Je li zasun izolacijski ventil?

Računa li se zasun kao izolacijski ventil? Počnimo s načelima dizajna i industrijskim standardima.

U klasifikaciji cjevovodnih sustava, izolacijski ventil je definiran kao uređaj koji se koristi za potpuno zatvaranje ili otvaranje protoka medija. Njegov temeljni zahtjev je najmanja moguća stopa curenja kada je zatvoren. Dakle, zadovoljava li uobičajeni zasun ovu ulogu? Odgovor je potvrdan – zasun je jedan od najtradicionalnijih i najčešće korištenih tipova izolacijskih ventila. Međutim, da bismo ovo razumjeli, moramo proniknuti u unutarnju strukturu i mehanizam za brtvljenje zasuna.

1. Princip rada zasuna kao izolacijskog ventila

Zasun se oslanja na vreteno da pokreće zasun okomito, tako da zasun čvrsto pristaje uz sjedište i blokira put protoka. Za razliku od regulacijskih ventila, zasuni se obično koriste samo u potpuno otvorenim ili potpuno zatvorenim položajima i nisu prikladni za prigušivanje. Kada je ventil potpuno otvoren, zasun se potpuno povlači s putanje protoka, što rezultira vrlo niskim otporom protoka (koeficijent protoka obično je samo 0,05~0,1). Kada je potpuno zatvorena, brtvena površina metal-na-metal (ili s fleksibilnim grafitnim brtvenim prstenom) formira se između vrata i sjedala, oslanjajući se na mehaničku silu klina za postizanje zatvaranja.

Uzmiklinasti zasun od lijevanog čelikakao primjer: njegova vrata su dizajnirana kao klinasta konstrukcija (jednostruki klin ili dvostruki klin). Tijekom zatvaranja, kut klina (obično 5 stupnjeva ~ 8 stupnjeva) prisiljava vrata da generiraju radijalnu kompresiju prema sjedištu, čime se eliminira zazor u brtvenim površinama. Ovaj dizajn omogućuje ventilu, pod tlakom od klase 150 do klase 2500, da izdrži ispitni tlak ljuske (npr. za klasu 600 ispitni tlak je 15,3 MPa) i ispitni tlak brtvljenja (1,1 puta veći od nazivnog tlaka) specificiran u ASME B16.34. Prema API 598, dopušteno propuštanje zasuna daleko je niže nego kod kuglastog ventila s tvrdim sjedištem ili leptir ventila – za zasune s metalnim sjedištem, stopa propuštanja ne smije premašiti 0,1 mL/(min·inč) (nominalne veličine).

2. Granice materijala i temperature zasuna od lijevanog čelika

Pojamzasun od lijevanog čelikaje uobičajen u industrijskim cjevovodima. Zasuni izrađeni od lijevanog ugljičnog čelika (npr. WCB, WCC) ili legiranog čelika (npr. WC6, WC9) imaju primjenjiv temperaturni raspon od -29 stupnjeva do 425 stupnjeva (za WCB materijal). Za više temperature može se odabrati krom-molibden čelik (WC9 do 593 stupnja). U usporedbi sa zasunima od lijevanog željeza, lijevani čelik nudi veću vlačnu čvrstoću (WCB vlačna čvrstoća na sobnoj temperaturi veća ili jednaka 485 MPa) i udarnu žilavost (veća ili jednaka 27 J @ -29 stupnjeva), što mu omogućuje da izdrži fluktuacije tlaka i toplinske cikluse u pari, ulju i kemijskim medijima.

Za specifične parametre, klinasti zasuni od lijevanog čelika DN200 (8 inča) imaju ukupnu visinu kada su potpuno otvoreni oko 1,2~1,5 puta duljine tijela (npr. duljina tijela 750 mm, ukupna visina približno . 950 mm). Zatezni moment na brtvilu kada je zatvoren treba kontrolirati prema MSS SP‑91. Nosač je izrađen od nehrđajućeg čelika 13Cr ili nehrđajućeg čelika 17‑4PH koji otvrdnjava taloženjem, s površinskom tvrdoćom od 35~45 HRC kako bi se odupro habanju tijekom višestrukih ciklusa otvaranja/zatvaranja.

3. Inženjerska praksa ručno upravljanih zasuna

U mnogim cjevovodima koji ne zahtijevaju automatsku kontrolu (npr. sustavi protupožarne vode, niskotlačni vodovi za praćenje pare),ručno upravljani zasunjoš uvijek je prvi izbor. Zasuni s nedižućim vretenom upravljani ručnim kotačićem (tip OS&Y ili tip s nedižućim vretenom) podižu i spuštaju zasun putem prijenosa vijkom. Promjer ručnog kotača i radni moment u skladu su s ISO 5210: za zasun klase 150, DN100, maksimalna sila ručnog kotača ne smije premašiti 360 N (približno . 36 kgf), dok DN400 zahtijeva pomoć mjenjača.

Vrijeme otvaranja/zatvaranja ručne zasune ovisi o dovodu vretena. Za trapezoidni navoj s korakom od 10 mm i ukupnim hodom stabla od 200 mm, ručnom kotaču treba 20 okretaja. Ova karakteristika sporog otvaranja/zatvaranja zapravo je korisna za izolaciju – izbjegava vodeni udar uzrokovan brzim radom, a izmjerene fluktuacije tlaka mogu se smanjiti za više od 70% (u usporedbi s brzodjelujućim zapornim ventilima). Štoviše, ručni rad se ne oslanja na izvore zraka ili struje, ispunjavajući načelo sigurnosti cjevovoda.

4. Usporedba između zasuna i drugih izolacijskih ventila

Neki inženjeri postavljaju pitanje: brtvene površine zasuna imaju trenje tijekom otvaranja/zatvaranja (klinasti zasun struže o sjedište u trenutku kontakta). Nakon dugotrajne uporabe, može li i dalje održavati nulto curenje? Podaci pokazuju da nakon 500 ciklusa punog hoda, stopa propuštanja visokokvalitetnog klinastog zasuna od lijevanog čelika još uvijek može zadovoljiti API 598 stupanj A (tj. bez vidljivog propuštanja). Za usporedbu, leptir ventil s mekim sjedištem pod istim uvjetima može doživjeti starenje elastomera nakon 300 ciklusa.

Još jedan podatak: prema izvješću međunarodne rafinerije o održavanju iz 2019., među 200 ručnih zasuna koji su bili u upotrebi više od 10 godina, 82% je još uvijek prošlo ispitivanje niskim tlakom zraka na licu mjesta (0,6 MPa zraka, metoda mjehurića). To znači da pravilno dizajnirani zasuni nude dugotrajnu pouzdanu izolacijsku izvedbu.

5. Zaključak

Povratak na izvorno pitanje:je li zasun izolacijski ventil?

Da, zasun u potpunosti ispunjava definiciju izolacijskog ventila – pruža dvosmjerno brtvljenje, prolaz kroz cijeli provrt i niske stope propuštanja certificirane standardima.

Bilo da se radi o azasun od lijevanog čelikaza primjene na visokim temperaturama i visokim tlakovima, ili a ručno upravljani zasunza jednostavnu uslugu uključivanja/isključivanja, sve dok je pravilno odabran i održavan, zasun ostaje robustan izbor u rješenjima za izolaciju cjevovoda. Prilikom odabira izolacijskog ventila, nema potrebe sumnjati u ulogu zasuna; umjesto toga, pozornost treba obratiti na to je li njegov stupanj tlaka, materijal za brtvljenje (STL navarivanje ili13Cr), i način aktiviranja prikladni su za specifične radne uvjete.