Обратные клапаны из нержавеющей стали на давление 3000 фунтов на квадратный дюйм: номинальные характеристики, типы и руководство по выбору

Обратные клапаны из нержавеющей стали

Обратный клапан из нержавеющей стали с давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм может пройти все гидростатические испытания в цехе и все равно выйти из строя в течение первого года эксплуатации, поскольку значение давления на паспортной табличке отвечает только на один из пяти вопросов, на которые должна ответить спецификация.

Представьте себе установку для впрыска химикатов. В линии никогда не наблюдается давление выше 500 фунтов на квадратный дюйм, однако обратный клапан из нержавеющей стали 316 с маркировкой CWP 3000 фунтов на квадратный дюйм вибрирует в течение нескольких недель и пропускает жидкость обратно через седло до первого окна технического обслуживания. Давление никогда не было проблемой. Пружина, выбранная из-за неправильного давления срабатывания, материал седла, выступающий на тридцать градусов за потолок, и клапан, прикрученный прямо к фланцу насоса, нанесли ущерб.

Первый вывод: четыре решения определяют, выживет ли обратный клапан из нержавеющей стали при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм. К чему на самом деле относится цифра, какой класс соответствует рабочей температуре, какая конструкция соответствует расходу, а также как клапан устанавливается, тестируется и документируется. Все остальное — детали.

Что означает 3000 фунтов на квадратный дюйм в техническом описании обратного клапана

В технических характеристиках клапана 3000 фунтов на квадратный дюйм не являются одной характеристикой. Их как минимум три, каждый из которых регулируется отдельным документом, и покупатели, считающие их взаимозаменяемыми, в конечном итоге сравнивают несопоставимые предложения.

Чаще всего путают класс давления и давление. В ASME B16.34 указаны классы, а не значения в фунтах на квадратный дюйм, а значение в фунтах на квадратный дюйм, лежащее в основе класса, зависит от группы материала и температуры. Корпус из углеродистой стали класса 1500 выдерживает давление около 3700 фунтов на квадратный дюйм при температуре 100 F. Тот же класс в группе из нержавеющей стали более низкой прочности или при температуре 400 F снова имеет более низкую оценку. Таким образом, покупатель, указывающий 3000 фунтов на квадратный дюйм, и поставщик, указывающий класс 1500, могут согласиться в принципе и не согласиться на практике.

Номинал — это давление при температуре. Уберите температуру, и вы получите число, а не рейтинг.

Вторая путаница – температура. Номинальное рабочее давление в холодном состоянии соответствует названию. Клапан с номиналом CWP 3000 фунтов на квадратный дюйм может иметь допустимое давление значительно ниже половины давления при температуре, которую достигает заблокированная линия летом при остановленном насосе. Попросите таблицу давления и температуры для точного класса, а затем сравните ее с наихудшим вероятным случаем, а не с нормальным эксплуатационным случаем.

Какая марка нержавеющей стали выдерживает давление 3000 фунтов на квадратный дюйм и где оно останавливается

Нержавеющая сталь — это семейство, а не марка, и различия имеют гораздо большее значение при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм, чем при 150 фунтах на квадратный дюйм. Практическими вариантами тел, находящихся под давлением, являются:

• 316 и 316L, литые CF8M или кованые F316, по умолчанию используются для обратных клапанов, работающих в чистых и слабокоррозионных условиях. 316L сваривает более предсказуемо; 316 обеспечивает немного более высокую прочность при той же толщине стенки.
• Дуплекс 2205 имеет предел текучести примерно в два раза выше, чем у 316, поэтому более легкий корпус достигает того же рейтинга с лучшей устойчивостью к хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением.
• Супердуплекс 2507, для работы с высоким содержанием хлоридов и кислот, где 2205 является предельным.
• 304, экономичный вариант только при низком уровне хлоридов и умеренных температурах.
• 347 и 321, стабилизированные марки для линий повышенных температур.
• Сплав 20, 904L и 6Mo для кислот и морской воды, где корпус под давлением является легкой частью, а химия — сложной.

Коррозия, а не давление, обычно заканчивает срок службы обратного клапана из нержавеющей стали. Марка 316 начинает подвергаться хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением при эксплуатации в теплых, концентрированных хлоридах, поэтому для линии рассола или морской воды, условно обозначенной как нержавеющая сталь, может потребоваться дуплекс или марка 6Mo, а не более толстый корпус из стали 316. Если линия кислая, соответствие требованиям NACE MR0175 и ISO 15156 указывается в заказе на поставку, поскольку это меняет пределы твердости, сертификацию, а иногда и саму марку.

Wall thickness is the other half of the story. Корпус с давлением холодной обработки 3000 фунтов на квадратный дюйм не является более толстой версией корпуса с давлением 800 фунтов на квадратный дюйм; он соответствует минимальной настенной таблице ASME B16.34 для своей группы материалов, и именно за эту разницу платит покупатель. Сертификаты материалов по стандарту EN 10204 3.1 с номерами плавок, указанными на заводской табличке, остаются единственным практическим способом подтверждения этого при поступлении товара.

