Төмөн температурадагы клапанды колдонуу жана мөөр коюу талаптары, төмөнкү температурадагы клапандын материалын кантип тандоо керек

Төмөн температурадагы клапанды колдонуу жана мөөр коюу талаптары, төмөнкү температурадагы клапандын материалын кантип тандоо керек

2. Төмөн температуранын клапанды мөөр басууга тийгизген таасири
2.1 Металл эмес пломбалык жуптар
Бөлмө температурасында иштеген шар клапандар жана көпөлөктүү клапандар көбүнчө металлдан металл эмес материалды мөөр жуптарын колдонушат. Улам металл эмес материалдардын жогорку ийкемдүүлүгү, мөөр үчүн зарыл болгон өзгөчө басым аз, ошондуктан мөөр жакшы. Бирок, төмөнкү температурада металл эмес материалдардын кеңейүү коэффициенти металлдык материалдарга караганда бир топ чоң болгондуктан, төмөнкү температуранын кичирейиши жана металл пломбалардын, клапандардын жана башка тетиктердин кичирейиши бир топ айырмаланат, бул пломбалоонун өзгөчө басымынын олуттуу төмөндөшү жана пломбалоонун натыйжасы мөөр коюу мүмкүн эмес. Көпчүлүк металл эмес материалдар криогендик температурада катууланып, морт болуп, катуулугун жоготот, натыйжада муздак агым жана стресс бошоңдолот. Мындай резина айнектин температурасынан төмөн температурада ийкемдүүлүгүн толугу менен жоготот, айнек сымал болуп калат, бекемдигин жоготот. Мындан тышкары, резина LNG клапандары үчүн колдонулушу мүмкүн эмес, анткени ал LNG чөйрөсүндө көбүктүн кеңейишине ээ. Ошондуктан, азыркы учурда төмөн температура клапанын долбоорлоодо, жалпы температура -70 ℃ төмөн, мындан ары металл эмес мөөр жардамчы материалдарды же металл эмес материалдарды атайын процесс аркылуу металл жана металл эмес композиттик структура түрүнө колдонбойт.
Чет элдик жазууларга ылайык, кээ бир металл эмес материалдар криогендик абалда жакшы колдонулушу мүмкүн. 1970-жылдары, Irish Alloy Co., LTD компаниясынын жаңы пластмассасы "тайгалак", -269 ° C температурада жакшы бышык болгон, белгилүү бир таасир тийгизген стрессте сынбаган, ультра жогорку молекулалуу полиэтилендин бир түрү болгон. жана олуттуу эскирүүгө туруктуулугун сактап калды. Францияда иштелип чыккан Mylar пластикасы суюк суутектин (-253℃) температурасында дагы эле ийкемдүү. Мурдагы Советтер Союзунун Х.Т.Ломаненконун поликарбонат пломбасынын кармагычы суюк азотто (-196℃) сыналган. Маалыматтар көрсөткөндөй, поликарбонат төмөн температурада жакшы пломбалоочу таасирге ээ.
2.2 Металл пломба жуп
Төмөн температура шартында металл материалдарынын күчү жана катуулугу жогорулайт, пластикалуулугу жана катуулугу төмөндөйт, төмөн температурадагы муздак морттук көрүнүштүн ар кандай даражасын көрсөтүп, клапандын иштешине жана коопсуздугуна олуттуу таасир этет. Төмөн температурада материалдардын аз стресстин морт сынышын болтурбоо үчүн, төмөнкү температурадагы клапандарды долбоорлоодо, ферриттик дат баспас болоттон жасалган материалдар көбүнчө температура -100 ℃ жогору болгондо колдонулат, ал эми температура -100 ℃ төмөн болгондо, клапан колдонулат. корпус, клапан капкагы, клапан сабы жана мөөр басуучу отургуч көбүнчө бет борборлоштурулган куб торчо аустениттик дат баспас болоттон, жезден жана жезден колдонулат эритме, алюминий жана алюминий эритмесин, ж.б.. Бирок алюминий жана алюминий эритмесинин катуулугу жогору болбогондуктан, мөөр бетинин сүрүүгө каршылык жана сүрүүгө туруктуулугу начар, ошондуктан ал сейрек төмөнкү температурадагы клапан колдонулат. Көбүнчө аустениттик дат баспас болоттон жасалган материалдарды колдонуңуз, көбүнчө 0Cr18Ni9, 00Cr17Ni12Mo2 (304, 316L) ж.
