4.عناصر الختم
على الرغم من أن هيكل الصمام الكروي بسيط ، إلا أن هناك العديد من العوامل التي تؤثر على الختم النهائي للصمامبسبب الضغط الختم الذاتي للوسائط والهيكل الخاص للكرة.
4.1جودة أزواج الختم
تتجلى جودة إغلاق أزواج الصمامات الكروية بشكل أساسي في استدارة الكرة وخشونة السطح لسد أسطح الكرة ومقعد الصمام. يؤثر استدارة الكرة على التوافق بين الكرة ومقعد الصمام. إذا كانت مناسبة بشكل جيد ، فسوف تزداد مقاومة السائل للتحرك على طول سطح الختم ، وبالتالي تحسين أداء الختم. بشكل عام ، يجب أن تكون استدارة الكرة في المستوى 9.
جودة تشطيب السطح لسطح الختم لها تأثير كبير على الختم. عندما تكون جودة تشطيب السطح والضغط المحدد منخفضة ، يزيد التسرب. عندما يكون ضغط معين مرتفعًا ، يتم تقليل تأثير النعومة على التسرب بشكل كبير. وذلك لأن القمم الصغيرة المسننة على سطح الختم تكون مسطحة ، ولنعومة سطح الختم الناعم تأثير أقل على أداء الختم من إحكام صلابة المعدن بالمعدن. وفقًا لوجهة النظر القائلة بأن السائل لا يتسرب إلا عندما تكون الفجوة بين أزواج الختم أصغر من قطر جزيئات السائل ، ويمكن اعتبار أن الفجوة لمنع تسرب السوائل يجب أن تكون أقل من 0.003 ميكرومتر. ومع ذلك ، لا تزال القمم المرتفعة للأسطح المعدنية تتجاوز 0.1 ميكرومتر ، حتى لو كانت مطحونة بدقة ، والتي تزيد 30 مرة عن قطر جزيئات الماء. يمكن ملاحظة أنه من الصعب في الواقع تحسين أداء الختم فقط من خلال تحسين نعومة سطح الختم. لا تؤثر جودة زوج الختم على أداء الختم فحسب ، بل تؤثر أيضًا بشكل مباشر على عمر خدمة الصمام الكروي. لذلك ، يجب تحسين جودة زوج الختم أثناء التصنيع.
4.2ضغط الختم المحدد
يشير ضغط الختم المحدد إلى الضغط الذي يعمل على مساحة الوحدة لسطح الختم. يتم إنتاج ضغط الختم المحدد من خلال فرق الضغط بين الجزء الأمامي والخلفي للصمامات وقوة الختم المطبقة. يؤثر الضغط المحدد بشكل مباشر على أداء الختم والموثوقية وعمر الخدمة للصمام الكروي. كمية التسرب تتناسب عكسيا مع فرق الضغط. أثبتت الاختبارات أنه في ظل نفس الظروف ، يتناسب التسرب عكسياً مع مربع فرق الضغط. لذلك ، سوف ينخفض التسرب مع زيادة فرق الضغط. يعد فرق الضغط عاملاً مهمًا يحدد ضغط الختم المحدد ، لذلك فهو مهم جدًا لأداء الختمالصمامات الكروية المبردة. لا ينبغي أن يكون ضغط الختم المحدد المطبق على الكرة كبيرًا جدًا. الضغط الكبير جدًا مفيد للإغلاق ، ولكنه سيزيد من عزم تشغيل الصمام. لذلك ، يعد الاختيار المعقول للضغط المحدد للختم شرطًا أساسيًا لضمان إحكام الغلقالصمامات الكروية المبردة.
4.3الخصائص الفيزيائية للسوائل
(1)اللزوجة
ترتبط نفاذية المائع ارتباطًا وثيقًا بلزوجته. في ظل نفس الظروف الأخرى ، كلما زادت لزوجة السائل ، كلما قلت نفاذه. تختلف لزوجة الغاز والسائل بشكل كبير. إن لزوجة الغاز أصغر بعشرات المرات من لزوجة السائل ، لذا فإن نفاذه أفضل من السائل. الاستثناء هو البخار المشبع ، والذي يسهل ضمان الختم. يتسرب الغاز المضغوط بسهولة أكبر من السائل.
