שסתומי פרפרנפוצים ביישומים תעשייתיים ומהווים מרכיב חשוב בבקרת זרימת נוזלים שונים בצנרת. שיקול מרכזי בעת בחירה ושימוש בשסתום פרפר הוא דירוג הלחץ המרבי שלו. הבנת דירוג זה חיונית להבטחת פעולה בטוחה ויעילה של מערכות נוזלים.
במאמר זה, נעמיק ברעיון דירוג הלחץ המרבי בו יכול לעמוד שסתום פרפר, ונלמד את ההשפעה על הלחץ המדורג מהיבטים כגון תכנון שסתום הפרפר, החומר, האטימה וכו'.
מהו הלחץ המקסימלי?
דירוג הלחץ המרבי של שסתום פרפר מתייחס ללחץ המרבי שבו שסתום הפרפר יכול לפעול בבטחה מבלי לתקול או לפגוע בביצועים. להלן מספר גורמים הקובעים את דירוג הלחץ המרבי של שסתום פרפר.
1. חומר שסתום פרפר
החומרים המשמשים לייצור גוף השסתום, לוח השסתום, גזע השסתום ומושב השסתום הם הגורמים העיקריים בקביעת דירוג הלחץ של שסתום פרפר. חומרים בעלי חוזק מתיחה גבוה, עמידות בפני קורוזיה ויציבות טמפרטורה יכולים לעמוד בלחצים גבוהים יותר. לדוגמה, שסתומי פרפר מפלדת אל-חלד יכולים לעמוד בלחצים גבוהים יותר בשל עמידותם בפני קורוזיה וחוזקם המעולים.
המושב השסתוםחומר איטוםישפיעו גם על כושר נשיאת הלחץ של שסתום הפרפר. לדוגמה, EPDM, NBR וכו' הם חומרי איטום גומי נפוצים, אך יכולות נשיאת הלחץ שלהם מוגבלות יחסית. עבור יישומים הנדרשים לעמוד בלחצים גבוהים יותר, ניתן לבחור בחומרי איטום אחרים עמידים יותר ללחץ.
2. מבנה שסתום פרפר
מבנה שסתום הפרפר הוא גורם חשוב נוסף המשפיע על הלחץ בו. לדוגמה, שסתום פרפר בעל איטום רך בקו האמצע משמש בדרך כלל במערכות בלחץ נמוך, כלומר PN6-PN25. עיצוב שסתום הפרפר בעל האקסצנטר הכפול משפר את ביצועי האיטום על ידי שינוי מבנה לוח הפרפר ומושב השסתום כדי לעמוד בלחץ גדול יותר.
3. עובי דופן גוף שסתום פרפר
קיים קשר פרופורציונלי בין עובי דופן גוף השסתום לבין הלחץ. בדרך כלל, ככל שדירוג הלחץ של השסתום גדול יותר, כך גוף שסתום הפרפר עבה יותר כדי לעמוד בכוחות המופעלים כאשר לחץ הנוזל עולה.
4. סטנדרטים לתכנון לחץ של שסתומי פרפר
תקני התכנון של שסתום פרפר יקבעו את הלחץ המרבי שהוא יכול לעמוד בו. שסתומי פרפר מיוצרים בהתאם ל-API (המכון האמריקאי לנפט), ASME (האגודה האמריקאית למהנדסי מכונות), ISO (הארגון הבינלאומי לתקינה) ותקני תעשייה אחרים, ועוברים בדיקות ובדיקה קפדניים כדי להבטיח ששסתום הפרפר עומד ברמת הלחץ שצוינה.
האם שסתומי פרפר טובים ללחץ גבוה?
ניתן לחלק שסתומי פרפר לשסתומי פרפר ואקום, שסתומי פרפר בלחץ נמוך, שסתומי פרפר בלחץ בינוני ושסתומי פרפר בלחץ גבוה לפי הלחץ הנומינלי.
1). שסתום פרפר ואקום - שסתום פרפר שלחץ העבודה שלו נמוך מלחץ אטמוספרי סטנדרטי.
2).פרפר בלחץ נמוךשַׁסתוֹם—שסתום פרפר בעל לחץ נומינלי PN קטן מ-1.6MPa.
3). שסתום פרפר בלחץ בינוני - שסתום פרפר עם לחץ נומינלי PN 2.5~6.4MPa.
4). שסתום פרפר בלחץ גבוה - שסתום פרפר עם לחץ נומינלי PN10.0 ~ 80.0MPa.
הלחץ המרבי המדורג של שסתום פרפר הוא בדיוק כמו אפקט הלוח הקצר של דלי. קיבולת המים תלויה בלוח הקצר ביותר. הדבר נכון גם לגבי ערך הלחץ המרבי של שסתום פרפר.
אז איך קובעים את דירוג הלחץ המקסימלי?
