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Analyse der Leistung des Kontrollventils PTFE -Packung

  • Autor:Kokinns
  • Quelle:Kokinns
  • Lassen Sie auf:2022-08-26
Während der Der Betriebszyklus eines Kraftwerks, der Ventilwartung und der Zuverlässigkeit sind der Schlüssel Fokusbereiche, häufig den größten Teil des Ausfallbudgets. Anlagenpersonal, die für die Wartung der Ausrüstung verantwortlich sind Variablen, die im gesamten lokalen Ventilsystem existieren, einschließlich: Geräte wie Ventilkörper, Verkleidungen, Aktuatoren und Unterabtußen; Medien Parameter wie Medientyp, Temperatur, Druck, Rohrleitungsdesign und Umweltfaktoren; und Ventilverpackung. Während des Verpackens kann jedoch ein sein signifikanter Beitrag zur schlechten Ventilleistung und kann zu großen Lecks führen. Dieser Teil des Ausrüstungsdiagramms ist häufig ein nachträglicher Gedanke während der Wartung.

Verschiedene Eigenschaften von Füllstoffmaterialien führen zu unterschiedlichen Leistungsmerkmalen. Dieser Artikel untersucht die Eigenschaften und Vorteile verschiedener Ventilpackungen. mit einem besonderen Fokus auf Reibungseigenschaften und deren Auswirkungen auf die Kontrolle Ventilleistung.

Wichtigkeit von Reibung packen

Einige Branchen, Verwenden Sie häufig Kernkraft, häufig anspruchsvolle diagnostische Tools, die das Ende ermöglichen Benutzer, um die Betriebsbedingungen zu simulieren, indem sie während des Fahrradventils ein- und ausgeschaltet werden Wartungsaktivitäten. Diese Tools verfolgen viele Variablen in Ventil und Aktuator Baugruppen während der Reise. Wenn ein Kontrollventil einen diagnostischen Test ausfällt oder einen hat Abnormales Ergebnis, eine der ersten analysierten Variablen ist die Reibungskurve Erzeugt durch den Widerstand gegen die Stammbewegung, die durch den Stamm geschaffen wurde der Ventilstopfen.

Der Hauptvorteil Von diesen diagnostischen Werkzeugen ist die Fähigkeit, Reibungskurven zu erzeugen. In der Regel zeichnen diese Werkzeuge ein Diagramm, das die Menge an Reibung zeigt Das Ventilsystem über der gesamten Ventilreise. Die diagnostische Software wird Berechnen Sie dann die Reibung während der Öffnung und Schließung unabhängig Striche sowie die durchschnittliche Reibung für die kombinierten vollständig offen und vollständig geschlossene Striche. Diese Reibungskurve kann verwendet werden, um mehrere Potential zu identifizieren Probleme, die im Ventil vorhanden sein können, bevor es wieder in Dienst gestellt wird.

Beim Betrachten Die Reibungskurve ist einfacher, Probleme zu identifizieren, z. B. wenn das Ventil hat zu viel oder zu wenig Reibung oder wenn das Ventil eine nichtlineare Reibung hat, die Könnte Ventilstammverschleiß oder Neckern anzeigen. Obwohl zu wenig Reibung sein mag Dieser Artikel wird in einigen Fällen erstellt und konzentriert sich auf die Reduzierung der Verpackungsreibung auf Ventilrand und Betrieb erhöhen. Eine erhöhte Reibung kann erreicht werden Relativ einfach durch Erhöhen des Dichtungsrings oder der Packspannung. Reduzierung Die Reibung bei der Aufrechterhaltung von leckfreiem Service ist viel komplizierter.

Die Herausforderung Reibung zu reduzieren

Ventile mit Übermäßige Verpackungsreibung kann unter vielen negativen Effekten leiden, einschließlich Wackel oder Überkorrektur des Stellantriebs. Stangenkleidung; Verschlechterung des Aktuators; und Reduzierte Ausrüstung Zuverlässigkeit und Lebensdauer. Alle diese Faktoren können führen Ausfallzeit oder Geräteausfall. Verringerung der Verpackungsreibung während der Aufrechterhaltung Der leckfreie Betrieb erfordert einen heiklen Gleichgewicht, der weitgehend abhängig ist die Verpackung des Ventils.

Die Reibung Erzeugt durch Ventilpackung wird normalerweise als Produkt zweier Variablen ausgedrückt F und y in der Pack -Reibungsgleichung:

Reibung packen (L) = gs π f * y * di * h * n, wobei GS die Drüsenspannung ist, ist π 3,14159, Fy ist der Pack -Reibungskoeffizient, DI ist der Innendurchmesser (Stammdurchmesser) der Ventilpackung und H ist die Höhe der Verpackungsringe, n ist die Anzahl der Anzahl von Packringe.