(2)درجة الحرارة
تعتمد نفاذية المائع على درجة الحرارة التي تتسبب في تغير اللزوجة. تزداد لزوجة الغاز مع ارتفاع درجة الحرارة ، وتتناسب مع الجذر التربيعي لدرجة حرارة الغاز. إن لزوجة السائل هي عكس ذلك ، فهي تتناقص بشكل حاد مع زيادة درجة الحرارة ، وتتناسب عكسياً مع مكعب درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التغييرات في حجم الأجزاء الناتجة عن تغيرات درجة الحرارة ستؤدي إلى تغيرات في ضغط الختم في منطقة الختم ويمكن أن تتلف الختم. يكون التأثير على إحكام غلق السوائل المبردة مهمًا بشكل خاص ، لأن درجة حرارة زوج السداد المتصل بالسائل عادة ما تكون أقل من درجة حرارة الجزء المستقبِل للقوة ، مما يتسبب في انكماش زوج السداد وخلخه. في درجات الحرارة المنخفضة ، يكون الختم معقدًا ، وتفشل معظم مواد الختم في درجات حرارة منخفضة. لذلك ، يجب مراعاة تأثير درجة الحرارة عند اختيار مادة الختم.
(3)ماء السطح
تأثير الماء السطحي على التسرب ناتج عن خصائص المسام الشعرية. عندما يكون هناك طبقة رقيقة من الزيت على السطح ، يتم تدمير المحبة المائية لسطح التلامس ويتم حظر قناة السوائل ، بحيث يكون هناك حاجة إلى فرق ضغط كبير لجعل السائل يمر عبر الشعيرات الدموية. لذلك ، بعض الصمامات الكروية تعتمد شحم مانع للتسرب من أجل تحسين فترة الإغلاق ومدة الخدمة. عند استخدام الشحوم في الختم ، يجب ملاحظة أنه إذا تم تقليل طبقة الزيت أثناء الاستخدام ، فيجب إضافة الشحم. يجب ألا يذوب الشحم المستخدم في وسط السائل ، ولا يجب أن يتبخر أو يتصلب أو يخضع لتغيرات كيميائية أخرى. شحم الختم غير مناسبالصمامات الكروية المبردة. في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، فإن معظم الشحوم سوف تتزجج.
4.4الأبعاد الهيكلية
(1)هيكل الختم
نظرًا لأن زوج الختم ليس جامدًا تمامًا ، فإن حجمه الهيكلي سيتغير حتماً تحت تأثير قوة الختم أو تغيرات درجة الحرارة ، مما سيغير قوة التفاعل بين أزواج الختم ، والنتيجة هي انخفاض في أداء الختم. يجب أن يكون للختم تشوه مرن معين للتعويض عن هذا التغيير. في الوقت الحاضر ، تعتمد بعض مقاعد الصمام الكروي هيكلًا مع تعويض مرن أو دعامة معدنية مرنة ، وبعض الكرات أيضًا تعتمد هيكل كروي مرن. هذه كلها أشكال إيجابية لتحسين أداء الختم.
(2)عرض سطح الختم
يحدد عرض سطح الختم طول الشعيرات الدموية. عندما يزداد العرض ، تزداد حركة السوائل على طول المسام الشعرية بشكل متناسب ، بينما ينخفض التسرب عكسياً. ومع ذلك ، هذا ليس هو الحال في الواقع. نظرًا لأنه لا يمكن مطابقة أسطح التلامس لأزواج الختم تمامًا ، فإن عرض سطح الختم لا يمكن أن يكون فعالًا تمامًا في الختم عند حدوث التشوه. ستؤدي الزيادة في عرض سطح الختم إلى زيادة قوة الختم المطلوبة ، لذلك من المهم أيضًا تحديد عرض سطح الختم بشكل معقول.
