Den misforståede kontrolventil

Alt for ofte beskyldes denne ventil uretfærdigt, når der opstår problemer, men den virkelige skyldige er dens anvendelse i de forkerte applikationer.

Kontroller ventiler kan være de mest misforståede ventiler, der nogensinde er opfundet. Hvis du nævner kontrolventiler til det meste plantepersonale, er den typiske respons "de fungerer ikke." Faktisk kan dette personale godt have taget internerne eller repiperet systemet for at undgå at bruge kontrolventiler. Med andre ord kan disse ventiler være den mindst populære ventil i brug i dag.

Denne artikel vil udforske de grundlæggende checkventiler, hvordan de fungerer, hvilke typer der er, hvordan man vælger og installerer dem, hvordan man løser deres problemer, og hvorfor de ikke altid er årsagen til problemet.

Kort sagt, en kontrolventil tillader strømning i en retning og forhindrer automatisk rygstrømning (omvendt strømning), når væske i linjen vender retning. De er en af ​​de få selv - automatiserede ventiler, der ikke kræver hjælp til at åbne og lukke. Mens nogle kan udstyres med eksternt vægtet og dæmpede enheder til særlige omstændigheder, har flertallet ikke nogen udefra hjælp, som findes med ON/OFF -kontrol eller andre ventiler. I modsætning til andre ventiler fortsætter de med at arbejde, selvom plantefaciliteten mister luft, elektricitet eller hydraulisk tryk eller det menneske, der manuelt kan cykle dem.

Som med andre typer ventiler findes kontrolventiler i et komplet sortiment af størrelser, materialer og slutforbindelser. Linjestørrelserne spænder fra 1/8 tommer eller mindre til 50 tommer og større. De er lavet af bronze, støbejern, plast, kulstofstål, forskellige kvaliteter af rustfrit stål og legeringer såsom Hastelloy, Inconel, Monel og Titanium. Slutforbindelser inkluderer gevind, sokkel svejsning, rumpesvejsning, flanget, rille, skive og indsæt type.

Kontroller ventiler findes overalt inklusive i hjemmet. Hvis du har en sumpepumpe i kælderen, er en kontrolventil sandsynligvis i udladningslinjen for pumpen. Uden for hjemmet findes de i brancher som afsaltning, vand og affald, kemisk, mad og drikke, geotermisk, minedrift, olie og gas, kraft, papirmasse og papir, raffinering og mere.

Den misforståede kontrolventil

Ligesom andre ventiler bruges kontrolventiler med en række medier: væsker, luft, andre gasser, damp, kondensat og i nogle tilfælde væsker med partikler eller slurrier. Anvendelser inkluderer pumpe- og kompressorudladning, overskriftslinjer, vakuumafbrydere, ikke - kodetrykrelief, damplinjer, kondensatlinjer, kemiske foderpumper, køletårne, indlæsning af stativer, nitrogenrenselinjer, kedler, HVAC -systemer, værktøjer, trykpumper, sumppumper, WASH - nedstationer og injektionslinjer.

Hvordan de fungerer

Kontrollerventiler er flowfølsomme og er afhængige af linjetrykket og strømmer for at åbne og lukke. Den interne disk giver strømmen til at passere fremad, hvilket åbner ventilen. Disken begynder at lukke ventilen, da fremadstrømmen falder eller vendes, afhængigt af designet. Funktionen eller formålet med en kontrolventil er at forhindre omvendt strømning. Konstruktionen er normalt enkel med kun nogle få komponenter såsom kroppen, sæde, disk og dækning. Afhængigt af designet kan der være andre ting, såsom en stilk, hængslet, skivearm, forår, kugle, elastomerer og lejer.

Intern tætning af kontrolventilskiven og sædet er afhængig af "omvendt" linjetryk i modsætning til den mekaniske kraft, der bruges til on/off -kontrolventiler. På grund af dette er tilladte sæde lækagehastigheder større for kontrolventiler end med on/off -kontrolventiler. MSS SP - 61 "Trykprøvning af stålventiler," udgivet af Producent Standardization Society, er en standard, der bruges af producenter til at udføre sæde- og skallukningstest til kontrolventiler (såvel som andre ventiler). Faktorer, der påvirker checkventilsædet lækage inkluderer omvendt tryk, medier og hvad sædetmaterialet er lavet af (såsom metal eller en elastomer). Metal- og PTFE-siddepladser giver generelt en vis lækage, mens elastomerer såsom Buna - n og Viton giver boble-tight shutoff (nul lækage).

På grund af dette bør elastomerer overvejes til luft/gasmedier og lav - trykforsegling. Vigtige overvejelser, når du bruger elastomerer til sådanne ventiler, er servicetemperatur og kompatibilitet af elastomeren med medierne.

