеплении, так как его пружинное усилие не изменилось. Уплотнение при нулевом давлении и при номинальном давлении.

О: Другое седло продолжает уплотнять независимо. Повреждённое седло может подтекать, но клапан продолжает удерживать давление на неповреждённом контуре. В этом преимущество резервирования двойных независимых седел — потеря одного контура не означает потери всей уплотнительной функции.

О: Stellite 6 — проверенный баланс для шламовой службы. Достаточно твёрдый для сопротивления абразивному износу на высокой скорости, поддаётся обработке и притирке до уплотнительных допусков, надёжно приваривается к основному металлу. Наплавки из карбида вольфрама твёрже, но более хрупкие, сложнее в обработке до допусков уплотнительного контакта и более подвержены растрескиванию при термоциклировании в технологических линиях горнодобывающего производства.

О: Да — два седла означают две поверхности для осмотра и обслуживания. Но процедуры обслуживания просты: снять крышку, извлечь шибер, осмотреть обе наплавки седла, притереть или заменить по необходимости. Самоприжимная крышка в конструкциях Class 600+ фактически упрощает обслуживание крышки по сравнению с болтовой крышкой того же класса давления.