Бирок, төмөнкү температура клапан металл мөөр көмөкчү материал катары austenitic дат баспас болоттон жасалган, ошондой эле кээ бир кемчиликтери бар. Бул материалдардын көбү бөлмө температурасында метастабилдүү абалда болгондуктан, температура фазалык өтүү чекитинен (МС) төмөн түшкөндө материалдагы аустенит мартенситке айланат. Мартениттин дененин борборлошкон кубдук торчосунун тыгыздыгы аустениттин бет-центрдүү кубдук торчосунан төмөн болгондуктан, кээ бир көмүртек атомдору дененин борборлоштурулган кубдук торчосунун абалын жөнгө салышкандыктан, торду С огунун өсүүсү боюнча түзүшөт, демек көлөмдүн чоңоюшу өзгөрөт. ички стресстен улам келип чыккан, майдалоодон кийин алгач мөөр бетинин бүчүрлүү деформациясынын мөөр коюу талаптарына жооп бериңиз, натыйжада мөөрдүн бузулушу.
Ар бир бөлүктүн температуралык айырмасынан же ар кандай материалдардын ортосундагы физикалык касиеттердин айырмасынан төмөн температурадагы фазалык трансформациядан келип чыккан пломба бетинин деформациясынын бузулуусунан тышкары, тегиз эмес кичирейүү, температуранын өзгөрүү стресси дагы пайда болот. Стресс материалдын серпилгич чегинен төмөн болгондо, пломба бетинде кайра ийкемдүү бурмалоо пайда болот. Бөлүктүн температуралык стресси материалдын кирешелүүлүгүнүн чегинен ашып кеткенде, тетиктер кайтарылгыс бурмалоого жана деформацияга ээ болот, бул да пломбалоочу беттин бузулушуна алып келет жана пломбалык эффектке таасирин тийгизет.
Төмөнкү температуранын металл пломбалык жупка тийгизген таасирин эске алуу менен, металл пломбалоочу беттин деформациясы аз болушу үчүн тиешелүү чараларды көрүү керек же пломбалоочу беттин деформациясы пломбалоонун натыйжалуулугуна аз таасир этет. Биринчиден, материалдар жагынан, биз металлографиялык структурасынын туруктуулугу жогору материалдарды тандоого аракет кылышыбыз керек (мисалы, 316L, бирок баасы жогору). Экинчиден, корпус үчүн капкак, өзөк, пломба жана бөлүктөрдөн жасалган башка аустениттик материалдар төмөнкү температурада иштетилиши керек, ошондуктан материалдын мартенситтик трансформациясы жана деформациясы финишке чейин толук аткарылат. Төмөн температурада дарылоонун температурасы материалдык фазадагы өзгөрүү температурасынан (MS) төмөн жана клапандын иш жүзүндөгү иштөө температурасынан төмөн болушу керек жана дарылоо убактысы 2 ~ 4h болушу керек. Зарыл болсо, бир нече төмөнкү температура менен дарылоо же тиешелүү карылык дарылоо жүргүзүлүшү мүмкүн. Жогорудагы иш-чаралардан тышкары, структуралык дизайн мөөр бетинин деформациясынын пломбалоонун натыйжалуулугуна тийгизген таасирин азайтуу үчүн да каралышы керек, мисалы, дарбаза клапандарын долбоорлоодо, шарик клапандар жана бабочка клапандары ийкемдүү мөөр түзүлүшүн колдонууну карап чыгышы мүмкүн, ошондуктан теменку температуранын деформациясын жарым-жартылай компенсациялоого болот. Глобус клапаны үчүн конус пломба түзүлүшү керек, андыктан мөөр бетинде төмөн температура деформациясы аз таасир этет.
3. Төмөн температуранын клапандын мөөр басууга тийгизген таасири
3.1 Сабакты таңгактоо
Төмөн температурада резина материалынын кемчиликтеринен жана көпчүлүк металл эмес материалдардын муздак морттук жана олуттуу муздак агымынын көрүнүшүнөн улам, төмөнкү температурадагы клапандын өзөгү менен клапан корпусунун ортосундагы мөөр дизайны мөөр шакекчесинин формасын колдоно албайт. таңгак кутучасынын мөөр түзүлүшүн жана көөрүктүн мөөр түзүлүшүн гана колдонуңуз. Жалпы көөрүктүн мөөрлөрү чөйрөдө колдонулат, издин агып кетишине жол бербейт жана таңгактоо үчүн ылайыктуу эмес, анын бир катмарлуу структурасынын иштөө мөөнөтү өтө кыска, көп катмарлуу структуранын баасы жогору, кайра иштетүү кыйын, ошондуктан жалпысынан андай эмес. колдонулган.