Hvad er den ideelle kontrolventil?

Uanset type eller ventilstil, kommer de længste problemer - gratis service fra ventiler, der er dimensioneret til applikationen, ikke nødvendigvis linjestørrelsen. Ideelt set er disken stabil mod det indre stop i den åbne position, når den flyder eller er helt lukket, når der ikke er nogen strømning eller kontrol. Når disse betingelser er opfyldt, vil der ikke forekomme skravning af disken og derved forhindre for tidlig ventilfejl. Desværre vælges de fleste kontrolventiler på samme måde til/fra kontrolventiler, efter linjestørrelse og ønsket om den største tilgængelige CV. Dette ignorerer det faktum, at i modsætning til/off -kontrolventiler, der har aktivering (manuel, pneumatisk, hydraulisk eller elektronisk), bestemmer kun strømningsbetingelserne den interne ydelse af kontrolventilen.

Kontroller Valve Internals er flowfølsomme, i modsætning til/off -kontrolventiler. Hvis der ikke er nok strømning og tryk til fuldt ud at åbne kontrolventilen, forekommer trim skrav inde i ventilen. Dette resulterer i for tidligt slid, potentiale for fiasko og et højere trykfald end beregnet.

Hver gang en metaldel gnider mod en anden metaldel, er slid et resultat. Det fører til eventuel svigt i selve komponenten. En komponentfejl kan resultere i, at ventilen ikke udfører sin funktion, som i tilfælde af en kontrolventil er at forhindre omvendt strømning. I ekstreme tilfælde kan svigt resultere i, at komponenten / komponenten slipper ud i linjen, hvilket forårsager svigt eller ikke -præstation af andre ventiler eller udstyr i linjen.

Typisk beregnes trykfaldet baseret på, at kontrolventilen er 100% åben som med on/off -kontrolventiler. Men hvis strømmen ikke er tilstrækkelig til at opnå fuld åben, og kontrolventilen kun er delvist åben, vil trykfaldet være højere end hvad der er beregnet. Dette skyldes, at den effektive CV for ventilen er mindre end maksimal, når kontrolventilen delvist er åben. I denne situation bliver et stort nominelt CV faktisk skadeligt for kontrolventilen (i modsætning til ON/OFF -kontrolventiler). Dette resulterer i skravning af disken og eventuel fiasko. Sådan er ikke tilfældet med nogle andre ventiler. For eksempel, med en portventil, der er helt åben, er kilen ude af strømningsstien. Derfor påvirker strømmen gennem ventilen ikke kilens ydelse, uanset om denne strømning er lav, medium eller høj.

Forskellige typer af kontrolventiler er tilgængelige. Nogle af de mere populære typer er inkluderet nedenfor. Alle disse kan bruges til rene medier. Som med andre typer ventiler kan der findes specialkontrolventiler til unikke applikationer. Mens ingen type ventil er god til alle applikationer, har hver sine fordele.

At tage tid til at kontakte producenten for at hjælpe med at vælge kan hjælpe dig med at finde den bedste pasform. Dette gælder især, hvis du har problemer med den type kontrolventil, der i øjeblikket er installeret.

Swing check

Svingekontrol er et simpelt design ved hjælp af en disk fastgjort til en arm, der er hængslet øverst på ventilen (klokken 12). Omvendt strømning og tyngdekraft hjælper ventilen med lukning. Svingekontrol kan bruges til de fleste medier og giver generelt god strømningskapacitet. De skal kun installeres i en vandret strømningsposition. Dette skyldes, at de ikke vil fungere korrekt i de lodrette flowpositioner. De har heller ikke en tendens til at forsegle godt i applikationer med lav bagtryk. Disse kontrolventiler varierer i størrelse fra ½ tomme og mindre til 50 tommer og større, og fås med gevind, socket svejsning, flanget eller rumpesvejsningsforbindelser. Svingekontrol er typisk lette at inspicere og vedligeholde. I de fleste tilfælde kan reparationer udføres med ventilen i linjen. På grund af deres design er swing -kontroller ikke hurtige - lukningsventiler på grund af rejseafstanden fra fuld åben til tæt. Dette betyder, at de er meget modtagelige for problemer med vandhammer. De fleste svingkontrolventiler møder ANSI B16.10 Face - til - Face Dimensioner og vil tillade pigging af linjen. Der er en variation af svingkontrollen kaldet hældningsdiskcheck. Imidlertid tillader denne version ikke linje Pigging.

