Normes de disseny de vàlvules de boles flotants

Normes de disseny bàsic per a vàlvules de bola flotant

1. Normes internacionals

- API 607: Especifica els requisits de seguretat contra incendis per a les vàlvules de bola, requerint que es mantinguin segellades després de l'exposició a una flama de 650 graus durant 30 minuts (consulteu l'API 607, 7a edició).

- ISO 17292: defineix les dimensions i la pressió - valoracions de temperatura de les vàlvules de bola metàl·lica. Per exemple, s’ha de classificar una vàlvula DN50 per a PN40 (aproximadament 580 psi).

- ASME B16.34: Defineix els estàndards de càlcul del material i de la paret per a la pressió de la vàlvula - que contenen parts. Per exemple, el gruix mínim de la paret d’un cos de vàlvula d’acer de carboni ha de ser superior o igual a 4,8 mm (per al servei de classe 300).

2. Indústria - Especificacions específiques

- La indústria del petroli i el gas ha de complir els requisits de disseny complet de l'API 6D -, amb una desviació de diàmetre de ruta de flux superior a ± 1%.

- La indústria alimentària i farmacèutica utilitza FDA - Materials de segellat PTFE aprovats per evitar la contaminació dels mitjans.

Punts de disseny clau i estratègies d’optimització

1. Millora del rendiment de segellat

- Selecció del material: segells durs (com el carbur de tungstè) són adequats per a temperatures altes (menys o iguals a 550 graus) i altes pressions (menys o iguals a 2500 psi), mentre que els segells suaus (PTFE) s’utilitzen en aplicacions de temperatura baixa - (-50 graus fins a 200 graus) i on es requereix fricció baixa.

- Disseny prèvia: la interferència entre la bola i el seient de la vàlvula es controla normalment dins de 0,05-0,1 mm. La interferència excessiva pot provocar un augment del parell de funcionament (dades mesurades: una interferència de 0,1 mm en una vàlvula DN80 augmenta el parell un 35%).

2. Equilibri de l'estructura i la força lleugers

- La tecnologia d’optimització de topologia pot reduir el pes d’un 15% -20% (exemple: L’anàlisi d’elements finits es va utilitzar per reduir el gruix de la paret d’una vàlvula DN150 de 12mm a 9,5 mm, mentre que encara complia els requisits de la classe 600 ASME B16.34).

- El diàmetre de la tija d’una vàlvula de bola flotant s’ha de calcular segons la fórmula de parell: $$ d=\\ sqrt [3] {\\ frac {16t} {\\ pi \\ tau}} $$ (t és un parell, τ és la força de la cisalla de materials, τ≈205 mPa per a 304 stap inoxidable).

3. Special Anti - Disseny de fuites

- Efecte de doble pistó (DPE) Seient de la vàlvula: millora automàticament el segellat quan la pressió de canonades és anormal, amb una velocitat de fuita inferior o igual a 10⁻⁶ cc/sec (en compliment de la classe A ISO 5208 de classe A).

- anti - Dispositiu estàtic: assegura que la resistència entre la bola i el cos de la vàlvula és<10Ω (refer to API 6D Section 8.3.2) to avoid the risk of sparks.

Solucions a problemes típics

- bola enganxada a High - Media Viscosity: Spray Wc - CO recobriment (duresa superior o igual a 70 HRC) a la superfície de la bola per reduir el coeficient de fricció fins a per sota de 0,1.

- Esquerda trencadissa de baixa temperatura: el cos de la vàlvula d’acer inoxidable austenític ha de ser tractat criogènicament (immers en nitrogen líquid a -196 graus durant 2 hores) i l’energia d’impacte ha de ser superior o igual a 27J (estàndard ASTM A352 LCB).