Ventiilid kui vedeliku juhtimissüsteemide põhikomponendid, nende tihendusomadused mõjutavad otseselt süsteemi ohutust, ökonoomsust ja keskkonnasõbralikkust.
Lekketase kui tihendusvõime mõõtmise kvantitatiivne näitaja on rangelt reguleeritud erinevate standarditega ning nõuded on erinevates stsenaariumides oluliselt erinevad. Anname põhjalikuma-selgituse selliste aspektide kohta nagu standarddetailid, testimismeetodid ja klapitüübi omadused.
I. Põhistandardite lekketasemete alajaotis
1. API 598 standard (klapi kontrollimine ja testimine)
API 598 on nafta- ja gaasitööstuses üks enim kasutatavaid standardeid, mis on rakendatav erinevat tüüpi ventiilidele, nagu tõmbeventiilid, kereventiilid ja tagasilöögiklapid. Lekketasemed on tihedalt seotud klapi tüübi, katsekeskkonna ja nimiläbimõõduga (DN).
- Korpustesti eesmärk on tuvastada survet{1}}kandvate komponentide (nt klapi korpus, klapikate ja tihendikarp) tihendusjõudlus. Katserõhk on vedelike puhul 1,5 korda suurem nominaalrõhust (PN) või gaaside puhul 1,1 korda suurem. Absoluutselt ei ole vaja nähtavat leket (sh higistamine, tilkumine).
Näiteks PN16 ventiili kestakatse rõhk on 24 baari (vedelike puhul), kestusega vähemalt 60 sekundit (DN väiksem või võrdne 50) või 300 sekundit (DN suurem või võrdne 600). Sel perioodil ei ole vedeliku lekkimine lubatud.
- Tihenduskatse (vedel keskkond) viiakse läbi avamis- ja sulgemisosade (nt väravaplaadid, klapikettad) ja klapi klapipesa vahelise tihendamiseks. Katserõhk on 1,1 korda suurem kui PN (vedelik) ja lubatud leke klassifitseeritakse DN järgi:
- Kui DN on väiksem või võrdne 50:Lubatud leke peab olema väiksem või võrdne 0,15 ml/min (DN25 puhul on see 0,05 ml/min)
- DN 65 kuni 100:Lubatud leke peab olema väiksem või võrdne 0,30 ml/min (DN80 puhul on see 0,20 ml/min)
- Kui DN on suurem kui 125 või sellega võrdne:Iga DN25 suurendamise korral peab lubatud leke suurenema 0,15 ml/min (DN150 puhul on see 0,45 ml/min)
Märkus.Sulgemisventiilidele esitatavad lekkenõuded on tavaliselt rangemad kui sama spetsifikatsiooniga siibritele, kuna sulgurklappe tuleb sageli avada ja sulgeda ning tihenduspinnad kuluvad kiiremini.
- Tihenduskatse (gaasikeskkond) katserõhk on 0,6 MPa (õhk või lämmastik), mis määratakse "mullide loendusmeetodiga": - Pehmete-tihendusventiilide puhul: vaja 0 mulli minutis (nt pehme-tihendiga kuulkraan DN 100-ga)
- Metallist-tihendusventiilide puhul:DN väiksem või võrdne 50 on lubatud 1 mull minutis, DN 65 - 100 on lubatud 2 mulli minutis ja DN suurem või võrdne 125 on lubatud 3 mulli minutis
2. ANSI/FCI 70-2 standard (juhtklapi lekke tase)
See standard on mõeldud spetsiaalselt juhtventiilidele, mille lekketasemed on vahemikus I kuni VI. Mida kõrgem on tase, seda parem on tihendusvõime. See eristab selgelt "metallist -metallist-tihendit" ja "pehmet tihendust".
- I tase:Konkreetset lekkekogust pole täpsustatud. Ainult nõue on "mitte üle 0,5% nimivoolukiirusest", mis sobib vähem kriitiliste rakenduste jaoks (nt tühjendusventiilid).
- II tase:Metallist tihend, lubatud leke on 0,1% nimivooluhulgast (näiteks DN100 juhtventiili puhul nimivoolukiirusega 100 m³/h on lubatud leke 0,1 m³/h).
- III tase:Metallist tihendus, leke on 0,01% nimivoolukiirusest, sobib üldiseks tööstuslikuks juhtimiseks (näiteks veetöötluseks).
