1.ملخص
يستخدم الصمام الكروي على نطاق واسع في ظروف العمل المختلفة بسبب هيكله البسيط ومساحة التثبيت الصغيرة والاعتماد على القوة المتوسطة للختم وعدم التأثر بالقوة الدافعة الخارجية. في الوقت الحالي،الصمامات الكروية المبردةتستخدم بشكل شائع في محطات استقبال الغاز الطبيعي المسال. يمثل الصمام الكروي المبرد 80٪ من عدد الصمامات في محطة استقبال الغاز الطبيعي المسال بالكامل. هناك ظاهرة تسرب داخلي للصمامات الكروية المبردة المستخدمة. يتم تحليل العوامل التي تؤثر على إحكام إغلاق الصمامات الكروية في هذه المقالة بناءً على معايير تصميم الصمامات المبردة والنظرية الأساسية لأداء إحكام الصمام.
2.معايير التصميم
يواجه تصميم وتصنيع صمامات درجات الحرارة المنخفضة للغاية سلسلة من المشكلات الفنية بسبب ظروف العمل المنخفضة للغاية ، مثل اختيار المواد ، وختم درجة الحرارة المنخفضة ، والتصميم الهيكلي ، ومعالجة المحاليل ، والمعالجة المبردة ، والعزل الحراري ، وفحص الجودة ، والصيانة ، السلامة ، إلخ. لهذا السبب ، هناك سلسلة من المعايير الصارمة لتصميم. دوليًا ، معيار BS6364الصمامات المبردةو MSSSP-134متطلبات الصمامات المبردة وجسم الصمام وملحقات بونيهتعتمد بشكل رئيسي. تم تحديد النقاط والقواعد الأساسية لتصميم وتصنيع الصمامات المبردة بالكامل. معيار JB / T7749 منالشروط الفنية للصمامات المبردةتم تحريره بناءً على BS6364الصمامات المبردة.
عند تصميم الصمامات المبردة ، بالإضافة إلى اتباع المبادئ العامة لتصميم الصمام ، يجب تلبية المتطلبات الخاصة التالية لتصميم الصمامات المبردة وفقًا لشروط الاستخدام:
① يجب ألا يصبح الصمام مصدر حرارة مهمًا لنظام التبريد. هذا لأن تدفق الحرارة لا يقلل فقط من الكفاءة الحرارية ، ولكن أيضًا يجعل السائل الداخلي يتبخر بسرعة إذا كان التدفق أكثر من اللازم ، مما يتسبب في ارتفاع ضغط غير طبيعي وخطر.
② لا ينبغي أن يتسبب متوسط درجة الحرارة المنخفضة في حدوث آثار ضارة على تشغيل العجلات اليدوية وأداء إغلاق العبوة.
③ يجب أن يكون لمجموعة الصمام التي تتصل مباشرة بالوسائط المبردة هيكل مقاوم للانفجار والوقاية من الحرائق.
④ لا يمكن تشحيم مجموعة الصمام التي تعمل في درجات حرارة منخفضة ، لذلك يجب اتخاذ تدابير هيكلية لمنع أجزاء الاحتكاك من الخدش.
في عملية تصميم الصمامات المبردة ، بالإضافة إلى مراعاة المتطلبات العامة ، على سبيل المثال ، سعة التدفق للصمام المبرد ، يجب أيضًا مراعاة بعض المؤشرات الأخرى من أجل تقييم المستوى التقني للصمام المبرد بشكل أفضل. عادة ما يتم تقييم المستوى الفني للصمامات المبردة عن طريق قياس ما إذا كان استهلاك الطاقة معقولاً.
أداء العزل الحراري للصمامات المبردة
② أداء تبريد الصمامات المبردة
أداء عمل فتح وإغلاق أختام الصمامات المبردة
④ شرط أن سطح الصمامات المبردة لا يتجمد.
هناك فرق كبير بين بيئة عمل الصمامات المبردة والصمامات العامة. في عملية تصميم وتصنيع وفحص الصمامات المبردة ، بالإضافة إلى الامتثال للقواعد العامة لتصميم الصمامات وتصنيعها وفحصها ، يجب الانتباه أيضًا إلى البيئة التي يوجد بها الصمامات المبردة وإجراء التعديلات المناسبة.
3.النظريات الأساسية
العوامل الرئيسية التي تؤثر على ختم الصمامات هي هيكل أزواج الختم ، والضغط المحدد لأسطح الختم ، والخصائص الفيزيائية للوسائط وجودة أزواج الختم. ومع ذلك ، فقط من خلال الفهم الكامل لمبدأ الختم للصمام والنظر الكامل للعوامل المختلفة التي تؤثر على أداء الختم ، يمكن منع التسرب وضمان الختم الجيد.