Stempel/Poppet Check

Stempel- eller poppet -stilkontrolventiler er tilgængelige som inline, skrå (y - mønster) eller konventionelt (90 graders t - mønster) kropsdesign. Alle typer betragtes som en stille kontrolventilstil, der forhindrer vandhammer og omvendt strømning. Det gør dette ved at bruge en fjeder - assisteret disk i tråd med strømmen, der har en kort rejseafstand, hvilket resulterer i en hurtig - lukningsventil. Når fremadrettet hastighed begynder at langsomt, begynder fjederassistenten at lukke disken. Når den forreste hastighed når nul, lukkes ventilskiven mod sædet, før omvendt strømning kan forekomme, hvilket forhindrer trykbølger i linjen og dermed forhindrer vandhammer. De fleste designs kan installeres i enhver position, inklusive strømning ned, hvis den rigtige fjeder er installeret. Stempel/Poppet -kontrolventiler fås fra 1/4 tommer til 24 tommer og større. Den valgte kropsdesign bestemmer trykfaldet; Inline -design giver den bedste strømningsydelse. Stempel/Poppet -kontrolventiler fås med flere forskellige slutforbindelser, herunder gevind, flanget, svejsbar osv. Specielle slutforbindelser er tilgængelige, men du bliver nødt til at konsultere med kontrolventilproducenten. Nogle af disse kontrolventiler kan inspiceres og repareres i kø. Ideelt set bør denne stil af kontrolventil kun bruges til ren medietjeneste uden partikler.

Flangeindsatskontrol

Flangeindsatskontrolventiler er en ekstremt kompakt, wafer - stilkontrolventil til flanget rør. De bruges ofte i - linje og varierer fra ½ tomme til 20 tommer i størrelse. Denne stil betragtes også som en type lydløs kontrol, der hjælper med at forhindre vandhammer. I overensstemmelse hermed vil de have en intern fjeder, der hjælper med lukning af ventilen. Flangeindsatscheck og dens kompakte design tillader det at blive føjet til et eksisterende system med minimumskøringskort.

Center guidet check

Centerguidede kontrolventiler er en anden type tavse checkventil. De er også designet til at forhindre vandhammer såvel som omvendt strømning. Denne stil ligner stemplet/poppet. Det falder også under MSS SP125 & 126 for specifikationer. De fås i flangede stilarter med størrelser fra 2 til 24 tommer og undertiden større. Tilsvarende er denne stil bedst egnet til rene medier uden partikler.

Boldkontrol

Boldkontrolventiler bruger en kugle inde i kroppen til at kontrollere flowets bevægelse. Denne stil betragtes også som en type lydløs kontrol. Bolden er fri til at rotere, hvilket resulterer i jævn slid og en tørre handling mellem bolden og sædet.

Denne funktion gør boldkontrol nyttige til viskøse medier. Boldkontrol findes typisk i mindre størrelser på 2 tommer og mindre. Nogle designs inkluderer en fjeder til at hjælpe med lukning og til brug i 90 - gradstilarter installeret i lodrette linjer. Afhængig af kropsdesignet kan trykfald med kugletyper være højere end med andre typer kontrolventiler. Boldchecks fås i forskellige slutforbindelser, herunder gevind og stik svejse. Nogle kropsdesign tillader in-line reparation/inspektion.

Udvælgelse

Blandt de mange faktorer, der skal overvejes, når man vælger en kontrolventil, er materialekompatibilitet med mediet, ventiltrykvurderingen (ANSI), linjestørrelse, applikationsdata (flow, design/driftsbetingelser), installation (vandret, strømning op eller strømning ned), slutforbindelse, konvolutdimensioner (især hvis der erstatter en eksisterende ventil for at undgå røremodifikationer), lækagebehov og særlige krav, såsom ilt rengøring, nace, CE -markering, osv.

Der er mange forskellige kontrolventildesign, hvor den ældste og mest almindelige er svingkontrol.

Problemløsning

Når du udskifter en kontrolventil, hjælper det med at stille følgende enkle spørgsmål:

Hvorfor udskifter jeg denne ventil?

Hvad var problemet?

Nogle gange bliver vi så travlt eller optaget af andre ting, vi glemmer, at årsagen kan hjælpe med løsningen.

Almindelige kontrolventilproblemer inkluderer støj (vandhammer), vibration/skravning, omvendt strømning, klæbning, lækage, manglende internt, komponentslitage eller skader. Det er dog værd at nævne, at den reelle årsag normalt er den forkerte størrelse, forår og/eller stil til checkventilanvendelsen. I sådanne tilfælde er problemet applikationen, ikke kontrolventilen.