Das Dimensionsloser FY -Wert ist das Produkt von zwei getrennten Werten, der Koeffizient der Reibung des Füllmaterials (bezeichnet mit "f") und der Übertragung Verhältnis der axialen Spannung zu durchschnittlicher radialer Stress (mit "Y" bezeichnet). Diese beiden Werte werden zu einer einzelnen Variablen, der FY, miteinander vervielfacht, die repräsentiert den gesamten Reibungskoeffizienten der Packung am Ventilstamm.

Hersteller von Die Ventilverpackung hat Jahre damit verbracht, den FY -Wert ihrer Verpackungsprodukte zu verringern Um die ideale Materialkombination zu identifizieren, um den Endbenutzer bereitzustellen mit Packung, die eine konsistente Versiegelungsleistung bietet und gleichzeitig niedrig aufrechterhalten wird Reibung. Viele Verpackungstypen zeichnen sich in einem dieser Bereiche aus und fehlen dem anderen. Mit anderen Worten, wo ein Material effektiv versiegeln kann, aber hoch erzeugt Reibungslasten, ein anderes Material kann niedrige Reibungsbelastungen erzeugen, aber kämpfen Aufrechterhaltung der Versiegelungsleistung über mehrere Zyklen.

Dieses Ungleichgewicht Oft zwingt der Endbenutzer, Füllstofftypen basierend auf der Stärke von einem auszuwählen Fähigkeit, während der Leistung auf dem anderen gefährdet.

Ventilverpackung Material

Für viele Jahre, Die meisten Ventilpackungen wurden aus Asbest hergestellt und mit verschiedenen Formen von beladen künstliche Schmiermittel. Schließlich die negativen Wirkungen des Einatmens von Asbest wurden realisiert, so dass die Branche nach und fand relativ günstig und reichlich Alternative: Graphit. Graphit ist leicht verfügbar und war jahrzehntelang als Schmiermittel verwendet.

Für die meisten Ventile, wie zum Beispiel Druckdichtungspalle Dies ist weithin akzeptiert Alternative ist eine Kombination aus geflochtenem Graphitgarn und geformtem flexibel Graphit. Geflochtene Garnringe werden mit der flexiblen Graphitpackung verwendet Ringe zur Stammversiegelung. Diese Konfiguration enthält typischerweise drei sterbengeformte Flexible Graphitringe in der Mitte und zwei geflochtenen Garnringen an den Enden zu Verhindern Sie die Extrusion der inneren Stempelringe.

Obwohl dieses Die Lösung ist kostengünstig und bietet ein effektives Siegel, diagnostische Tests haben gezeigt, dass das Siegelkit hohe Reibung erzeugt und relativ begrenzt ist Leben im Kontrollventil. Eines der Merkmale der Verwendung von Kompressionsform Flexible Graphitringe sind, dass diese Ringe normalerweise sind vorgebaut zu einer Dichte von 90 Pfund pro Kubikfuß. Um diese Dichte zu erreichen, Der Graphit muss in einer Form auf eine axiale Spannung von ungefähr komprimiert werden 2.000-2.200 psi. Dies bedeutet, dass der geformte Ring das überwinden muss Formdruck, um zu versiegeln. Daher die typische empfohlene Drüse Der Spannungsbereich für Formfüllstoffe von Schimmelbildern beträgt 3.000 bis 5.000 psi. Wenn Sie die betrachten Die oben genannte Verpackungs -Reibungsgleichung ist klar, dass als größere Drüse Es wird Stress angewendet, eine größere Verpackungsreibung wird auf die Stange angewendet.

Eigenschaften und Vorteile der PTFE -Verpackung

Die Einleitung von Packungen mit Polytetrafluorethylen (PTFE) war eine Revolution in der Feld der Kontrollventilpackung. Die vielen mechanischen Eigenschaften von PTFE sind attraktiv und können als Stammdichtungen für Kontrollventile verwendet werden. es ist nicht porös, chemisch inert und bleibt relativ hoch stabil Temperaturen (typischerweise eine obere Temperaturgrenze von 350 ° F oder 177 ° C bis auf 615 ° F oder 324 ° C, abhängig von der PTFE der Füllstoffeigenschaften von Ethylen). In den letzten Jahrzehnten wurde die PTFE-haltige Ventilverpackung gewohnt Reduzieren Sie die Reibung zwischen dem Ventilstamm und dem Verpacken, sodass das Ventil Arbeiten Sie reibungsloser, während Sie den Verschleiß und die Verbesserung der Ausrüstungszuverlässigkeit reduzieren.

PTFE-basiert Das Verpacken ist nicht ohne Einschränkungen, und nicht alle Betriebsbedingungen sind anwendbar auf dieses Material. Temperatur- und Strahlungsgrenzen müssen sein betrachtet.