خذ ختم الطائرة كمثال لدراسة مشكلة الختم لوصلة سطح الختم ، واشرح بإيجاز مبدأ الختم. يظهر مبدأ وصلة الختم في الشكل 1. الحاوية مملوءة بسائل وغاز بضغط معين ومختومة بلوحة غلاف. القوة المؤثرة للضغط الساكن للوسط في الحاوية هي: FJ = A × P.
في الصيغة ، FJ هي القوة المتوسطة (N). تمثل A مساحة الوسيط الذي يعمل على لوحة الغلاف ، (mm2). P تعني الضغط الساكن للوسط الموجود في الحاوية ، (MPa).
من أجل الحفاظ على لوحة الغطاء في الموضع الموضح في الشكل ، يجب تطبيق قوة خارجية تساوي FJ في الاتجاه الرأسي لسطح التلامس بين الحاوية ولوحة الغطاء ، بحيث يمكن إغلاق الوجوه النهائية فقط . فقط عندما يكون سطح الختم مستويًا مثاليًا ، فلن يمر الوسيط عبر أسطح الترابط. من أجل ضمان إحكام إغلاق سطح التلامس ، يجب إنشاء قوة تفاعل بين أسطح الختم ، أي يجب ضغط لوحة الغطاء بإحكام على الحاوية. عندما تكون قوة التمثيل F أكبر من FJ ، سيتم إنشاء ضغط معين معين على سطح الختم المشترك ، وسيتم تشويه التسطح الموجود على المستوى بالضغط المحدد. إذا كان التشوه ضمن الحدود المرنة للمواد ولم يكن هناك الكثير من التشوه المتبقي ، فعند تطبيق القوة F على سطح التلامس ، يمكن ضمان أداء الختم. بالإضافة إلى الضغط المحدد للسداد ، فإن العوامل التي تضمن إحكام التوصيل تشمل أيضًا هيكل الختم ، ولكن في هذه السلسلة من العوامل ، يلعب الضغط المحدد بين أسطح الختم دورًا رئيسيًا.
يستخدم الصمام الكروي على نطاق واسع في ظروف العمل المختلفة بسبب هيكله البسيط ومساحة التثبيت الصغيرة والاعتماد على القوة المتوسطة للختم وعدم التأثر بالقوة الدافعة الخارجية. في الوقت الحالي،الصمامات الكروية المبردةتستخدم بشكل شائع في محطات استقبال الغاز الطبيعي المسال. يمثل الصمام الكروي المبرد 80٪ من عدد الصمامات في محطة استقبال الغاز الطبيعي المسال بالكامل. هناك ظاهرة تسرب داخلي للصمامات الكروية المبردة المستخدمة. يتم تحليل العوامل التي تؤثر على إحكام إغلاق الصمامات الكروية في هذه المقالة بناءً على معايير تصميم الصمامات المبردة والنظرية الأساسية لأداء إحكام الصمام.
2.معايير التصميم
يواجه تصميم وتصنيع صمامات درجات الحرارة المنخفضة للغاية سلسلة من المشكلات الفنية بسبب ظروف العمل المنخفضة للغاية ، مثل اختيار المواد ، وختم درجة الحرارة المنخفضة ، والتصميم الهيكلي ، ومعالجة المحاليل ، والمعالجة المبردة ، والعزل الحراري ، وفحص الجودة ، والصيانة ، السلامة ، إلخ. لهذا السبب ، هناك سلسلة من المعايير الصارمة لتصميم. دوليًا ، معيار BS6364الصمامات المبردةو MSSSP-134متطلبات الصمامات المبردة وجسم الصمام وملحقات بونيهتعتمد بشكل رئيسي. تم تحديد النقاط والقواعد الأساسية لتصميم وتصنيع الصمامات المبردة بالكامل. معيار JB / T7749 منالشروط الفنية للصمامات المبردةتم تحريره بناءً على BS6364الصمامات المبردة.
عند تصميم الصمامات المبردة ، بالإضافة إلى اتباع المبادئ العامة لتصميم الصمام ، يجب تلبية المتطلبات الخاصة التالية لتصميم الصمامات المبردة وفقًا لشروط الاستخدام:
① يجب ألا يصبح الصمام مصدر حرارة مهمًا لنظام التبريد. هذا لأن تدفق الحرارة لا يقلل فقط من الكفاءة الحرارية ، ولكن أيضًا يجعل السائل الداخلي يتبخر بسرعة إذا كان التدفق أكثر من اللازم ، مما يتسبب في ارتفاع ضغط غير طبيعي وخطر.
