閥門的選擇是工業(yè)、管道和儀表系統(tǒng)正確設(shè)計和維護實踐的重要組成部分。如果沒有針對特定應(yīng)用的正確閥門,經(jīng)營者可能會面臨不適當或低劣的流體系統(tǒng)性能,更長的停機時間以及可避免的安全風(fēng)險。
閥門通常在流體系統(tǒng)設(shè)計的初始階段選擇。在系統(tǒng)的整個生命周期中,維護技術(shù)人員通常會按照規(guī)范使用系統(tǒng)中已經(jīng)存在的相同類型的組件來更換閥門和大多數(shù)其他組件。因此,從一開始就選擇正確的閥門就顯得尤為重要,可以幫助經(jīng)營者避免以后再過早地更換閥門。
您如何正確選擇閥門?
為了正確選擇閥門,設(shè)計人員和技術(shù)人員可以遵循STAMPED方法,其考慮了尺寸、溫度、應(yīng)用、介質(zhì)、壓力、端部或接頭,以及交付。充分考慮這些操作條件中的每一個條件可以指導(dǎo)工業(yè)流體和分析采樣系統(tǒng)專業(yè)人員選擇正確的閥門。
下文說明了如何將STAMPED應(yīng)用于您的流體系統(tǒng)設(shè)計:
◆S:尺寸
閥門的大小決定了它的流量,需要與系統(tǒng)的期望的(或要求的)流速相對應(yīng)。制造商將提供流量系數(shù)(Cv),該流量系數(shù)表示閥門兩端的壓降與相應(yīng)流量之間的關(guān)系。
流量系數(shù)或Cv是在60°F溫度下每分鐘流經(jīng)壓降為1psi的閥門的水量(以加侖為單位)。對于像天然氣這樣的可壓縮流體,計算和使用Cv參數(shù)來預(yù)測流量更加復(fù)雜,但是對于給定的應(yīng)用,仍然提供了一種有效的閥門尺寸選擇方法。
影響Cv的閥門設(shè)計因素包括流路的大小和幾何形狀;閥門的孔口尺寸會影響通過它的流體流量??卓谠酱?,潛在的流量越大。不同類型閥門的孔口可能有很大差異;例如,球閥將提供很小的流阻,但針閥會限制或減慢流速。這些應(yīng)該是您選擇過程中的考慮因素。
如有疑問,請咨詢您的閥門制造商,好的閥門制造商將幫助您確定所需的閥門尺寸。為此,昌暉儀表提供了一個方便的Cv計算器,可以將其用作選擇適合您的應(yīng)用的閥門的起點。
◆T:溫度
請記住您的閥門的工作溫度。這包括您的閥門將幫助控制的系統(tǒng)介質(zhì)溫度,及周圍環(huán)境的環(huán)境工作溫度。問自己:“這些溫度會保持恒定,還是會經(jīng)常變化?”這些情況可能會影響您的閥門選擇或需要執(zhí)行預(yù)防性維護的頻率。
考慮可能導(dǎo)致密封材料膨脹和收縮的溫度波動。此外,金屬部件可能會在高溫下失去強度,從而降低壓力額定值。請務(wù)必與您的制造商聯(lián)系,以確保閥門已通過極端條件下的全面測試。
◆A:應(yīng)用
考慮一下閥門在系統(tǒng)中需要做什么。您需要啟動或停止介質(zhì)的流動?調(diào)節(jié)流量水平?控制流向?保護系統(tǒng)避免超壓?您對這些問題的回答將指導(dǎo)您為設(shè)計選擇的閥門類型。再強調(diào)一遍,請以一個簡單的雙向球閥為例。盡管其他制造商的某些球閥可提供節(jié)流功能,但大多數(shù)球閥都不應(yīng)該用于節(jié)流或調(diào)節(jié)流量,而應(yīng)在全開或全關(guān)狀態(tài)下使用。如果您的目標是節(jié)流或調(diào)節(jié)流量,則針閥或計量閥可能是更好的選擇。
◆M:介質(zhì)
當您試圖選擇具有適當材料成分的正確閥門時,也應(yīng)仔細考慮系統(tǒng)內(nèi)部的流體介質(zhì)。確保系統(tǒng)介質(zhì)與構(gòu)成閥體、閥座、閥桿尖端的材料以及其他較軟的材料兼容。不兼容可能會導(dǎo)致腐蝕問題、脆化或應(yīng)力腐蝕開裂-所有這些都會帶來安全風(fēng)險以及代價高昂的生產(chǎn)問題。
與溫度一樣,您還應(yīng)考慮閥門使用的位置。它是在氣候受控的環(huán)境中運行,例如工廠內(nèi)部或加熱的儀器外殼中?會是在戶外使用,暴露于直射陽光、雨、雪、霜、冰和溫度波動等氣候因素下嗎?大量接觸氯化物的海洋環(huán)境?閥門及其組件有多種材料。選擇適合這些因素的閥門,以盡可能地延長閥門的使用壽命和增強閥門的功能性。
◆P:壓力
壓力是選擇閥門時的另一個重要考慮因素。請注意使用該術(shù)語的兩種情境:
①工作壓力:您的系統(tǒng)中的正常工作壓力。
②設(shè)計壓力:閥門制造商提供的最大壓力極限值;除非在受控的測試條件下,否則切勿超過任何流體系統(tǒng)組件的設(shè)計壓力。
流體系統(tǒng)的壓力限制基于其最低額定組件-選擇閥門時請記住這一點。過程流體的壓力和溫度對組件性能有很大影響。您選擇的閥門需要承受壓力,并在需要時在各種溫度和壓力范圍內(nèi)工作。設(shè)計、材料選擇和驗證都是閥門性能的關(guān)鍵方面。還要記住的是,壓力和溫度的相互影響很大。通常,隨著過程流體溫度的升高,額定工作壓力將降低。
◆E:端接
閥門附帶各種不同的端接。這些可能是不可或缺的卡套管接頭、管道螺紋、管道法蘭、焊接端等。盡管傳統(tǒng)上不與閥門的結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián),但是端接的選擇對于閥門的整體構(gòu)造及其保持密封系統(tǒng)的能力至關(guān)重要。確保您的端接適合您的系統(tǒng)壓力和溫度,并且尺寸合適-正確的端接可以簡化安裝并避免額外泄漏點。
◆D: 交付
在考慮了所有這些因素并選擇了適合您的應(yīng)用的閥門之后,請問自己:“我什么時候需要閥門?我需要多少?與任何其他因素一樣,按時交貨和可靠的供應(yīng)對于保持流體系統(tǒng)的運行和效率十分重要。作為STAMPED方法的最后一步,請審查您的供應(yīng)商。當您需要零件時,他們能夠滿足的需求嗎?他們是否容易聯(lián)系到?他們會和您一起了解您的系統(tǒng)需求嗎?
閥門的選擇對于設(shè)計安全、高效的流體系統(tǒng)必不可少。
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