Zu überprüfen und Quantifizieren Sie die Vorteile der PTFE-basierten Verpackung mit den verfügbaren Informationen, die Autoren dieses Papiers und ihre Forschung zitieren einen Vergleich der Koeffizienten von Reibung in Kontrollventilen unter Verwendung verschiedener Formen der Ventilpackung. Die Studie ist Nicht beabsichtigt, als wissenschaftlich eingestuft zu werden - ordnungsgemäße statistische Analyse hat nicht wurde durchgeführt. Dieser Artikel wird jedoch die Informationen vergleichen, um die zu untersuchen Unterschiede in den Füllstofftypen. Die in dieser Studie verwendeten Daten wurden von a erhalten Webbasierte Valve Filler Database-Software, die in der Home Power Branche verwendet wird.

Vergleichen Forschung

Die Verpackung Die in der Studie verwendete Datenbank ermöglicht es dem Endbenutzer, ein bestimmtes Ventil einzugeben Parameter zur Vorhersage von Reibung durch Verpackungssätze. Der Benutzer betritt verschiedene Daten wie der Durchmesser des Ventilstamms und der Füllkasten, der Durchmesser von Die Packdrüsenstollen, die Anzahl der Packdrüsenstollen und die erforderlichen Packung (Drüsen) Stress. Die Software verwendet dann einen Satz gespeicherter Standardfy Werte zur Vorhersage der durch Ventilverpackung verursachten Gesamt Reibung. Diese prognostizierten Reibungswerte sind besonders wichtig für Ventile, die für den Betrieb erforderlich sind Innerhalb eines bestimmten Zeitbereichs. Wenn die erwartete Reibung zu hoch ist, das Ende Der Benutzer kann wählen, ob sie alternative Verpackungsmaterialien verwenden oder die Anzahl der Anzahl reduzieren können Ringe, um die erwartete Reibung wieder in einen akzeptablen Bereich zu bringen.

Die Standardfy Die Werte, die jedem Füllstofftyp zugeordnet sind, basieren auf der Eingabe aus der Verpackung Hersteller, normalerweise aus internen Tests. Normalerweise wird dieser Test durchgeführt unter Laborbedingungen und kann eine "ideale" Situation darstellen, Während der tatsächliche Reibungskoeffizient je nach einer Zahl stark variieren kann von Faktoren im Feld. Um die FY -Werte genauer vorherzusagen, hat eine Funktion wurde der Softwareanwendung hinzugefügt, damit der Endbenutzer die eingeben kann tatsächliche gemessene Reibungskraft, die aus den diagnostischen Tests der einzelnen erhalten wurde Regelventil. Basierend auf den tatsächlichen Daten auf der Website wird das Programm Zurückbericht der tatsächliche gemessene FY-Wert der Ventilpackung für jeden Einzelventil.

Das Ziel ist zu Sammeln Sie genügend Datenpunkte, damit die Standardeinstellungen basierend auf dem Feld geändert werden können Daten, um die tatsächliche Reibung genauer vorherzusagen. Diese Daten bieten die Fähigkeit Um aggregierte Daten zu vergleichen. Wenn die Daten in eine Tabelle aufgetragen werden, zeigen sie, wie Bestimmte Pakettypen im Vergleich zu ihren tatsächlichen FY -Werten im Vergleich zueinander. Einer der aussagekräftigsten Vergleiche ist der tatsächliche FY -Wert des Standards Garn- und Graphitfüllergruppe im Vergleich zur PTFE-basierten Füllgruppe.

Vergleiche real Werte

Etwa 1.000 Datensätze wurden verglichen und der durchschnittliche tatsächliche FY -Wert wurde für für die berechnet Jeder Pakettyp. Wie in Tabelle 1 gezeigt, der durchschnittliche tatsächliche FY -Wert der Packung mit geflochtenem Garnring und geformtem flexibles Graphit ohne PTFE war 0,065; Der durchschnittliche tatsächliche FY -Wert des PTFE -geflochtenen Ringes mit dem geformten Ring Flexibler Dichtungsring betrug 0,053; Diese Packungen, die PTFE -geflochtene Ringe enthalten Ohne die geformten flexiblen Graphitringe hatten einen tatsächlichen FY-Wert von 0,043.

Obwohl die Der Datensatz ist aufgrund der großen Anzahl von Ventilen, die gewesen sind Diagnostisch getestet seit Beginn der Datenverfolgung, zeigen die Ergebnisse Die konsistente Fähigkeit der PTFE-basierten Ventilverpackung, die Reibung zu verringern. Die Daten zeigt, dass die Verwendung einer PTFE-basierten Unterstützung den Koeffizienten von verringern kann Reibung um etwa 34%, was einen signifikanten Anstieg des Aktuators bedeutet und Ventilbetrieb.

Basierend auf Verfügbare Daten, PTFE -Ventilverpackung übertrifft Graphit- und Garnverpackung in Steuerventilanwendungen.valve.png