ข่าว - วาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์คู่ประสิทธิภาพสูง

การแนะนำ

ในกระบวนการผลิตทางเคมีสมัยใหม่ การกลั่นน้ำมันและก๊าซ และเครือข่ายท่ออุตสาหกรรมหนัก ความต้องการวาล์วแยกส่วนขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบาได้ผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในข้อกำหนด วาล์วประตูและวาล์วบอลเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการปิดกั้นที่แน่นหนามานานแล้ว แต่น้ำหนัก ขนาด และต้นทุนการทำงานที่เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่เป็นอุปสรรคทางเศรษฐกิจที่แท้จริง การตอบสนองของอุตสาหกรรมคือวาล์วผีเสื้อประสิทธิภาพสูง.

ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ ได้แก่วาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์คู่วาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์สองด้าน (หรือที่เรียกอีกอย่างว่า double-offset butterfly valve) ได้กลายเป็นมาตรฐานทางวิศวกรรมสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับแรงดันสูง อุณหภูมิสูง และสารระเหยง่าย เมื่อนำไปใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรคาร์บอนอันตราย การบูรณาการเทคโนโลยีการปิดผนึกที่ตรวจสอบได้ว่าปลอดภัยจากไฟไหม้จึงไม่ใช่ทางเลือก แต่เป็นข้อกำหนดที่ต้องปฏิบัติตามเพื่อปกป้องบุคลากรและป้องกันอุบัติเหตุร้ายแรงในโรงกลั่น

1. เรขาคณิตของการจัดวางแบบดับเบิลออฟเซ็ต

วาล์วผีเสื้อแบบศูนย์กลางมาตรฐาน—ซึ่งเพลาผ่านตรงกลางระหว่างแผ่นและที่นั่งวาล์ว—ประสบปัญหาการสัมผัสที่มีแรงเสียดทานสูงอย่างต่อเนื่องตลอดการหมุน 90° ส่งผลให้ที่นั่งวาล์วสึกหรออย่างรวดเร็ว เกิดการฉีกขาดเฉพาะจุด และแรงบิดในการทำงานสูงขึ้น

วาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์คู่แก้ปัญหาแรงเสียดทานนี้ด้วยการเยื้องศูนย์ทางเรขาคณิตที่แตกต่างกันสองแบบ:

ออฟเซ็ตแรกแกนหมุนจะอยู่ด้านหลังระนาบการปิดผนึกของที่นั่งวาล์ว これにより、360° のフロット ...�容易になります。

ออฟเซ็ตที่สองแกนหมุนนั้นเยื้องไปจากแนวกึ่งกลางของท่อ

วาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์คู่ประสิทธิภาพสูง ทนไฟ - แผนภาพโครงสร้าง - NSW VALVE

เอฟเฟกต์แคมมิง

เมื่อรวมกันแล้ว การทำงานที่เบี่ยงเบนทั้งสองนี้ทำให้เกิดสิ่งที่วิศวกรเรียกว่าการทำงานแบบคล้ายลูกเบี้ยว เมื่อวาล์วเริ่มเปิด แผ่นดิสก์จะยกตัวออกจากที่นั่งภายในระยะการหมุน 1 ถึง 3 องศาแรก ในช่วงการเคลื่อนที่ของวาล์วประมาณ 95% แทบจะไม่มีการสัมผัสระหว่างแผ่นดิสก์กับที่นั่งเลย แรงเสียดทานลดลง แรงบิดในการทำงานลดลง และอายุการใช้งานของที่นั่งที่ทำจากอีลาสโตเมอร์หรือพอลิเมอร์อ่อน เช่น PTFE และ RTFE ก็ยาวนานขึ้นอย่างมาก

ข้อมูลภาคสนามบ่งชี้ว่า วาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์คู่ที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม มักมีอายุการใช้งาน 15 ถึง 20 ปี ในการใช้งานที่มีแรงดันปานกลาง โดยบางแบบอาจมีอายุการใช้งานเกิน 1 ล้านรอบการทำงาน การลดแรงเสียดทานยังส่งผลให้ความถี่ในการบำรุงรักษาลดลงด้วย โดยทั่วไปอายุการใช้งานของที่นั่งวาล์วจะยาวนานกว่าแบบเยื้องศูนย์เดี่ยวถึงสามถึงห้าเท่า

