למה קשה להחליף שסתומים בקליבר גדול? מה הפתרון?

(תיאור מסכם)בין המשתמשים שמשתמשים בשסתומי גלובוס גדולים-בקוטר בחיי היומיום.

בקרב המשתמשים שמשתמשים בשסתומי גלובוס גדול-קוטר גדול בחיי היומיום, אנשים מדווחים לעתים קרובות על בעיה, כלומר, שסתומי גלובוס גדול-קוטר גדול לרוב קשה לסגור כאשר הם משמשים במדיה עם הפרשי לחץ גדולים יחסית, כגון קיטור וגבוהים - מים בלחץ. בקרב המשתמשים שמשתמשים בשסתומי עצירה גדולים-בקוטר על בסיס יומי, אנשים מדווחים לעתים קרובות על בעיה, כלומר שסתומי עצירה גדולים-בקוטר מתקשים לסגור כאשר הם משמשים במדיה עם הפרש לחצים גדול יחסית, כגון קיטור ומים בלחץ גבוה. איך לסגור בכוח, תמיד נמצא שתהיה נזילה, וקשה לסגור. הסיבה לבעיה זו נגרמת על ידי התכנון המבני של השסתום והיעדר מומנט פלט ברמת הגבול האנושי.

ניתוח הסיבות לקושי בפתיחה וסגירה של שסתומים גדולים-

כוח הפלט האופקי האולטימטיבי של מבוגר ממוצע הוא 60-90 ק"ג, תלוי במבנה גוף שונה.

בדרך כלל, כיוון הזרימה של שסתום הסגירה מתוכנן להיות נמוך פנימה וגבוה החוצה. כאשר אדם סוגר את השסתום, גוף האדם דוחף את גלגל היד אופקית כדי להזיז את דיסק השסתום כלפי מטה כדי להשיג סגירה. בשלב זה, יש להתגבר על שילוב של שלושה כוחות, כלומר:

1) דחף צירי Fa;

2) חיכוך בין האריזה לגזע השסתום Fb;

3) חיכוך מגע Fc בין גזע השסתום לליבת השסתום

סכום המומנטים הוא ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

ניתן לראות שככל שקוטר היציאה גדול יותר, כוח הדחף הצירי גדול יותר. כאשר הוא קרוב למצב סגור, כוח הדחף הצירי קרוב כמעט ללחץ בפועל של רשת הצינורות (בשל P1-P2≈P1, P2=0)

לדוגמה, אם נעשה שימוש בשסתום עצור DN200 על צינור קיטור של 10 בר, רק הפריט הראשון סוגר את כוח הדחיפה הצירי Fa=10×πr2=3140kg, והכוח ההיקפי האופקי הנדרש לסגירה קרוב לפלט ההיקפי האופקי של גוף אדם רגיל. גבול הכוח, ולכן קשה מאוד לאדם אחד לסגור לחלוטין את השסתום בתנאים כאלה.

כמובן שחלק מהמפעלים מציעים להתקין שסתומים כאלה בכיוון ההפוך, מה שפותר את בעיית הקושי בסגירה, אך צצה בעיית הקושי בפתיחה לאחר סגירתם.

ניתוח הסיבות לכך ששסתומי כדור קוטר גדולים מועדים לדליפה פנימית

שסתומי עצירה גדולים-בקוטר משמשים בדרך כלל בשקעי דוודים, תת-צילינדרים ראשיים, צינורות קיטור ראשיים וכו'. לעמדות אלו יש את הבעיות הבאות:

1) בדרך כלל, הפרש הלחץ ביציאת הדוד גדול יחסית, כך שגם קצב זרימת הקיטור גדול יותר, וגם השחיקה והפגיעה במשטח האיטום גדולים יותר. בנוסף, יעילות הבעירה של הדוד לא יכולה להיות 100%, מה שיגרום לאדים ביציאת הדוד לתכולת מים גדולה, מה שעלול לגרום לנזק נקרית וקיוויציה למשטח איטום השסתומים.