- IV tase:Metallist tihendus, leke arvutatakse DN (vedelik) alusel: DN25 on 0,01 L/h, DN50 on 0,03 L/h, DN100 on 0,1 L/h, kasutatakse laialdaselt aurusüsteemides.
- V tase:Suure täpsusega-metallist---metallist tihend, lekkekogus on vaid 1/10 IV astmest (näiteks DN100 puhul on see 0,01 l/h). Sobib kõrgsurvegaasitorustike jaoks-.
- VI tase:Pehme tihend (PTFE või kumm), kõrgeim tase. Gaasitestides ei ole mullid lubatud ja vedeliku lekke kogus on väiksem või võrdne 0,5 ml/h (DN puhul alla 50 või sellega võrdne). Sobib mürgiste ja tuleohtlike ainete jaoks (nt kloori reguleerivad ventiilid).
3. ISO 5208 standard (tööstusliku ventiili rõhu test)
ISO 5208 klassifitseerib lekketasemed "klassiks A" (vedelike jaoks) ja "klassiks B" (gaaside jaoks) ning jagab need "tasemeteks 1 kuni 6", kusjuures 6. tase on kõrgeim.
- Vedeliku leke (aste A):
- 1. tase:DN100-l on lubatud lekkida 50 ml/min (kehtib madalrõhuga drenaaživentiilidele)
- 3. tase:DN100-l on lubatud lekkida 5 ml/min (tavalised siibrid)
- 6. tase:DN100-l on lubatud lekkida 0,05 ml/min (kõrg-täpsed kuulventiilid)
- Gaasileke (B-klass):
- 1. tase:DN100-l on lubatud lekkida 1000 ml/h (õhk)
-4. tase:DN100-l lastakse lekkida 50 ml/h
- 6. tase:DN100-l on lubatud lekkida 0,1 ml/h (lekke nullilähedane)
II. Erinevat tüüpi ventiilide lekketasemed
1. Kuulkraan
- Pehme-tihendiga kuulkraan:Kasutatakse PTFE-st või kummist klapipesasid, mille tihenduspinnad on tihedalt paigaldatud. Sellega on lihtne saavutada ANSI/FCI tase VI või ISO tase 6. Gaasitestid ei näita mullid ja vedeliku leke on peaaegu null. See sobib toiduaine- ja farmaatsiatööstusele.
- Metallist-tihendav kuulkraan:Klapipesad on valmistatud roostevabast terasest või kõvasulamist. See sobib kõrge-temperatuuri (vähem kui 450 kraadi või sellega võrdne) ja kõrgrõhu{3}}stsenaariumide jaoks. Tavaliselt saavutab see API 598 või ISO taseme 5 range taseme. Gaasileke on väiksem kui 1 mull minutis (DN100) või sellega võrdne.
2. Sulgurklapp
Sulgurklapi klapiketas ja klapipesa on lineaarses tihendis, millel on parem tihendusvõime kui siibril. Lekketase on järgmine:
- Tavaline malmist sulgeventiil:Vastab API 598 tihendustestile, vedeliku lekkega 0,15 ml/min või sellega võrdne (DN50)
- Kõrgsurvega sepistatud sulgeventiil- (nt API 602):Metallist tihenduspind on lihvitud, gaasileke on väiksem või võrdne 1 mull minutis (DN25), saavutades ISO 4 taseme.
3. Kontrollklapp
Tagasilöögiklapp sulgub automaatselt vastavalt keskkonna rõhule ja selle tihendusvõime on madalama lekketasemega suhteliselt nõrk:
- Pööratud tagasilöögiklapp:Vedeliku leke 5 ml/min või sellega võrdne (DN100), vastab API 598 "põhitasemele"
- Tõstke tagasilöögiklapp (metallist tihend):Vedeliku leke Vähem kui 1 ml/min (DN100) või sellega võrdne, sobib pumba väljalasketorustike jaoks ja peab vältima keskkonna tagasivoolu.
4. Butterfly Valve
- Keskjoone pehme-tihendi liblikklapp:Kummist tihendusrõngas on täielikult kontaktis liblikplaadiga, saavutades ANSI/FCI taseme VI ja gaasikatses pole mulli. Seda kasutatakse tavaliselt munitsipaalveevarustuses.
- Ekstsentriline metallist-tihend liblikklapp:Sobib kõrge{0}}temperatuuriga suitsugaasitorustike jaoks, mille lekketase on ISO 3. Gaasileke on 10 mulli minutis (DN200) või sellega võrdne.