Салгычтын пломба түзүмүн өндүрүү жана иштетүү оңой, тейлөө жана алмаштыруу оңой жана практикалык колдонууда кеңири таралган. Бирок, таңгактын жалпы иштөө температурасы -40 ℃ төмөн болушу мүмкүн эмес. Таңгактын пломбалуу иштешин камсыз кылуу үчүн төмөнкү температурадагы клапандын таңгактоочу кутучасы айлана-чөйрөнүн температурасына жакын шартта иштетилиши керек. Төмөн температурада, температуранын төмөндөшү менен толтургучтун ийкемдүүлүгү акырындык менен жоголуп, агып өтпөгөндүгү төмөндөйт. Таңгактоо жана клапандын өзөгү муз менен шартталган медианын агып кетишинен улам, клапан сабагынын нормалдуу иштешине таасирин тийгизет, бирок ошондой эле клапан сабагынын кыймылынан улам таңгактоо чийилип, олуттуу агып чыгууга алып келет. Ошондуктан, кадимки шарттарда, төмөнкү температурадагы клапан таңгагы 0 ℃ жогору температурада иштеши үчүн талап кылынат, бул узун моюнду клапан капкагынын түзүлүшүн долбоорлоону талап кылат, ошондуктан таңгак кутучасы төмөн температурадагы чөйрөдөн алыс болуп, таңгактарды тандоо керек. төмөн температура өзгөчөлүктөрү менен. Көбүнчө колдонулган толтургучтар политетрафторэтилен, асбест, импрегнацияланган политетрафторэтилен асбест аркан жана ийкемдүү графит болуп саналат, алардын арасында, асбест өткөрүмдүүлүктүн агып кетүүсүнөн кача албагандыктан, политетрафторэтилен сызыктуу кеңейүү коэффициенти абдан чоң, муздак агым кубулушу көбүнчө колдонулган эмес. Ийкемдүү графит - бул эң сонун мөөр материалы, газ, суюктук өткөрбөйт, кысуу ылдамдыгы 40% дан жогору, ийкемдүүлүк 15% дан жогору, стресс релаксация 5% дан аз, төмөнкү бекиткич басым мөөр басылышы мүмкүн. Ал ошондой эле өзүн-өзү майлоочу касиетке ээ, клапан таңгактоосу катары колдонулган таңгактоо жана клапан сабагынын эскиришине натыйжалуу бөгөт коё алат, анын герметикалуулугу салттуу асбест материалына караганда жакшыраак, ошондуктан ал эң сонун пломбалоочу материалдардын бири.
Толтургуч көбүнчө металл эмес материал болгондуктан, сызыктуу кеңейүү коэффициенти металл толтургуч кутуга жана клапан сабына караганда бир топ чоң. Ошондуктан, бөлмө температурасында чогултулган таңгак белгилүү бир температурага түшкөндө, анын жыйрылышы таңгактоо тешигине жана клапан сабына караганда көбүрөөк болот, бул алдын ала жүктөө басымынын төмөндөшүнөн улам агып кетиши мүмкүн. Конструкцияда таңгактоо безинин болтуна дисктин жазгы прокладкаларынын бир нече топтору менен алдын ала жүктөлүшү мүмкүн, андыктан таңгактын пломбалуу эффектин камсыз кылуу үчүн төмөнкү температурада таңгактын алдын ала жүктөө күчү үзгүлтүксүз компенсацияланышы мүмкүн.
Америка Кошмо Штаттарынын Гарлок компаниясы тарабынан өндүрүлгөн аз агып турган бириктирилген сөңгөк таңгагы, аягы шакек көмүртек буласынан өрүлгөн диск тамырынан жасалган, мөөр шакеги жогорку тазалыктагы алмаз текстурасынын графит тилкесин калыптандыруудан жасалган, чөйчөк жана конус түзүмү жана радиалдык кеңейүү аркылуу мүнөздөмөлөрү, мөөрлөнүү иштеши жакшырат.
Сабактын материалынын төмөнкү температурадагы деформациясы таңгактын пломбалуулугуна да таасирин тийгизет. Демек, клапан корпусу, клапан капкагы, мөөр басуучу кошумча материалдар сыяктуу эле, төмөнкү температура деформациясы аз болушу үчүн, бутак бүткөндөн кийин криогендик иштетүү керек. Мындан тышкары, криогендик өзөк материалында колдонулган аустениттик дат баспас болоттон жасалган беттин катуулугун жогорулатуу үчүн жылуулук менен иштетүү мүмкүн болбогондуктан, сабак менен таңгактын ортосундагы муун бири-бирин көгөрүп, таңгактан агып кетиши мүмкүн. Ошондуктан, сабактын бети катуу хром же нитрид менен капталган болушу керек, беттин катуулугун жогорулатуу.