תהליך קביעת דירוג הלחץ המרבי של שסתום פרפר הוא סדרה של בדיקות שמבצע היצרן כדי להעריך את ביצועי השסתום ולקבוע את דירוג הלחץ שלו. בדיקות אלו עשויות לכלול:
1. ניתוח חומרים
לבצע ניתוח מטלוגרפי על רכיבי שסתום פרפר כדי לאמת תכונות חומר, ולבצע בדיקות מכניות כדי להבטיח ששסתום הפרפר עומד בתקנים שנקבעו לחוזק, גמישות וכו'.
2. בדיקה הידרוסטטית
שסתום נתון ללחץ נוזלים העולה על הלחץ המרבי המדורג שלו (בדרך כלל בטמפרטורות סביבה או גבוהות) כדי להעריך את שלמותו המבנית ואת ביצועי האיטום שלו.
1). הכנה לפני המבחן
לפני ביצוע בדיקה הידראולית של שסתום פרפר, יש לבצע את ההכנות הבאות:
a)יש לבדוק את תקינות ציוד הבדיקה על מנת להבטיח שניתן לבצע את הבדיקה בבטחה ובתקינות.
b)ודא ששסתום הפרפר הותקן כהלכה ושהחיבור עם מכונת מדידת הלחץ אטום היטב.
ג)בחר משאבת מים עם לחץ מתאים כדי להבטיח שלחץ הבדיקה וקצב הזרימה יעמדו בדרישות.
d)הסירו פסולת שעלולה להשפיע על תוצאות הבדיקה במהלך הבדיקה וודאו שסביבת הבדיקה נקייה ומסודרת.
2). שלבי בדיקה
a)ראשית סגרו את השסתום שבשסתום הפרפר, לאחר מכן פתחו את משאבת המים, והגדילו בהדרגה את לחץ המים עד להגיע ללחץ הבדיקה.
b)שמרו על לחץ הבדיקה למשך זמן מה ובדקו אם יש דליפה סביב שסתום הפרפר. אם יש דליפה, יש לטפל בה בזמן.
c)לאחר תקופת בדיקה, יש להפחית בהדרגה את לחץ המים ולנקות את שסתום הפרפר ומכונת מדידת הלחץ כדי למנוע כתמי מים לאחר הבדיקה.
3). שיטות בדיקה
ישנן בעיקר שיטות לבדיקה הידראולית של שסתומי פרפר:
א)שיטת בדיקת לחץ סטטי: יש לעצור את משאבת המים, לשמור על לחץ הבדיקה למשך 1-2 שעות ולבדוק האם יש דליפה סביב שסתום הפרפר.
b)שיטת בדיקת לחץ דינמית: תוך שמירה על זרימת הבדיקה והלחץ, פתחו את שסתום הפרפר, בדקו האם השסתום פועל כרגיל ובדקו האם יש דליפה סביבו.
c)בדיקת לחץ אוויר: הפעלת לחץ אוויר או גז על שסתום הפרפר כדי לדמות תנאי פעולה ולהעריך את תגובתו לתנודות לחץ על מנת להבטיח ביצועים אמינים בתנאים דינמיים.
d)בדיקת מחזוריות: שסתום הפרפר עובר מחזוריות חוזרת ונשנית בין מצב פתוח וסגור תחת תנאי לחץ שונים כדי להעריך את עמידותו ואת שלמות האטימה שלו.
מדוע לקבוע את דירוג הלחץ המרבי של שסתום פרפר?
קביעת דירוג הלחץ המרבי מאפשרת לך לבחור את שסתום הפרפר המתאים ליישום ומבטיחה פעולה בטוחה במסגרת גבולות הלחץ שצוינו.
1. תאימות יישומים
בחר ברז פרפר בעל דירוג לחץ העולה על לחץ ההפעלה המרבי שעלול להתרחש במערכת הצנרת כדי למנוע עומס יתר על ברז הפרפר.
2. שיקולי טמפרטורה
יש לקחת בחשבון שינויי טמפרטורה במערכת הנוזלים, לא רק עקב התפשטות והתכווצות תרמית. טמפרטורות גבוהות יגרמו לעלייה בלחץ הנוזל, וטמפרטורות גבוהות ישפיעו על תכונות החומר של השסתום ויפחיתו את יכולת הטיפול בלחץ שלו.
3. הגנה מפני נחשולי לחץ
התקן התקני הפחתת לחץ או מדכאי נחשולי לחץ מתאימים כדי למתן נחשולי לחץ ולהגן על שסתום הפרפר מפני קפיצות לחץ פתאומיות החורגות מהקיבולת המדורגת שלו.
לסיכום, הלחץ המקסימלי ש-שסתום פרפרעמידות הלחץ המרבית נקבעת על ידי התכנון, החומר, המבנה ושיטת האיטום שלו. דירוג הלחץ המרבי הוא פרמטר קריטי להבטחת פעולה בטוחה ויעילה של שסתומי פרפר. על ידי הבנת הגורמים המשפיעים על דירוגי לחץ, כיצד הם נקבעים והשפעתם על בחירת ושימוש בשסתום פרפר, ניתן לבחור נכון את שסתום הפרפר המתאים כדי להבטיח את בטיחותו וביצועיו במהלך השימוש.