III. Lekketesti peamised üksikasjad
1. Vedeliku testimise ettevaatusabinõud
- Katsekeskkond peab olema puhas (vaba tahkete osakeste lisanditeta), et vältida tihenduspinna kahjustamist
- Enne katset tuleb ventiili sees olev õhk täielikult tühjendada; vastasel juhul võidakse mullid ekslikult tuvastada lekkena
- Suure-läbimõõduga ventiilide puhul (DN suurem kui 300 või sellega võrdne) saab katseaega pikendada (nt 10 minutit) ja arvutada välja keskmise lekke koguse.
2. Ettevaatusabinõud gaasi testimisel
- Mullimeetodi puhul tuleks vee temperatuuri reguleerida vahemikus 20–25 kraadi Celsiuse järgi. Liigne veetemperatuur põhjustab gaasi lahustuvuse vähenemist, mille tulemuseks on valemullid.
- Rõhulanguse meetod on rakendatav klappidele, mille läbimõõt on 600 või rohkem. Lekkekoguse saab arvutada järgmise valemi abil: Lekke kogus (L/h)=(algrõhk - lõpprõhk) × maht ÷ aeg
- Mürgiste gaaside (nt ammoniaagi) puhul tuleb need tuvastada seebiveega. Otsene vette kastmine on keelatud (et vältida keskmise saastumist).
IV. Lekketaset mõjutavad põhitegurid
1. Tihenduspindade töötlemise täpsus
Tihenduspindade pinnaviimistlus peaks ulatuma Ra 0,8-ni
- 1.6 μm (peegelviimistlus), tasasuse viga on 0,01 mm/m või väiksem. Vastasel juhul tekivad "mikrolüngad", mis põhjustavad leket. Näiteks kui väravaventiili väravaplaadil on 0,02 mm eend, suureneb lekke maht 50%.
2. Keskmised omadused
- Kõrge temperatuur (üle 300 kraadi või sellega võrdne) põhjustab metallist tihenduspinna ebaühtlast soojuspaisumist, mille tulemuseks on lekketaseme vähenemine (nt VI tasemelt IV tasemele)
- Paks ja viskoosne aine (nt toornafta) võib kleepuda tihenduspinnale, moodustades "vale tihendi". Katsetamise ajal tuleb enne kontrollimist petrooleumiga loputada.
3. Paigaldamine ja hooldus
- Kui äärikuga-ühendatud klapi poltide pingutusjõud on ebaühtlane (hälbega suurem või võrdne 20%), põhjustab see klapipesa kaldu ja lekkemahu suurenemist 2–3 korda.
- Pärast pikaajalist-kasutamist vähendab tihenduspinna kulumine (0,1 mm paksuse vähenemisega) lekketaset 1–2 astme võrra. Vaja on korrapärast lihvimist ja parandamist.
V. Lekkeastmete stsenaariumi kohandamise põhimõtted
- Munitsipaalveevarustus:Valige API 598 suletud tüüpi (vedeliku leke kuni 1 ml/min) siibrid või liblikventiilid, mis on kulutõhusad ja vastavad nõuetele.
- LNG torujuhe:Krüogeense keskkonna lekkimise vältimiseks (-162 kraadi) tuleb kasutada metallist{0}}suletud kuulventiile, mis saavutavad ISO 5208 taseme 6 (gaasileke 0,1 ml/h või vähem).
- Farmaatsiatööstus:Pehmed -tihendiga membraanklapid (ANSI/FCI tase VI), mis tagavad jääkainete ja lekke puudumise,kooskõlas GMP standarditega.
- Keemilised väga toksilised keskkonnad (nt fosgeen):Kohustuslik topelttihend (esmane tihend + sekundaarne tihend), kus esmane tihend ulatub VI tasemeni, ja sekundaarne tihend peavad olema varustatud lekkejälgimisseadmega (nt gaasiandur)
Järeldus
Klapi lekke tase on kõikehõlmav näitaja, mida mõjutavad mitmed tegurid, nagu standardid ja spetsifikatsioonid, klapi tüüp, töötlemistehnoloogia ja töötingimused.
Praktilistes rakendustes on vaja valida sobiv lekketase, lähtudes keskkonna omadustest (temperatuur, rõhk, toksilisus) ja tööstuse eeskirjadest. Samal ajal peaks klapp täpse testimise ja korrapärase hoolduse abil säilitama kavandatud tihendusomadused kogu selle elutsükli jooksul, et vältida lekkest põhjustatud ohutusõnnetusi või majanduslikku kahju.