2. การออกแบบที่นั่งกันไฟ

ในโรงกลั่นปิโตรเลียมและเคมีภัณฑ์ ส่วนประกอบท่อต้องคงไว้ซึ่งความสามารถในการปิดผนึกแม้ในขณะที่ถูกไฟไหม้ล้อมรอบอย่างเต็มที่ การบรรลุสถานะที่ปลอดภัยจากอัคคีภัยอย่างแท้จริงนั้น จำเป็นต้องใช้การออกแบบแบบสองที่นั่งที่มีความเชี่ยวชาญสูง

ระบบที่นั่งกันไฟประกอบด้วยองค์ประกอบการปิดผนึกสองส่วนที่ทำงานตามลำดับ:

การทำงานปกติ (เน้นซีลอ่อน):

ภายใต้สภาวะการทำงานมาตรฐาน ซีลยาง PTFE, RTFE หรือ Devlon ที่มีความยืดหยุ่นสูงจะทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบการซีลหลัก โดยจะประกบเข้ากับขอบแผ่นดิสก์อย่างสมบูรณ์เพื่อให้ปิดสนิทปราศจากฟองอากาศตามข้อกำหนด API 598 หรือ ISO 5208 Rate A ในโหมดนี้ วาล์วจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยปราศจากการรั่วไหล

การสัมผัสกับไฟ (ซีลโลหะทำงาน):

เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงเกินประมาณ 540°C (1,000°F) ในระหว่างเกิดเพลิงไหม้ในโรงงาน วาล์วหลักที่เป็นวัสดุอ่อนจะอ่อนตัว สลายตัว และในที่สุดก็จะไหม้หมดไป ณ จุดนี้ วาล์วรองที่เป็นโลหะซึ่งรับแรงกดไว้ล่วงหน้า—โดยทั่วไปทำจาก Inconel 718 หรือ 625—จะโก่งตัวภายใต้แรงดันในท่อและปิดผนึกกับขอบของแผ่นดิสก์ ทำให้เกิดเป็นกำแพงโลหะต่อโลหะ บางแบบใช้ RPTFE เป็นวาล์วหลักร่วมกับ Inconel 625 เป็นวาล์วสำรอง ซึ่งได้รับการรับรองตามมาตรฐาน API 607 ฉบับที่ 6

ชั้นกั้นโลหะรองนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าตรงตามมาตรฐานการทดสอบความทนไฟที่เข้มงวด รวมถึง API 607 และ ISO 10497 (เดิมคือ BS 6755 ส่วนที่ 2) API 607 กำหนดให้ต้องมีการเปิดและปิดวาล์วระหว่างการทดสอบความทนไฟ เพื่อตรวจสอบว่ากลไกยังคงทำงานได้แม้ในขณะที่ถูกเปลวไฟล้อมรอบ การทดสอบจะให้วาล์วสัมผัสกับอุณหภูมิ 750–1,000°C เป็นเวลา 30 นาที โดยมีการกำหนดขีดจำกัดการรั่วไหลทั้งในระหว่างช่วงการสัมผัสไฟและช่วงการระบายความร้อนหลังไฟไหม้

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ การรับรองความปลอดภัยจากอัคคีภัยนั้นใช้กับการออกแบบวาล์วโดยรวม ไม่ใช่ตัววาล์วแต่ละตัว เมื่อการออกแบบผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน API 607 แล้ว วาล์วทุกตัวในกลุ่มการออกแบบนั้นจะได้รับการรับรองโดยไม่ต้องทำการทดสอบความปลอดภัยจากอัคคีภัยแยกต่างหาก

วาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์คู่ประสิทธิภาพสูง - โครงสร้างที่นั่งวาล์วกันไฟ NSW VALVE

3. วาล์วผีเสื้อแบบศูนย์กลางประสิทธิภาพสูงเทียบกับแบบศูนย์กลางมาตรฐาน

ผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อที่ประเมินแบบแปลนระบบสาธารณูปโภคบางครั้งอาจถูกล่อใจให้ระบุวาล์วผีเสื้อแบบศูนย์กลางร่วมที่ประหยัดงบประมาณ อย่างไรก็ตาม ท่อส่งที่มีแรงดันสูงและใช้งานหนักต้องการความแข็งแรงทนทานทางกลของวาล์วผีเสื้อประสิทธิภาพสูง