To af de mest almindelige problemer med kontrolventiler er forkerte størrelse eller forkerte installation. Forkert størrelse kommer i en af ​​to former. Hvis ventilen CV er for lille til applikationen, ville du se et meget højt trykfald, der kan føre til for tidligt ventilslitage på grund af de involverede høje hastigheder. Mere almindeligt, hvis ventilen CV er for stor til applikationen, vil der ikke være nok trykfald oprettet på tværs af kontrolventilen til at åbne den helt. Enhver kontrolventil, der ikke er helt åben, har en stor sandsynlighed for skrav, hvilket vil føre til for tidlig ventilfejl. Forkert installation involverer ikke at have den rette mængde lige rør opstrøms for kontrolventilen. Ideelt set er der ønsket mindst 10 rørdiametre med lige rør opstrøms for kontrolventilen. Dette er for at sikre en dejlig laminær strømning gennem kontrolventilen. Kortere afstande kan forårsage strømningsturbulens og spin, der for tidligt kan bære enhver kontrolventil.

Eksempler på nogle andre problemer for kontrolventiler inkluderer omvendt strømning og vandhammer. I begge situationer ønskes en hurtig - lukningsventil. Omvendt strømning kan være dyrt, især hvis den forekommer ved udledning af en pumpe, og pumpen spinder baglæns. Omkostningerne til at reparere eller udskifte pumpen plus nedetid på planten overstiger langt omkostningerne ved installation af den rigtige kontrolventil i første omgang. Med vandhammer har du brug for en hurtigere - lukning af checkventil for at forhindre trykbølger og resulterende stødbølger, der opstår, når skiven smækker ind i sædet, sender støj, vibrationer og hamrer lyde, der kan sprænge rør og skadeudstyr og rørstøtter.

Hvis internerne mangler eller udviser overdreven slid, kan der forekomme to faktorer. For det første, hvis den valgte kontrolventil ikke har nok strømning, der passerer til at holde den mod dens stop, er der behov for en ventil med et lavere CV for at forhindre, at internerne er. For det andet, hvis kontrolventilen bruges ved udledning af en frem- og tilbagegående luft- eller gaskompressor, er der behov for en specialventil med et dæmpet design eller en dashpot til håndtering af høj - frekvenscykling. Stik kan forekomme, når skala eller snavs er fanget mellem disken og kropsboringen. Lækage kan ske fra skade på sædet eller skiven eller simpelt papirkurven i linjen. En elastomer er nødvendig for at give nul lækage.

Installation

Når du installerer kontrolventiler, skal du pege flowpilen i retning af strømmen for at give ventilen mulighed for at udføre sin tilsigtede funktion. Strømningspilen findes på kroppen eller mærket. Sørg for, at ventiltypen fungerer i den installerede position. For eksempel fungerer ikke alle kontrolventiler i en lodret linje med strømning ned, og heller ikke konventionel eller 90 - grad T-mønsterstemplekontrolventiler optræder i en lodret linje uden en fjeder for at skubbe skiven tilbage i strømningsstien. Disken i nogle kontrolventiler strækker sig ind i rørledningen, når ventilerne er helt åbne. Dette kan forstyrre ydelsen af ​​en anden ventil, der er boltet direkte til kontrolventilen. Som vi diskuterede tidligere, hvis det er muligt, skal du installere kontrolventilen mindst 10 rørdiametre nedstrøms for enhver montering eller anden rørsystemkomponent, der kan forårsage turbulens. Bemærk, jeg sagde "hvis det er muligt." Når alt kommer til alt, hvor mange kontrolventiler har du set boltet til udledning af en pumpe? Mange! En god referencekilde til installation af check og andre stilarter af ventiler er MSS SP-92 "Valve Brugers Guide", udgivet af Producent Standardization Society.

Hvordan er checkventiler som døre?

Til sidst kan jeg godt lide at sammenligne kontrolventiler med døre - om den dør er til dit kontor eller hjem. Typisk åbner du din kontordør i starten af ​​dagen og lukker den i slutningen, hvilket svarer til det, der sker, når en pumpe cykles og slukker. Men hvis nogen står ved din dør og konstant cykler den åben og lukket, hvad kan der ske? I de fleste tilfælde ville hængselsstifterne mislykkes, da de er det svage led i driften af ​​din dør.

Kontroller ventiler står over for en lignende situation. Stifter, stængler, fjedre eller andre komponenter, der konstant cykles, kan mislykkes. Derfor er det vigtigt at vælge kontrolventiler korrekt for deres specifikke applikationer. Linjestørrelse er ikke nødvendigvis ens kontrolventilstørrelse. En kontrolventil med et højt CV i en lav strømningsapplikation er dømt fra starten. Det er ikke checkventilens skyld, det er fejlen i det forkerte valg til applikationen. Den valgte kontrolventil ville have fungeret fint under de rette strømningsbetingelser. Desværre får den installerede kontrolventil skylden for fejlen, når den skyldige i virkeligheden var applikationen. Det er altid bedst at gennemgå applikations- og servicebetingelserne med producenten, før du køber en checkventil for at sikre, at den rigtige stil og indstillinger er valgt.