② لا ينبغي أن يتسبب متوسط درجة الحرارة المنخفضة في حدوث آثار ضارة على تشغيل العجلات اليدوية وأداء إغلاق العبوة.
③ يجب أن يكون لمجموعة الصمام التي تتصل مباشرة بالوسائط المبردة هيكل مقاوم للانفجار والوقاية من الحرائق.
④ لا يمكن تشحيم مجموعة الصمام التي تعمل في درجات حرارة منخفضة ، لذلك يجب اتخاذ تدابير هيكلية لمنع أجزاء الاحتكاك من الخدش.
في عملية تصميم الصمامات المبردة ، بالإضافة إلى مراعاة المتطلبات العامة ، على سبيل المثال ، سعة التدفق للصمام المبرد ، يجب أيضًا مراعاة بعض المؤشرات الأخرى من أجل تقييم المستوى التقني للصمام المبرد بشكل أفضل. عادة ما يتم تقييم المستوى الفني للصمامات المبردة عن طريق قياس ما إذا كان استهلاك الطاقة معقولاً.
أداء العزل الحراري للصمامات المبردة
② أداء تبريد الصمامات المبردة
أداء عمل فتح وإغلاق أختام الصمامات المبردة
④ شرط أن سطح الصمامات المبردة لا يتجمد.
هناك فرق كبير بين بيئة عمل الصمامات المبردة والصمامات العامة. في عملية تصميم وتصنيع وفحص الصمامات المبردة ، بالإضافة إلى الامتثال للقواعد العامة لتصميم الصمامات وتصنيعها وفحصها ، يجب الانتباه أيضًا إلى البيئة التي يوجد بها الصمامات المبردة وإجراء التعديلات المناسبة.
3.النظريات الأساسية
العوامل الرئيسية التي تؤثر على ختم الصمامات هي هيكل أزواج الختم ، والضغط المحدد لأسطح الختم ، والخصائص الفيزيائية للوسائط وجودة أزواج الختم. ومع ذلك ، فقط من خلال الفهم الكامل لمبدأ الختم للصمام والنظر الكامل للعوامل المختلفة التي تؤثر على أداء الختم ، يمكن منع التسرب وضمان الختم الجيد.
خذ ختم الطائرة كمثال لدراسة مشكلة الختم لوصلة سطح الختم ، واشرح بإيجاز مبدأ الختم. يظهر مبدأ وصلة الختم في الشكل 1. الحاوية مملوءة بسائل وغاز بضغط معين ومختومة بلوحة غلاف. القوة المؤثرة للضغط الساكن للوسط في الحاوية هي: FJ = A × P.
في الصيغة ، FJ هي القوة المتوسطة (N). تمثل A مساحة الوسيط الذي يعمل على لوحة الغلاف ، (mm2). P تعني الضغط الساكن للوسط الموجود في الحاوية ، (MPa).
من أجل الحفاظ على لوحة الغطاء في الموضع الموضح في الشكل ، يجب تطبيق قوة خارجية تساوي FJ في الاتجاه الرأسي لسطح التلامس بين الحاوية ولوحة الغطاء ، بحيث يمكن إغلاق الوجوه النهائية فقط . فقط عندما يكون سطح الختم مستويًا مثاليًا ، فلن يمر الوسيط عبر أسطح الترابط. من أجل ضمان إحكام إغلاق سطح التلامس ، يجب إنشاء قوة تفاعل بين أسطح الختم ، أي يجب ضغط لوحة الغطاء بإحكام على الحاوية. عندما تكون قوة التمثيل F أكبر من FJ ، سيتم إنشاء ضغط معين معين على سطح الختم المشترك ، وسيتم تشويه التسطح الموجود على المستوى بالضغط المحدد. إذا كان التشوه ضمن الحدود المرنة للمواد ولم يكن هناك الكثير من التشوه المتبقي ، فعند تطبيق القوة F على سطح التلامس ، يمكن ضمان أداء الختم. بالإضافة إلى الضغط المحدد للسداد ، فإن العوامل التي تضمن إحكام التوصيل تشمل أيضًا هيكل الختم ، ولكن في هذه السلسلة من العوامل ، يلعب الضغط المحدد بين أسطح الختم دورًا رئيسيًا.
التالي: عناصر الختم للصمامات الكروية المبردة (الجزء الثاني)
سابق: الصمامات الكروية الرقاقة في SS 304
English
Español (España)
العربية