2) עבור שסתום הסגירה ליד יציאת הדוד ותת הצילינדר, מכיוון שלקיטור שרק יוצא מהדוד יש תופעת התחממות יתר לסירוגין, בתהליך של רוויה, אם הטיפול בריכוך מי הדוד אינו טוב במיוחד , חלק מהחומצה ישורר לעתים קרובות. חומרים אלקליים יגרמו לקורוזיה ושחיקה למשטח האיטום; חלק מהחומרים הניתנים להתגבש עשויים גם להיצמד למשטח האיטום של השסתום ולהתגבש, מה שגורם לשסתום לא להיסגר בחוזקה.

3) שסתומי הכניסה והיציאה של הצילינדרים, מכיוון שכמות הקיטור לאחר השסתום לפעמים גדולה או קטנה בגלל דרישות ייצור וסיבות אחרות, קל לגרום להבהוב, שקע ותופעות אחרות כאשר קצב הזרימה משתנה מאוד. משטח איטום השסתומים גורם להשפעות מזיקות כגון שחיקה וקוויטציה.

4) בדרך כלל, כאשר פותחים צינור בקוטר גדול, יש לחמם מראש את הצינור, ותהליך החימום מצריך בדרך כלל זרימה קטנה של קיטור לעבור דרכו, כך שהצינור מתחמם לאט ואחיד עד לרמה מסוימת, וכן ניתן לפתוח את שסתום העצירה במלואו כדי למנוע צינור מהיר התרחבות מוגזמת הנגרמת על ידי התחממות, נזק לחלק של חלק החיבור. עם זאת, בתהליך זה, פתח השסתום הוא לעתים קרובות קטן מאוד, מה שגורם לקצב השחיקה להיות גדול בהרבה מהשפעת השימוש הרגיל, ומפחית ברצינות את חיי השירות של משטח איטום השסתום.

פתרונות לפתיחה וסגירה קשים של שסתומי גלובוס גדולים -

1) ראשית, מומלץ לבחור במפוח-שסתום סגירה-אטום כדי למנוע את התנגדות החיכוך של שסתום הבוכנה ושסתום האריזה ולהקל על המעבר.

2) ליבת השסתום והמושב חייבים להיות עשויים מחומרים בעלי עמידות בפני שחיקה ותכונות בלאי טובות, כגון קרביד צמנט סטליט.

3) מומלץ לאמץ מבנה דש שסתום כפול כדי למנוע שחיקה יתרה עקב פתח קטן, אשר ישפיע על חיי השירות ואפקט האיטום. בסגירה תמיד מגלים שתהיה נזילה וקשה לסגור. הסיבה לבעיה זו נגרמת על ידי התכנון המבני של השסתום והיעדר מומנט פלט ברמת הגבול האנושי.

ניתוח הסיבות לקושי בפתיחה וסגירה של שסתומים גדולים-

כוח הפלט האופקי האולטימטיבי של מבוגר ממוצע הוא 60-90 ק"ג, תלוי במבנה גוף שונה.

בדרך כלל, כיוון הזרימה של שסתום הסגירה מתוכנן להיות נמוך פנימה וגבוה החוצה. כאשר אדם סוגר את השסתום, גוף האדם דוחף את גלגל היד אופקית כדי להזיז את דיסק השסתום כלפי מטה כדי להשיג סגירה. בשלב זה, יש להתגבר על שילוב של שלושה כוחות, כלומר:

1) דחף צירי Fa;

2) חיכוך בין האריזה לגזע השסתום Fb;

3) חיכוך מגע Fc בין גזע השסתום לליבת השסתום

סכום המומנטים הוא ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

ניתן לראות שככל שקוטר היציאה גדול יותר, כוח הדחף הצירי גדול יותר. כאשר הוא קרוב למצב סגור, כוח הדחף הצירי קרוב כמעט ללחץ בפועל של רשת הצינורות (בשל P1-P2≈P1, P2=0)

לדוגמה, אם נעשה שימוש בשסתום עצור DN200 על צינור קיטור של 10 בר, רק הפריט הראשון סוגר את כוח הדחיפה הצירי Fa=10×πr2=3140kg, והכוח ההיקפי האופקי הנדרש לסגירה קרוב לפלט ההיקפי האופקי של גוף אדם רגיל. גבול הכוח, ולכן קשה מאוד לאדם אחד לסגור לחלוטין את השסתום בתנאים כאלה.

