למה להשתמש בשסתום פרפר משולש אקסצנטרי?

בשל העיצוב המבני הייחודי שלו, שלושת-שסתומי הפרפר האקסצנטריים עדיפים על שסתומי הפרפר המסורתיים בביצועי איטום, עמידות בפני שחיקה, מומנט פעולה ותנאי עבודה ישימים. מתאים במיוחד ללחץ גבוה, טמפרטורה גבוהה, קורוזיה רצינית או פתיחה וסגירה תכופה של מערכות צנרת תעשייתיות. להלן ניתוח מפורט של יתרונות הליבה ותרחישי היישום שלו:
1. ניתוח על המבנה של "שלוש אקסצנטריות" של שסתום הפרפר האקסצנטרי המשולש-
שסתום הפרפר האקסצנטרי המשולש משיג איטום ביצועים גבוהים באמצעות שלוש תכונות עיצוב אקסצנטריות מרכזיות:
אקסצנטריות ראשונה: אקסצנטריות צירית
עיצוב: סטייה צירית של גזע השסתום קו האמצע משטח איטום השסתום משטח קו המרכז (בדרך כלל 10-20% מרוחב המשטח).
פונקציה: מסיר את ההפרעות בין גזע השסתום לכיסוי, גורם לדיסק להיפרד מהמכסה במהלך הפתיחה, מפחית חיכוך ושחיקה.
אקסצנטריות שנייה: אקצנטריות רדיאלית
עיצוב: סטייה רדיאלית של קו המרכז מהגוף קו המרכז (בדרך כלל 5-10% מקוטר דיסק השסתום).
פונקציה: מגע טריז נוצר בין הדיסק למשטח האיטום בעת סיבוב כדי לשפר את יעילות האיטום. אקסצנטריות שלישית: אקסצנטריות זוויתית
עיצוב: כיסוי אטום בזווית (בדרך כלל 5 מעלות -15 מעלות) לקו המרכז של גוף השסתום.
פונקציה: בעת איטום, האיטום הוא איטום "הידוק-עצמי על ידי אקסצנטריות של זווית. ככל שהלחץ גדול יותר, האיטום הדוק יותר.
ii. יתרונות הליבה של שסתום הפרפר הטרי-אקצנטרי
1. אפס-ביצועי איטום דליפות
מנגנון איטום-עצמי:
האקסצנטריות השלישית נועדה ליצור רכיב כוח רדיאלי על משטח האיטום תחת פעולת לחץ דיאלקטרי, המביא את הדיסק למגע הדוק עם טבעת האיטום כדי ליצור איטום בסיוע של ``לחץ-.
לדוגמה, בצינור קיטור בלחץ גבוה, קצב הדליפה של שסתום פרפר תלת-אקצנטרי יכול להיות נמוך כמו פחות או שווה ל-0.1 מ"ל/דקה, גבוה בהרבה מזה של שסתום שסתום פרפר קטן או שווה ל-10 מ"ל/דקה.
יכולת איטום דו-כיווני:
שסתום פרפר מסורתי מספק איטום-חד בלבד, בעוד ששלושת-שסתומי הפרפר האקסצנטריים מיועדים לאטום בשני הכיוונים על ידי שחול טריז. מתאים למצבים בהם כיוון הזרימה של המדיום משתנה לעיתים קרובות (כגון יציאות משאבה, כניסות מחליף חום, יציאה). טמפרטורה גבוהה ועמידות בלחץ גבוה
מבנה איטום קשיח מתכת:
משטח האיטום עשוי מתכת (למשל נירוסטה או קרביד) ויכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות (פחות או שווה ל-800 מעלות) ולחצים (פחות או שווה ל-25 MPa).
לדוגמה, שלושת שסתומי הפרפר האקסצנטריים- נמצאים בשימוש נרחב בצינורות הקיטור הראשיים של תחנות כוח תרמיות (טמפרטורה 540 מעלות, לחץ 17.5 MPa).
יישון ללא גומי:
קל להזדקן ולעוות את אטמי הגומי של שסתומי פרפר רכים מסורתיים בטמפרטורה גבוהה, אך מבנה אטם המתכת של שסתומי פרפר אקסצנטריים משולשים מבטל לחלוטין בעיה זו.
3. מומנט הפעלה נמוך וחיי שירות ארוכים;
מקדם חיכוך מופחת:
העיצוב האקסצנטרי הראשון מאפשר לדיסק להתנתק מהאטם בעת פתיחה, מפחית את החיכוך ב-50%-70% ומומנט ההפעלה בשליש מזה של שסתומי פרפר רגילים.
לדוגמה, מומנט העבודה של שסתום פרפר אקסצנטרי DN500 משולש- יכול להיות נמוך עד 200Nm, בהשוואה ליותר מ-600Nm עבור שסתום פרפר רגיל באותו גודל. הגברת התנגדות שחיקה:
משטחי איטום מתכת ודיסקיות שסתומים קשים-ל-(למשל STL6 + WCB) או קשים-ל-רכים (למשל טונגסטן קרביד + גרפיט), מה שהופך אותם לשחיקה יותר מאשר אטמי גומי.
