یک شیر توپ شناور چیست؟ چگونه کار می کند؟

مقدمه

در سیستم های کنترل مایعات صنعتی،دریچه های توپ شناوریک جزء حیاتی برای تنظیم جریان با دقت و قابلیت اطمینان است. این مقاله طراحی، عملکرد و کاربردهای دریچه های شناور را بررسی می کند،استفاده از بینش های فنی از مشخصات مهندسی و استانداردهای صنعت.

دریچه توپ شناور چیه؟

ادریچه توپ شناوریک دریچه ربع دور است که در آن توپ به ساقه ثابت نیست بلکه در عوض بین دو صندلی مهر و موم " شناور" می شود. این طراحی به فشار سیستم برای فشار دادن توپ در مقابل صندلی پایین رود بستگی دارد،ایجاد یک مهر و موم محکمبه دلیل سادگی ، دوام و عملکرد ضد نشت ، به طور گسترده ای در کاربردهای فشار بالا و دمای بالا استفاده می شود.

ویژگی های کلیدی (بر اساس اسناد فنی):

1. استانداردهای طراحی: با ASME B16.10 ، API 6D و ISO 17292 برای یکپارچگی ابعاد و عملکرد مطابقت دارد.
2. محدوده دما: بین -46 درجه سانتیگراد تا 150 درجه سانتیگراد (یا بالاتر، بسته به مواد صندلی) کار می کند.
3. کلاس های فشار: در کلاس های ASME 150، 300، 600، 900، 1500 و 2500 موجود است.
4. مواد:
   • بدن: فولاد ضد زنگ (A182-F316, A351-CF8M).
   • صندلی: PTFE، PCTFE یا PEEK برای مقاومت شیمیایی.
   • ایمنی آتش: مطابق با استانداردهای API 607 / 6FA با مهر گرافیتی است.

یک شیر توپ شناور چگونه کار می کند؟

مکانیزم:

1. حرکت توپ: توپ بین دو صندلی آویزان شده و از طریق یک ساقه متصل به یک محرک یا اهرم 90 درجه می چرخد.
2. مهر و موم با کمک فشار: هنگامی که بسته می شود، فشار مایع توپ را به سمت صندلی پایین فشار می دهد و مهر و موم را تقویت می کند.
3. جریان دو طرفه: مناسب برای جریان در هر دو جهت اما برای مهر فشار یک طرفه بهینه شده است.

اجزای ساختاری:

• توپ شناور: به طور مکانیکی لنگرگذاری نشده و اجازه جابجایی تحت فشار را می دهد.
• ساقه: طراحی ضد انفجار (بر اساس استانداردهای API) برای جلوگیری از اخراج ساقه تحت فشار.
• صندلی ها: مواد انعطاف پذیر (به عنوان مثال PTFE) برای تورم کم و بسته شدن محکم.
• دستگاه ضد ایستاتیک: برقراری پیوستگی الکتریکی بین توپ و ساقه را تضمین می کند (بر اساس ISO 17292).

برنامه های کاربردیدریچه های شناور

از مشخصات فنی ارائه شده، شیرهای توپ شناور برای:

1. نفت و گاز: جداسازی خط لوله، انبوه کننده ها و سیستم های بلاک و خونریزی دوگانه.
2. پردازش شیمیایی: دستکاری مایعات خوردنی (نشست های PTFE مقاوم در برابر اسید ها / قلیات)
3. سیستم های فشار بالا: دریچه های کلاس ASME 2500 برای کاربردهای زیر دریایی یا برج.
4. خدمات کریوجنیک: با استفاده از مواد تخصصی (به عنوان مثال A351-CF9M) تا -101 درجه سانتیگراد کار می کند.

مزایایی که از شیرهای شناور می گیرند

1. عملکرد ضد نشت: نشت نشت (API 598 گواهینامه) به دلیل مهر و موم تحت فشار.
2. نگهداری کم: طراحی ساده با تعداد کمتری از قطعات متحرک
3. ضد آتش: مهر و موم های گرافیتی و صندلی های پشتیبان فلزی به فلزی در برابر شرایط آتش مقاوم هستند.
4. تنوع: سازگار با اتصال های فلانژ (RF / RTJ) ، رشته دار یا جوش.

ملاحظات انتخاب

1. نوع حفره: انتخاب حفره کامل (برای pigging) یا حفره کاهش یافته (برای سیستم های محدود فضایی).
2. سازگاری مواد:
   • بدن / محوطه بندی: فولاد ضد زنگ برای محیط های خوردنی.
   • صندلی: PTFE برای دمای ≤150°C؛ PEEK برای ≤204°C.
3. عملکرد: اهرم های دستی (برای گشتاور کم) یا جعبه های گیربکس (برای شیر > NPS 4)
4. آزمایش: آزمایش های هیدروستاتیک پوسته با فشار 1.5x طراحی و آزمایش های صندلی با فشار 1.1x طراحی (بر اساس API 598).

انطباق صنعت

دریچه های توپ شناور باید با:

• ASME B16.34: درجه بندی فشار و دمای
• NACE MR0175: برای خدمات ترش (محيط های H2S).
• ISO 17292 : الزامات ضد استاتیک و ایمنی آتش

نتیجه گیری

دریچه های توپ شناور در صنایع که نیاز به کنترل جریان قابل اعتماد در شرایط شدید دارند، ضروری هستند.و انطباق با استانداردهای جهانی باعث می شود که آنها یک انتخاب ترجیح داده شده برای مهندساندر هنگام انتخاب یک شیر، اولویت بندی نیازهای خاص کاربرد، مانند دمای، کلاس فشار و سازگاری مواد، برای اطمینان از عملکرد بهینه و طول عمر.