3.2 Ортоңку фланец прокладкасы
Клапандын ортоңку фланецтик пломбасы да, фланецти туташтыруучу клапандын тышкы байланышы да жалпысынан прокладка түрүндө болот. Төмөн температурада прокладка материалы катууланып, пластикалыкты азайта тургандыктан, төмөнкү температурадагы клапандар үчүн прокладка жогорку талаптарга ээ. Кадимки температурада, төмөнкү температурада жана температуранын өзгөрүшүндө ишенимдүү мөөр басууга жана калыбына келтирүүгө ээ болушу керек. Төмөнкү температуранын прокладканын мөөрүнүн иштешине тийгизген таасири ар тараптуу каралышы керек.
Көбүнчө колдонулган прокладка мөөр басуу формаларына ылайык, болттун узундугу, прокладканын жана фланецтин калыңдыгы температуранын төмөндөшү менен кичирейет. Төмөн температурада ишенимдүү прокладка мөөр басууну камсыз кылуу үчүн, ал аткарылышы керек
Δ HT3 Δ HT – Δ HT1 – Δ H1 териңиз
ΔH1 — Болттордун түзүлүшүнүн тартылуу деформациясы, мм
Δ H1 = 1 / E1H сигмасы
ΔHT1 — ΔT температура диапазонунда болттун кичирейиши, мм
Δ HT1 Δ T = H альфа 1
ΔHT — ΔT температура зонасында прокладканын кичирейиши, мм
Δ HT = alpha 2 Δ h T
ΔHT3 — ΔT температура зонасында үстүнкү жана төмөнкү фланецтердин кичирейиши, мм
Δ HT3 = альфа 3 Δ T1 (H – H)
σ1 — Болтту алдын ала жүктөө, Н/мм
E1 — болттун ийкемдүү модулу, Н/мм
α1, α2, α3 — тиешелүүлүгүнө жараша болт, прокладка жана фланец материалдарынын сызыктуу кеңейүү коэффициенти, мм/м
H, H – мм
Прокладка пломба бөлмө температурасынан долбоорлонгон жумушчу төмөнкү температурага жеткенде, жогорку жана төмөнкү фланецтердин жыйрылышынын жана прокладканын жыйрылышынын суммасы болттун кичирейүүсүнүн жана болттун тартылуу деформациясынын суммасынан аз болушу керек. монтаждоо, прокладка дагы эле жумушчу температурада алдын ала жүктөөнүн бир бөлүгүнө ээ болушун камсыз кылуу жана мөөр басуу жөндөмүн сактоо үчүн.
Демек, долбоорлоодо төрт аспект каралышы керек. ① Болт сызыктуу кеңейүү коэффициенти чоңураак материалдан жасалган, ал төмөнкү температурада чоңураак кичирейет. ② Фланец ΔHT3ти азайтуу үчүн сызыктуу кеңейүү коэффициенти кичирээк материалдан жасалган. ③ Прокладканын калыңдыгын азайтыңыз жана прокладка катары кичинекей сызыктуу кеңейүү коэффициенти бар материалды колдонуңуз. (4) Болттордун тартылуу деформациясын жогорулатуу.
-100 ℃ төмөн температурадагы клапандар үчүн корпустун материалы жана болттун материалы көбүнчө аустениттик дат баспас болоттон жасалган, сызыктуу кеңейүү коэффициенти бирдей, ошондуктан тиешелүү прокладка материалын тандоо жана болттордун тартылуу деформациясын жогорулатуу маанилүү. Идеалдуу төмөнкү температурадагы прокладка материалы, бөлмө температурасында анын катуулугу төмөн, төмөнкү температурада ийкемдүүлүк жакшы болушу мүмкүн, сызыктуу кеңейүү коэффициенти кичинекей жана белгилүү бир механикалык күчкө ээ. Практикалык колдонмолордо көбүнчө асбест же политетрафторэтилен же ийкемдүү графит менен толтурулган дат баспас болоттон жасалган лентадан жасалган орогуч прокладкалар колдонулат жана ийкемдүү графиттен жана дат баспас болоттон жасалган орогуч прокладкалардын пломбалоочу эффектиси идеалдуу. Болттун чоюлуу деформациясынын жогорулашына келсек, болтту орнотуунун алдын ала жүктөө чегинен улам, көбөйгөн маржа көп эмес, андыктан дисктин пружинасын компенсациялоо үчүн коюуга болот.