قوة الصمامات في وحدات الهدرجة عالية الضغط

يجب أن تخضع الأجزاء الحاملة للضغط من الصمام لتحليل القوة وتصميم القوة. تشمل هذه الأجزاء بشكل أساسي أجسام الصمامات ، وغطاء المحرك ، والأوتاد ، ومسامير غطاء المحرك. بالنسبة إلىصمام العالم، في بعض الأحيان ، من الضروري إجراء التحقق من قوة جزء مقعد الصمام. باعتباره جزءًا لا يتحمل الضغط ، فإن ساق الصمام هو أيضًا جزء مهم يجب تصميمه من أجل القوة. يجب أن يشتمل ما يسمى بتصميم القوة على جزأين ، أي القوة والصلابة.
 
يتم تحديد الحد الأدنى لسمك الجدار (أقطار) الأجزاء الرئيسية للصمام في بعض مواصفات الصمامات الأجنبية الرئيسية مثل ANSI B16.34 و API 600. تتبنى بعض الشركات المصنعة المحلية بشكل مباشر هذه المواصفات أو أحجام أكبر مثل أبعاد التصميم والتصميم للقوة لا يتم إجراؤها. هذا ليس صارمًا ، لأنه أولاً ، الهيكل الداخلي للصمام مختلف ، والحجم الهيكلي للتجويف العلوي للصمام مختلف. لذلك ، يختلف سمك الجدار المحسوب أيضًا. يختلف مظهر وبنية الصمام ، وخاصة معالجة التغيرات المفاجئة في الأشكال ، كما تختلف قيم الإجهاد المحسوبة ، خاصة مستوى تركيز الضغط ، مما قد يؤدي في النهاية إلى اختلاف سماكة الجدار المحسوبة. ثانيًا ، معظم أجسام الصمامات عبارة عن مصبوبات ، ومصانع الصمامات ذات ظروف الصهر السيئة والمصادر المعقدة للمواد الخام لها اختلافات كبيرة نسبيًا في خصائص مواد الصب. يرتبط أداء مادة الصب بعيوب الصب الخاصة بها ، مثل الفصل ، والتركيب الشجري ، والشوائب ، وثقوب الغاز ، والمسامية والشقوق ، والتقلبات كبيرة ، مما يؤدي إلى اختلاف كبير في البيانات الأساسية لحساب قوة. ثالثًا ، بيئات التطبيق المختلفة لها ظروف تآكل مختلفة وينبغي مراعاة بدلات تآكل مختلفة. بالنسبة لصمامات الهدرجة عالية الضغط ، من الضروري حساب قوة وصلابة الأجزاء ذات الصلة بسبب تأثير هذه العوامل ، لأن الخطأ الطفيف قد يؤدي إلى عواقب وخيمة.
 
في الوقت الحاضر ، تستخدم معظم مصانع الصمامات المحلية التحليل الرياضي لحساب قوة وصلابة الصمام. هذه الطريقة شاقة وتستغرق وقتًا طويلاً ، ودقة الحساب ضعيفة نسبيًا ، خاصةً بالنسبة للتغيير المفاجئ في شكل الأجزاء. لا يمكن حساب مستوى الإجهاد بدقة. اعتمدت معظم مصانع الصمامات في الخارج طريقة تحليل العناصر المحدودة ، وهي طريقة سريعة ودقيقة. بالنسبة للصمامات ذات الضغط العالي والمتطلبة ، من الضروري استخدام طريقة العناصر المحدودة لتحليل قوة وصلابة الأجزاء.
 
المواد
لا تتطلب ظروف تشغيل وحدة الهدرجة عالية الضغط متطلبات عالية لموثوقية المادة فحسب ، بل تتطلب أيضًا الوسائط مثل الهيدروجين وكبريتيد الهيدروجين متطلبات عالية لخصائص المادة ، أي أن الوسيط أكثر حساسية تجاه المادة. عيوب المادة نفسها. إذا كانت هناك شوائب غير معدنية ، شوائب من الخبث ، ثقوب غاز ، شقوق وعيوب أخرى متقطعة في المادة ، فمن السهل أن تتسبب في تراكم الهيدروجين. في درجات حرارة الغرفة ، سوف يتسبب في تشوه الهيدروجين بسبب الضغط العالي الجزئي الناتج عنه ، وحتى إحداث شقوق صغيرة. سيؤدي أيضًا إلى جعل المادة هشة (التقصف الهيدروجين). في درجات الحرارة المرتفعة ، تكون هذه العيوب أكثر ملاءمة لتقدم نزع الكربون الداخلي الناجم عن الهيدروجين ، وبالتالي تسريع عملية تآكل الهيدروجين وتكسير المواد. يعتبر وسط كبريتيد الهيدروجين أكثر حساسية للعيوب الخارجية المتقطعة للمادة ، خاصة في بيئة كبريتيد الهيدروجين الرطبة. غالبًا ما تكون العيوب الخارجية غير المستمرة هي الحافز للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. لذلك ، يعد تقليل أو الحد من العيوب في الأجزاء الحاملة للضغط من الصمام أحد العوامل الرئيسية لضمان موثوقيته وإطالة عمر خدمته.
 