(3)أحجام حلقات الختم
الصمامات الكروية المبردةتعتمد بشكل عام حلقات الختم PCTFE ، ومعامل التمدد الخطي لـ PCTFE في درجات حرارة منخفضة أعلى بكثير من المعدن. لذلك ، ستصبح أحجام حلقات الختم PCTFE أصغر بسبب الانكماش في درجات الحرارة المنخفضة ، مما يؤدي إلى انخفاض في الضغط المحدد للختم بالكرة. سيكون هناك قناة تسرب بين الختم ومقعد الصمام. لذلك ، فإن حجم حلقة الختم PCTFE هو أيضًا عامل مهم يؤثر على إحكام إغلاق الصمام الكروي المبرد. يجب مراعاة تأثير انكماش الحجم في درجات الحرارة المنخفضة للتصميم ، ويجب استخدام عملية التجميع البارد في العملية.
5.استنتاج
في ضوء التسرب الداخلي واسع النطاق لـالصمامات الكروية المبردةفي محطات استقبال الغاز الطبيعي المسال الحالية ، يتم تحليل العوامل التي تؤثر على إحكام إغلاق الصمامات المبردة ، مثل جودة أزواج الختم ، والضغط المحدد للأختام ، والخصائص الفيزيائية للسوائل وكذلك هيكل وأحجام أزواج الختم بناءً على معايير تصميم الصمامات المبردة والأساسية نظرية ختم الصمام. هناك العديد من العوامل الأخرى التي تؤثر على إحكام إغلاق الصمامات الكروية ، مثل صلابة الكرة وكون مركز الكرة متحد المركز مع سطح إحكام إغلاق مقعد الصمام أثناء التجميع. يعد الضغط المحدد للختم وكذلك هيكل وأحجام زوج الختم من العناصر المهمة التي تؤثر على إحكام إغلاق الصمام الكروي المبرد ، ويجب مراعاتها بالكامل في التصميم.
على الرغم من أن هيكل الصمام الكروي بسيط ، إلا أن هناك العديد من العوامل التي تؤثر على الختم النهائي للصمامبسبب الضغط الختم الذاتي للوسائط والهيكل الخاص للكرة.
4.1جودة أزواج الختم
تتجلى جودة إغلاق أزواج الصمامات الكروية بشكل أساسي في استدارة الكرة وخشونة السطح لسد أسطح الكرة ومقعد الصمام. يؤثر استدارة الكرة على التوافق بين الكرة ومقعد الصمام. إذا كانت مناسبة بشكل جيد ، فسوف تزداد مقاومة السائل للتحرك على طول سطح الختم ، وبالتالي تحسين أداء الختم. بشكل عام ، يجب أن تكون استدارة الكرة في المستوى 9.
جودة تشطيب السطح لسطح الختم لها تأثير كبير على الختم. عندما تكون جودة تشطيب السطح والضغط المحدد منخفضة ، يزيد التسرب. عندما يكون ضغط معين مرتفعًا ، يتم تقليل تأثير النعومة على التسرب بشكل كبير. وذلك لأن القمم الصغيرة المسننة على سطح الختم تكون مسطحة ، ولنعومة سطح الختم الناعم تأثير أقل على أداء الختم من إحكام صلابة المعدن بالمعدن. وفقًا لوجهة النظر القائلة بأن السائل لا يتسرب إلا عندما تكون الفجوة بين أزواج الختم أصغر من قطر جزيئات السائل ، ويمكن اعتبار أن الفجوة لمنع تسرب السوائل يجب أن تكون أقل من 0.003 ميكرومتر. ومع ذلك ، لا تزال القمم المرتفعة للأسطح المعدنية تتجاوز 0.1 ميكرومتر ، حتى لو كانت مطحونة بدقة ، والتي تزيد 30 مرة عن قطر جزيئات الماء. يمكن ملاحظة أنه من الصعب في الواقع تحسين أداء الختم فقط من خلال تحسين نعومة سطح الختم. لا تؤثر جودة زوج الختم على أداء الختم فحسب ، بل تؤثر أيضًا بشكل مباشر على عمر خدمة الصمام الكروي. لذلك ، يجب تحسين جودة زوج الختم أثناء التصنيع.