בדיקות מעבדה מראות שחיי משטח האיטום של שלושת-שסתום הפרפר האקסצנטרי יכולים להגיע ליותר מ-100,000 שבועות, שהם פי 5-10 יותר מאשר שסתום הפרפר המסורתי.
4. עמידות בפני קורוזיה ואבנית
עיצוב משטח איטום חלק:
משטח האיטום של שסתום הפרפר התלת-אקצנטרי הוא בדרך כלל טחון עדין (חספוס פני השטח Ra פחות או שווה ל-0.4μm), כך שלא קל לספוג זיהומים במדיום ולהפחית את הסיכון להצטברות אבנית.
בצינורות התפלת מי ים, למשל, קנה המידה של איטום של שסתום פרפר אקסצנטרי שלושה- נמוך ב-80% מזה של שסתום פרפר רגיל.
בפני קורוזיה-בחירת חומרים עמידים:
סגסוגות עמידות בפני קורוזיה-(כגון הארטנסיל ופלדת אל-חלד דו-פאזית) זמינות לשימוש במדיה קורוזיבית כגון חומצה ואלקליות.
III. יישום אופייני של שסתום פרפר טריאקצנטרי
תעשייה פטרוכימית
שימושים: צינור קיטור בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה, יחידת פיצוח קטליטי, כניסות ויציאה של כור הידרוגנציה. יתרונות: מבנה האיטום הקשיח ממתכת עמיד בפני חדירת מימן וקורוזיה מימן גופרתי, מה שמבטיח אפס דליפה בטווח הארוך.
תעשיית החשמל
יישומים עיקריים: מערכות קיטור של תחנת כוח תרמית ומערכת מי קירור של תחנת כוח גרעינית.
יתרונות: איטום דו-כיווני עונה על דרישות הזרימה הדו-כיוונית של צינורות קיטור, עיצוב מומנט נמוך, נוח לפעולות כיבוי חירום.
תעשייה מתכות
מטרה: צינורות גז בתנור פיצוץ ומערכת להשבת גז מממיר.
יתרונות: משטח האיטום-העמיד בפני שחיקת אבק גז, מאריך את חיי השסתום.
תעשיית טיפול במים
שימושים: התפלת מי ים-בטמפרטורה גבוהה,-בלחץ גבוה וטיפול בשפכים.
יתרונות: חומרים עמידים- בפני קורוזיה ועיצוב איטום חלק מפחיתים את עלויות האבנית והתחזוקה. IV. הקדמה השוואה בין הביצועים של שסתומי פרפר אקסצנטריים-משולשים ושל שסתומי פרפר מסורתיים
מדדי ביצועים: שסתום פרפר אקסצנטרי-משולש
שסתום פרפר מסורתי (מרכזי/כפול-אקסצנטרי)
ביצועי איטום: אפס דליפה (אטימה דו-כיוונית)
דליפה קלה (אטם חד כיווני)
טווח טמפרטורה: -196 מעלות עד 800 מעלות
-20 מעלות עד 150 מעלות (חותם רך)
טווח לחץ: פחות או שווה ל-25MPa
פחות או שווה ל-4.0MPa
מומנט הפעלה: נמוך (1/3 משסתומי פרפר מסורתיים)
גבוה (דורש כוח הפעלה גבוה יותר)
חיי משטח איטום גדול או שווה ל-100,000 פתחים וסגירות
פחות או שווה ל-20,000 פתיחות וסגירות
מדיה ישימה: אדים, גז, נוזלים, חומר מאכל
נוזלים נקיים, גזים (תנאי לחץ-נמוכים)
V. משולש-המלצות לבחירת שסתום פרפר אקסצנטרי
סוג החותם שנבחר בהתאם לתנאי השימוש:
טמפרטורה גבוהה, תנאי לחץ גבוה: השימוש בשסתום פרפר אקסצנטרי משולש ממתכת קשה עדיף.
עבור מדיה קורוזיבית: בחר סגסוגות עמידות בפני קורוזיה (למשל Hastelloy C-276). התמקדות בתדירות הפעולות:
תנאי פתיחה וסגירה תכופים (לדוגמה, יותר מ- או שווה ל-10 פעמים בשעה): שסתומים מאומתים כבעלי חיי שירות משביעי רצון (בדרך כלל גדול או שווה ל-100,000 פתחים וסגירות).
שקול להתקין שטח:
המבנה הקומפקטי של שסתום הפרפר האקסצנטרי המשולש-מתאים למערכות צנרת מוגבלות-במקום (למשל צנרת ספינה, גלריות צנרת תת-קרקעיות וכו').