เมตริกทางวิศวกรรม	วาล์วผีเสื้อแบบศูนย์กลางร่วม	วาล์วผีเสื้อประสิทธิภาพสูง (แบบเยื้องศูนย์สองด้าน)
กลไกการปิดผนึก	แผ่นดิสก์บีบเข้าไปในซับในอีลาสโตเมอร์	กลไกการทำงานของลูกเบี้ยว—แผ่นดิสก์ยกขึ้นและลงจากที่นั่ง
ระดับแรงดันสูงสุด	รองรับแรงดันได้ถึงระดับ Class 150 (โดยทั่วไป 150–200 PSI)	ทนแรงดันได้ถึงระดับ ASME Class 600 (1,480 PSI)
ช่วงอุณหภูมิ	−10°C ถึง 120°C (ขีดจำกัดของแผ่นยางรอง)	อุณหภูมิเยือกแข็ง −196°C ถึง 600°C (ที่นั่งโลหะ)
การสึกหรอของเบาะ	แรงเสียดทานสูง—ต่อเนื่องตลอดการหมุน	ต่ำมากเป็นพิเศษ—มีแรงเสียดทานเฉพาะตอนปิดสนิทเท่านั้น
บริการสำหรับสารละลายข้นและของเหลวหนืด	คุณภาพต่ำ—วัสดุบุรองที่เป็นยางยืดมีแนวโน้มที่จะฉีกขาดและเกิดการสะสมของคราบสกปรก	ยอดเยี่ยม—การจัดเรียงแบบออฟเซ็ตคู่ช่วยกวาดสื่อออกจากซีล
การปล่อยมลพิษที่รั่วไหล	การบรรจุก้านแบบจำกัด—มาตรฐาน	ได้รับการรับรองตามมาตรฐาน API 641 และ ISO 15848-1
การซีลแบบสองทิศทาง	ทิศทางสองทางอย่างสมบูรณ์	เบาะนั่งนุ่ม ปรับได้สองทิศทาง

มาตรฐาน API 641 ซึ่งเผยแพร่ครั้งแรกในปี 2016 กำหนดหลักเกณฑ์การทดสอบการรั่วไหลของก๊าซสำหรับวาล์วแบบหมุน 90 องศา รวมถึงวาล์วแบบผีเสื้อ วาล์วบอล และวาล์วปลั๊ก โดยกำหนดให้ทำการทดสอบด้วยรอบการทำงานเชิงกล 610 รอบ และรอบการทำงานเชิงความร้อน 3 รอบ พร้อมทั้งการวัดแบบไดนามิกและแบบสแตติก

4. การกำหนดขนาดของแอคชูเอเตอร์และผลกระทบด้านต้นทุน

เนื่องจากรูปทรงแบบเยื้องศูนย์สองด้านช่วยขจัดแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในแบบศูนย์กลางร่วม จึงทำให้ลักษณะแรงบิดของวาล์วเปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิง

ในวาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์คู่ แรงบิดสูงสุดจะเกิดขึ้นเฉพาะในช่วง 5 องศาสุดท้ายของการปิด ซึ่งวิศวกรเรียกว่า...แรงบิดที่นั่งแรงบิดขณะหมุน—แรงที่จำเป็นในการหมุนแผ่นดิสก์จนครบช่วงที่เหลือของการหมุน—นั้นต่ำมากเป็นพิเศษ

สำหรับวงจรการทำงานอัตโนมัติ รูปแบบแรงบิดนี้จะให้ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจอย่างมาก:

• แอคชูเอเตอร์ขนาดเล็กกว่าคุณสามารถลดขนาดแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกหรือมอเตอร์ไฟฟ้าแบบหลายรอบได้ 20% ถึง 35% เมื่อเทียบกับวาล์วบอลหรือวาล์วแบบศูนย์กลางที่กำหนดสเปคไม่ดี บางแหล่งข้อมูลรายงานว่าความต้องการแรงบิดต่ำกว่าวาล์วผีเสื้อแบบมาตรฐานถึง 30% ถึง 50%

•ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม: ตัวขับเคลื่อนที่มีขนาดเล็กกว่าจะส่งผลให้ฐานรองท่อมีน้ำหนักเบาลง และต้นทุนในการรองรับโครงสร้างสำหรับชั้นวางท่อลดลงโดยตรง

•ลดการใช้พลังงานแอคชูเอเตอร์แบบใช้สปริงดึงกลับด้วยระบบลมต้องการปริมาณลมควบคุมน้อยกว่า ซึ่งช่วยลดภาระการใช้พลังงานโดยรวมของสถานีคอมเพรสเซอร์

แนวทางปฏิบัติในการเลือกแอคชูเอเตอร์: หากวาล์วต้องการแรงบิด 80 นิวตันเมตร ควรเลือกแอคชูเอเตอร์ที่มีขนาด 100 นิวตันเมตรขึ้นไป โดยคำนึงถึงปัจจัยด้านความปลอดภัย คุณลักษณะแรงบิดต่ำของวาล์วแบบเยื้องศูนย์คู่หมายความว่า ปัจจัยด้านความปลอดภัยนี้มักจะสามารถใช้กับฐานที่เล็กกว่าที่จำเป็นสำหรับวาล์วแบบศูนย์กลางได้