4.2ضغط الختم المحدد
يشير ضغط الختم المحدد إلى الضغط الذي يعمل على مساحة الوحدة لسطح الختم. يتم إنتاج ضغط الختم المحدد من خلال فرق الضغط بين الجزء الأمامي والخلفي للصمامات وقوة الختم المطبقة. يؤثر الضغط المحدد بشكل مباشر على أداء الختم والموثوقية وعمر الخدمة للصمام الكروي. كمية التسرب تتناسب عكسيا مع فرق الضغط. أثبتت الاختبارات أنه في ظل نفس الظروف ، يتناسب التسرب عكسياً مع مربع فرق الضغط. لذلك ، سوف ينخفض التسرب مع زيادة فرق الضغط. يعد فرق الضغط عاملاً مهمًا يحدد ضغط الختم المحدد ، لذلك فهو مهم جدًا لأداء الختمالصمامات الكروية المبردة. لا ينبغي أن يكون ضغط الختم المحدد المطبق على الكرة كبيرًا جدًا. الضغط الكبير جدًا مفيد للإغلاق ، ولكنه سيزيد من عزم تشغيل الصمام. لذلك ، يعد الاختيار المعقول للضغط المحدد للختم شرطًا أساسيًا لضمان إحكام الغلقالصمامات الكروية المبردة.
4.3الخصائص الفيزيائية للسوائل
(1)اللزوجة
ترتبط نفاذية المائع ارتباطًا وثيقًا بلزوجته. في ظل نفس الظروف الأخرى ، كلما زادت لزوجة السائل ، كلما قلت نفاذه. تختلف لزوجة الغاز والسائل بشكل كبير. إن لزوجة الغاز أصغر بعشرات المرات من لزوجة السائل ، لذا فإن نفاذه أفضل من السائل. الاستثناء هو البخار المشبع ، والذي يسهل ضمان الختم. يتسرب الغاز المضغوط بسهولة أكبر من السائل.
(2)درجة الحرارة
تعتمد نفاذية المائع على درجة الحرارة التي تتسبب في تغير اللزوجة. تزداد لزوجة الغاز مع ارتفاع درجة الحرارة ، وتتناسب مع الجذر التربيعي لدرجة حرارة الغاز. إن لزوجة السائل هي عكس ذلك ، فهي تتناقص بشكل حاد مع زيادة درجة الحرارة ، وتتناسب عكسياً مع مكعب درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التغييرات في حجم الأجزاء الناتجة عن تغيرات درجة الحرارة ستؤدي إلى تغيرات في ضغط الختم في منطقة الختم ويمكن أن تتلف الختم. يكون التأثير على إحكام غلق السوائل المبردة مهمًا بشكل خاص ، لأن درجة حرارة زوج السداد المتصل بالسائل عادة ما تكون أقل من درجة حرارة الجزء المستقبِل للقوة ، مما يتسبب في انكماش زوج السداد وخلخه. في درجات الحرارة المنخفضة ، يكون الختم معقدًا ، وتفشل معظم مواد الختم في درجات حرارة منخفضة. لذلك ، يجب مراعاة تأثير درجة الحرارة عند اختيار مادة الختم.
(3)ماء السطح
تأثير الماء السطحي على التسرب ناتج عن خصائص المسام الشعرية. عندما يكون هناك طبقة رقيقة من الزيت على السطح ، يتم تدمير المحبة المائية لسطح التلامس ويتم حظر قناة السوائل ، بحيث يكون هناك حاجة إلى فرق ضغط كبير لجعل السائل يمر عبر الشعيرات الدموية. لذلك ، بعض الصمامات الكروية تعتمد شحم مانع للتسرب من أجل تحسين فترة الإغلاق ومدة الخدمة. عند استخدام الشحوم في الختم ، يجب ملاحظة أنه إذا تم تقليل طبقة الزيت أثناء الاستخدام ، فيجب إضافة الشحم. يجب ألا يذوب الشحم المستخدم في وسط السائل ، ولا يجب أن يتبخر أو يتصلب أو يخضع لتغيرات كيميائية أخرى. شحم الختم غير مناسبالصمامات الكروية المبردة. في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، فإن معظم الشحوم سوف تتزجج.