כמובן שחלק מהמפעלים מציעים להתקין שסתומים כאלה בכיוון ההפוך, מה שפותר את בעיית הקושי בסגירה, אך צצה בעיית הקושי בפתיחה לאחר סגירתם.

ניתוח הסיבות לכך ששסתומי כדור קוטר גדולים מועדים לדליפה פנימית

שסתומי עצירה גדולים-בקוטר משמשים בדרך כלל בשקעי דוודים, תת-צילינדרים ראשיים, צינורות קיטור ראשיים וכו'. לעמדות אלו יש את הבעיות הבאות:

1) בדרך כלל, הפרש הלחץ ביציאת הדוד גדול יחסית, כך שגם קצב זרימת הקיטור גדול יותר, וגם השחיקה והפגיעה במשטח האיטום גדולים יותר. בנוסף, יעילות הבעירה של הדוד לא יכולה להיות 100%, מה שיגרום לאדים ביציאת הדוד לתכולת מים גדולה, מה שעלול לגרום לנזק נקרית וקיוויציה למשטח איטום השסתומים.

2) עבור שסתום הסגירה ליד יציאת הדוד ותת הצילינדר, מכיוון שלקיטור שרק יוצא מהדוד יש תופעת התחממות יתר לסירוגין, בתהליך של רוויה, אם הטיפול בריכוך מי הדוד אינו טוב במיוחד , חלק מהחומצה ישורר לעתים קרובות. חומרים אלקליים יגרמו לקורוזיה ושחיקה למשטח האיטום; חלק מהחומרים הניתנים להתגבש עשויים גם להיצמד למשטח האיטום של השסתום ולהתגבש, מה שגורם לשסתום לא להיסגר בחוזקה.

3) שסתומי הכניסה והיציאה של הצילינדרים, מכיוון שכמות הקיטור לאחר השסתום לפעמים גדולה או קטנה בגלל דרישות ייצור וסיבות אחרות, קל לגרום להבהוב, שקע ותופעות אחרות כאשר קצב הזרימה משתנה מאוד. משטח איטום השסתומים גורם להשפעות מזיקות כגון שחיקה וקוויטציה.

4) בדרך כלל, כאשר פותחים צינור בקוטר גדול, יש לחמם מראש את הצינור, ותהליך החימום מצריך בדרך כלל זרימה קטנה של קיטור לעבור דרכו, כך שהצינור מתחמם לאט ואחיד עד לרמה מסוימת, וכן ניתן לפתוח את שסתום העצירה במלואו כדי למנוע צינור מהיר התרחבות מוגזמת הנגרמת על ידי התחממות, נזק לחלק של חלק החיבור. עם זאת, בתהליך זה, פתח השסתום הוא לעתים קרובות קטן מאוד, מה שגורם לקצב השחיקה להיות גדול בהרבה מהשפעת השימוש הרגיל, ומפחית ברצינות את חיי השירות של משטח איטום השסתום.

פתרונות לפתיחה וסגירה קשים של שסתומי גלובוס גדולים -

1) ראשית, מומלץ לבחור במפוח-שסתום סגירה-אטום כדי למנוע את התנגדות החיכוך של שסתום הבוכנה ושסתום האריזה ולהקל על המעבר.

2) ליבת השסתום והמושב חייבים להיות עשויים מחומרים בעלי עמידות בפני שחיקה ותכונות בלאי טובות, כגון קרביד צמנט סטליט.

3) מומלץ לאמץ מבנה דש שסתום כפול כדי למנוע שחיקה מוגזמת עקב פתח קטן, אשר ישפיע על חיי השירות ואפקט האיטום.