هناك نوعان من طرق التصنيع لأجزاء الصمامات الحاملة للضغط ، أي الصب والتزوير. لا توجد عيوب مثل ثقوب الغاز ، المسامية ، شوائب دائرية كبيرة ، هيكل عمودي وبنية شجيري في الأجزاء المزورة. المعدن كثيف. الخصائص الميكانيكية الشاملة جيدة ، والموثوقية جيدة. لذلك ، يعتبر التطريق طريقة مثالية لتصنيع الأجزاء الحاملة للضغط الهدرجة عالية الضغط. ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار أن معظم الأجزاء الحاملة للضغط لها أشكال معقدة والعديد منها يتجاوز حجم التشكيل بالقالب العام ، فإن معظم مصانع الصمامات في الداخل والخارج لا تزال تستخدم مصبوبات للأجزاء الرئيسية الحاملة للضغط للصمامات ذات DN أكبر من 50 مم. من أجل ضمان جودة المصبوبات ، يجب إجراء مراقبة الجودة من ثلاثة جوانب رئيسية ، بما في ذلك الصهر وعمليات الصب وإصلاح اللحام. يعتبر تأثير الصهر على جودة المادة هو العامل الأساسي المؤثر. طرق الصهر المختلفة لها اختلافات كبيرة نسبيًا في جودة المواد التي يتم الحصول عليها. في الوقت الحاضر ، تستخدم مصانع الصمامات المحلية عمومًا صهر الأفران الكهربائية ، بينما تستخدم معظم مصانع الصمامات الأجنبية طرق الصهر حسب الطلب (VOD) أو AOD. بالمقارنة مع صهر الفرن الكهربائي ، فإن VOD أو AOD لديها احتراق أقل لعناصر صناعة السبائك المفيدة ، كما أن تركيبة المواد أسهل في الاقتراب من الحالة المثالية ؛ أداء التفريغ جيد ، وعناصر النجاسة الضارة أقل. لذلك ، فإن جودة المواد التي تم الحصول عليها جيدة نسبيًا. تعتبر عملية الصب عاملاً رئيسياً يؤثر على أداء المادة. إنها تتضمن اختيار مادة فيلم الصب ، والقالب الخارجي الخشبي ، والتحكم في درجة حرارة الصب ، واختيار طريقة الصب. باختصار ، يجب أن تكون عمليات الصب التي تؤدي إلى تحسين جودة المصبوبات ، مثل الصب الدقيق والصب بالضغط والصب بالفراغ ، اتجاه التطوير المستقبلي لمصنعي الصمامات.
 
إصلاح اللحام هو إجراء علاجي للتعامل مع عيوب الصب. تحتاج معظم المصبوبات إلى المعالجة عن طريق لحام الإصلاح. إذا تجاوز العيب المعيار ، فسيتم إلغاء المنتج ، مما سيزيد من تكلفة إنتاج الصمام. ومع ذلك ، يجب أن يكون عدد اللحامات ومنطقة لحام الإصلاح وعدد اللحام الإصلاحي لكل صمام محدودًا ، لأن المعدن الموجود في منطقة لحام الإصلاح يختلف عن المعدن المصبوب. كلما زادت كمية اللحام الإصلاحي وزادت مساحة لحام الإصلاح ، كلما أصبح المعدن المصبوب غير منتظم ، مما يؤدي إلى انخفاض في الأداء العام للمادة. يعادل كل لحام إصلاح تسخين الصب مرة واحدة ، وسيؤدي تسخين الصب عدة مرات إلى سلسلة من الآثار الضارة إليه. لذلك ، يجب أن يكون عدد اللحام الإصلاحي للصمام محدودًا أيضًا. وضعت المواصفات في ASTM متطلبات معينة لإصلاح لحام مواد الصب ، لكن متطلباتها منخفضة نسبيًا. تتمتع معظم الشركات المصنعة للصمامات الأجنبية بتحكم أكثر صرامة في لحام إصلاح المسبوكات من تلك المحددة بواسطة ASTM. في الواقع ، يعكس التحكم في إصلاح اللحام للمسبوكات أيضًا التوازن بين جودة مواد الصب وتكاليف الإنتاج. لذلك ، فإن المفتاح هو تحسين جودة الصب للمسبوكات وتقليل عيوب الصب.