4.4الأبعاد الهيكلية
(1)هيكل الختم
نظرًا لأن زوج الختم ليس جامدًا تمامًا ، فإن حجمه الهيكلي سيتغير حتماً تحت تأثير قوة الختم أو تغيرات درجة الحرارة ، مما سيغير قوة التفاعل بين أزواج الختم ، والنتيجة هي انخفاض في أداء الختم. يجب أن يكون للختم تشوه مرن معين للتعويض عن هذا التغيير. في الوقت الحاضر ، تعتمد بعض مقاعد الصمام الكروي هيكلًا مع تعويض مرن أو دعامة معدنية مرنة ، وبعض الكرات أيضًا تعتمد هيكل كروي مرن. هذه كلها أشكال إيجابية لتحسين أداء الختم.
(2)عرض سطح الختم
يحدد عرض سطح الختم طول الشعيرات الدموية. عندما يزداد العرض ، تزداد حركة السوائل على طول المسام الشعرية بشكل متناسب ، بينما ينخفض التسرب عكسياً. ومع ذلك ، هذا ليس هو الحال في الواقع. نظرًا لأنه لا يمكن مطابقة أسطح التلامس لأزواج الختم تمامًا ، فإن عرض سطح الختم لا يمكن أن يكون فعالًا تمامًا في الختم عند حدوث التشوه. ستؤدي الزيادة في عرض سطح الختم إلى زيادة قوة الختم المطلوبة ، لذلك من المهم أيضًا تحديد عرض سطح الختم بشكل معقول.
(3)أحجام حلقات الختم
الصمامات الكروية المبردةتعتمد بشكل عام حلقات الختم PCTFE ، ومعامل التمدد الخطي لـ PCTFE في درجات حرارة منخفضة أعلى بكثير من المعدن. لذلك ، ستصبح أحجام حلقات الختم PCTFE أصغر بسبب الانكماش في درجات الحرارة المنخفضة ، مما يؤدي إلى انخفاض في الضغط المحدد للختم بالكرة. سيكون هناك قناة تسرب بين الختم ومقعد الصمام. لذلك ، فإن حجم حلقة الختم PCTFE هو أيضًا عامل مهم يؤثر على إحكام إغلاق الصمام الكروي المبرد. يجب مراعاة تأثير انكماش الحجم في درجات الحرارة المنخفضة للتصميم ، ويجب استخدام عملية التجميع البارد في العملية.
5.استنتاج
في ضوء التسرب الداخلي واسع النطاق لـالصمامات الكروية المبردةفي محطات استقبال الغاز الطبيعي المسال الحالية ، يتم تحليل العوامل التي تؤثر على إحكام إغلاق الصمامات المبردة ، مثل جودة أزواج الختم ، والضغط المحدد للأختام ، والخصائص الفيزيائية للسوائل وكذلك هيكل وأحجام أزواج الختم بناءً على معايير تصميم الصمامات المبردة والأساسية نظرية ختم الصمام. هناك العديد من العوامل الأخرى التي تؤثر على إحكام إغلاق الصمامات الكروية ، مثل صلابة الكرة وكون مركز الكرة متحد المركز مع سطح إحكام إغلاق مقعد الصمام أثناء التجميع. يعد الضغط المحدد للختم وكذلك هيكل وأحجام زوج الختم من العناصر المهمة التي تؤثر على إحكام إغلاق الصمام الكروي المبرد ، ويجب مراعاتها بالكامل في التصميم.
التالي: اختيار وتركيب صمامات الفحص المشتركة
سابق: عناصر الختم للصمامات الكروية المبردة (الجزء الأول)
English
Español (España)
العربية