Fallas comunes de las válvulas de retención de mariposa

Se analizan las fallas y daños comunes de las válvulas de retención de mariposa en la producción real, y la estructura original de la válvula de retención de mariposa se simula, analiza y verifica mediante un software de simulación de elementos finitos; la estructura se mejora para las partes débiles. Se somete el disco de la válvula a un análisis de esfuerzos y deformaciones, y se diseña una forma estructural con distribución uniforme de fuerzas y pequeña deformación, y se propone una solución a las fallas.
 
1Visión general     
La tubería de gran diámetro generalmente se usa como la tubería principal del sistema de suministro de agua, responsable del suministro de agua de producción de todo el sistema y juega un papel importante en las actividades de producción. La falla de las tuberías de gran diámetro afectará seriamente la producción y estará acompañada de grandes pérdidas económicas. Además, la tubería principal de suministro de agua tiene muchos ramales y una gran cobertura, por lo que es inconveniente cerrar la tubería y realizar el mantenimiento. Por lo tanto, la estabilidad y confiabilidad de la operación de varias válvulas en la tubería principal de suministro de agua son particularmente importantes. La válvula de retención de mariposa juega un papel importante en el sistema de tuberías, y su rendimiento laboral y vida útil afectarán directamente la operación segura de todo el sistema de tuberías.
 
2.El análisis del fracaso.
La estación de bombeo de agua de anillo de una planta de concentración está equipada con una tubería de agua circulante y la mariposala válvula de retenciónen el sistema de tuberías a menudo se daña. El medio operativo del sistema es agua circulante, con 7 bombas de agua de anillo trabajando en paralelo; 4 de ellos están trabajando y 3 de ellos están inactivos. El caudal nominal de una bomba de agua de un solo anillo es de 3700 m3/h y la elevación nominal es de 44 m; el volumen de agua de salida de la estación de bombeo es de 11000m3/h. La presión de salida es de 0,4 MPa. La válvula de retención de mariposa se instala entre la bomba de agua anular y la válvula de mariposa eléctrica. La función principal es evitar que la estación de bombeo o la bomba de agua pierdan energía repentinamente, causando un reflujo de medios y formando un impacto de agua en el sistema de suministro de agua. El ciclo operativo promedio de la válvula de retención de mariposa es de aproximadamente 6 meses, y la falla de la válvula de retención de mariposa afectará seriamente la operación estable del sistema. La forma principal de falla de la válvula de retención de mariposa es que el disco de la válvula se cae, lo que hace que la válvula falle. La falla de la válvula de retención de mariposa en aplicaciones prácticas de ingeniería se muestra en la Figura 1.
 

(a) La caída del disco de la válvula en el sistema de tuberías.

(b) La válvula de retención de mariposa está siendo reacondicionada

Figura 1 La falla de la válvula de retención de mariposa
 
Como se puede observar en la Figura 1, la parte dañada de la válvula de retención de mariposa en la aplicación práctica del proyecto es principalmente la parte de conexión entre el disco de la válvula y la varilla de posicionamiento. La figura 1(a) muestra que la conexión entre el disco y el vástago de la válvula está dañada, lo que provoca que el disco de la válvula de retención de mariposa se caiga en el sistema de tuberías. Si el disco de la válvula se cae, es fácil bloquear la tubería, lo que afecta gravemente el funcionamiento estable del sistema de tuberías. La figura 1(b) muestra el daño a la conexión entre el disco de la válvula y el vástago de la válvula después de que se reacondicionó la válvula de retención de mariposa. El daño es causado por la concentración de tensión, que es daño por fatiga y no es causado por la corrosión y otras razones.
 
En aplicaciones prácticas de ingeniería, el daño a las válvulas de retención de mariposa se debe a las siguientes razones:
(1) Bajo la fuerza de impacto del medio, el área de contacto entre la pieza de conexión y la varilla de posicionamiento es demasiado pequeña, lo que resulta en una concentración de tensión por unidad de área, y la válvula de retención de mariposa se daña debido a un valor de tensión excesivo.
(2) En el trabajo real, si la presión del sistema de tuberías es inestable, la conexión entre el disco de la válvula de retención de mariposa y la varilla de posicionamiento vibrará de un lado a otro alrededor de la varilla de posicionamiento dentro de un cierto ángulo de rotación, lo que provocará fricción entre el disco y la varilla de posicionamiento, lo que agrava el daño de la pieza de conexión.