5. การเลือกวัสดุและข้อควรพิจารณาในการใช้งาน

วาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์คู่มีความอเนกประสงค์ครอบคลุมสภาวะการใช้งานที่หลากหลาย ตราบใดที่เลือกใช้วัสดุอย่างเหมาะสม

วัสดุตัวถัง:

ตัวเลือกทั่วไป ได้แก่ เหล็กดัด เหล็กหล่อ (WCB) และเหล็กกล้าไร้สนิม (CF8M) สำหรับการใช้งานในสารเคมีรุนแรงและน้ำทะเล จะมีเหล็กกล้าซูเปอร์ดูเพล็กซ์และโลหะผสมนิกเกลให้เลือกใช้

ตัวเลือกที่นั่ง:

ซีลแบบอ่อน (PTFE, RTFE, Devlon) ให้การปิดผนึกที่แน่นสนิทสำหรับงานกระบวนการทั่วไป ซีลโลหะ (Inconel, Stellite) ขยายขีดความสามารถด้านอุณหภูมิได้ถึง 600°C และปลอดภัยจากไฟไหม้โดยธรรมชาติ

วัสดุแผ่นดิสก์:

ตัวเลือกมีตั้งแต่เหล็กหล่อเหนียวเคลือบอีพ็อกซี ไปจนถึงเหล็กกล้าไร้สนิม SS304, SS316 และเหล็กกล้าดูเพล็กซ์

สำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น กากแร่ เถ้าลอย หรือบอกไซต์ วาล์วแบบเยื้องศูนย์คู่มีข้อได้เปรียบเหนือวาล์วแบบศูนย์กลางเดียวกัน เนื่องจากกลไกการทำงานของลูกเบี้ยวในแผ่นดิสก์จะกวาดสารละลายออกจากบริเวณรอยต่อ ลดการติดของอนุภาคและความเสียหายของที่นั่งวาล์ว สำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับ LNG ในอุณหภูมิต่ำมาก วัสดุที่ผ่านการบำบัดเป็นพิเศษและกระบวนการทำความเย็นอย่างล้ำลึกช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือที่อุณหภูมิต่ำถึง −196°C

ร่วมมือกับ NSW: Engineering Confidence

ไม่ว่าคุณจะออกแบบโรงกลั่นปิโตรเคมี แท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง หรือหน่วยประมวลผลทางเคมีที่สำคัญ การเลือกคุณสมบัติของวาล์วที่ถูกต้องจะเป็นตัวกำหนดระยะเวลาการทำงานและประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของโรงงานในระยะยาว

ที่บริษัท NSW VALVE (nswvalve.comเราผลิตวาล์วผีเสื้อแบบเยื้องศูนย์คู่ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน API 607 ป้องกันอัคคีภัย และออกแบบมาเพื่อรองรับสภาวะการทำงานในโรงงานที่ต้องการความแม่นยำสูง โรงงานผลิตของเราได้มาตรฐาน ISO โดยใช้กระบวนการตรวจสอบวัสดุเชิงบวก (PMI) การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (NDE) และการตัดเฉือนด้วยเครื่อง CNC ที่แม่นยำ เพื่อส่งมอบวาล์วที่มีประสิทธิภาพการรั่วซึมเป็นศูนย์ แรงบิดในการทำงานต่ำ และสามารถตรวจสอบย้อนกลับทางโลหะวิทยาได้อย่างสมบูรณ์

เรามีวาล์วให้เลือกหลายแบบ ได้แก่ แบบนุ่มสำหรับปิดสนิทกันรั่วซึม แบบทนไฟสำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับสารไฮโดรคาร์บอน และแบบโลหะสำหรับงานที่อุณหภูมิสูง โดยทุกแบบสามารถเลือกใช้ระบบการทำงานได้ทั้งแบบมือ แบบเฟือง แบบลม หรือแบบไฟฟ้า

ติดต่อทีมวิศวกรของเราได้ที่nswvalve.comติดต่อเราได้วันนี้เพื่อส่งเอกสารข้อมูลจำเพาะของคุณ พูดคุยเกี่ยวกับการกำหนดค่าโลหะผสมแบบกำหนดเอง (เช่น ซูเปอร์ดูเพล็กซ์หรือโมเนล) หรือขอรายงานการทดสอบ API 607 อย่างเป็นทางการของเรา