Согласование конструкции обратного клапана с линией

Выбор конструкции определяет потерю напора, скорость закрытия и то, что произойдет в момент отключения насоса. При работе с нержавеющей сталью при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм почти все работы выполняются пятью конструкциями.

Поворотные обратные клапаны остаются стандартом для чистых жидкостей в горизонтальных линиях, где полнопроходной клапан и низкая потеря напора ценятся больше, чем скорость закрытия. Компромисс очевиден: поворотный диск движется дальше, чем тарелка, и на линии с быстрым реверсом это движение становится резким. Геометрия такого поведения изложена в нашей руководство по выбору поворотного обратного клапана .

Там, где пространство ограничено или линия проходит вертикально, свое место имеет конструкция с двумя пластинами: две подпружиненные пластины, небольшой монтажный размер и более низкое давление срабатывания, чем у большинства альтернатив с металлическим седлом того же номинала.

Пружины, сиденья и отделка салона: что определяет срок службы

The pressure rating gets a valve onto the line. Пружина, сиденье и отделка решают, как долго он останется там.

Выбор пружины устанавливает давление срабатывания, а давление срабатывания — это системное решение, а не привычка. Двухпластинчатый клапан с мягким седлом может открыться при доле фунта на квадратный дюйм, в то время как клапану с осевым потоком с металлическим седлом может потребоваться несколько фунтов на квадратный дюйм, чтобы подняться над седлом. Выбирайте кривую насоса и минимальный контролируемый расход и убедитесь, что сама пружина изготовлена ​​из нержавеющей стали. Пружина из углеродистой стали внутри корпуса из нержавеющей стали — очаг коррозии, ожидающий первого конденсата.

Материал сиденья затем устанавливает потолок температуры. Типичные рекомендации, которые необходимо сверить с техническими данными поставщика:

• ПТФЭ и армированный ПТФЭ — примерно до 400–450 F в условиях чистой эксплуатации.
• PEEK, примерно до 600 F, с лучшей устойчивостью к экструзии, чем у PTFE.
• FKM, примерно до 400 F, чувствителен к некоторым растворителям и аминам.
• EPDM, примерно до 300 F, сильный по воде и слабый по углеводородам.
• Седла металл-металл, для самого широкого диапазона температур, с критериями приемки API 598, которые допускают измеримую утечку и должны соответствовать спецификации.

Проверки установки и закупки, предотвращающие доработку

Большинство сбоев в эксплуатации, которые не начинаются в самом корпусе, связаны с установкой и документацией. Точки установки, которые стоит записать в операторе метода:

• Установите поворотный ограничитель горизонтально крышкой вверх или вертикально потоком вверх. Never install it on vertical downflow.
• Между напорным фланцем насоса и обратным клапаном оставьте от пяти до десяти диаметров трубы прямого участка.
• Проверьте соответствие стрелки потока изометрии и убедитесь, что диск не может удерживаться в открытом состоянии из-за сварочного шлака или окалины.
• Для вертикальных линий отдавайте предпочтение конструкциям с двумя пластинами или осевым потоком, а не поворотному диску.
• Если реверс происходит быстро или анализ помпажа неудовлетворителен, укажите пружинную конструкцию и сравните время ее закрытия с этим анализом.

Что касается закупок, контрольный список краток, но редко бывает полным:

1. Базис давления и температуры с маркой и стандартом, указанными в техническом паспорте.
2. Сертификаты материалов EN 10204 3.1 с номерами плавок, указанными на заводской табличке.
3. Протоколы испытаний корпуса и седла в соответствии с API 598 с заранее согласованными критериями приемки.
4. Стандарт продукта, например API 594 для конструкций с двумя пластинами или API 6D для трубопроводной арматуры.
5. Сертификация NACE MR0175 и ISO 15156, когда линия кислая.
6. Запасные пластины, пружины и прокладки доступны из того же материала, что и оригинальная отделка.

При сборе, сжатии и работе с трубопроводами этот пакет документации имеет такой же вес, как и сам клапан, поэтому везде применяется один и тот же порядок работы. нефть и газ операции, при которых сертификаты проверяются при вводе в эксплуатацию.

Там, где обратный поток может появиться менее чем за секунду, подпружиненный обратный клапан осевого потока закрывается вдоль оси линии при коротком и легком ходе, поэтому это обычный ответ на требования отсутствия ударов при выпуске насоса и компрессора.

Спецификация, которая работает, короткая и непривлекательная. Назовите марку и давление-температуру. Назовите конструкцию и пружину. Назовите материал сиденья и его температурный потолок. Назовите стандарт испытаний и критерии его приемлемости. Name the end connection standard. Name the documentation package. Шесть строк, и каждая убирает режим отказа, не имеющий ничего общего с давлением.

Обратные клапаны из нержавеющей стали на давление 3000 фунтов на квадратный дюйм — покупка несложная. Их легко ошибиться, потому что число, привлекающее все внимание, меньше всего влияет на срок службы клапана. Pressure ratings win the quotation. Выбор материала, пружины и седла продлевает срок службы.