Kattava, käytännöllinen opas
Lietteen tai hankaavien väliaineiden käsittely on usein tekninen haaste sellaisilla aloilla kuin kaivosteollisuus, mineraalien käsittely, jäteveden käsittely, kemikaalien tuotanto ja sähköntuotanto. Lietteet – nesteeseen suspendoituneiden kiinteiden aineiden seokset – aiheuttavat huomattavia mekaanisia ja kemiallisia rasituksia virtauksensäätölaitteisiin. Tämän seurauksena oikean venttiilin valinta on erittäin tärkeää kulumisen minimoimiseksi, odottamattomien seisokkien välttämiseksi ja käyttöturvallisuuden varmistamiseksi.
Monien saatavilla olevien venttiilityyppien joukossa läppäventtiili tunnetaan laajalti kompaktista suunnittelustaan, kustannustehokkuudestaan ja helppokäyttöisyydestään. Mutta ovat läppäventtiilit sopiiko todella lietteen tai hankaavien materiaalien käsittelyyn? Vastaus on vivahteikas. Tietyissä olosuhteissa läppäventtiilit voivat toimia tehokkaasti, mutta soveltuvuus riippuu suuresti sovelluksen suunnittelusta, venttiilimateriaaleista, toimintaparametreista ja huoltokäytännöistä.
Slurry-haasteen ymmärtäminen
Lietteet vaihtelevat koostumukseltaan valtavasti. Jotkut ovat ohuita ja sisältävät pieniä hiukkasia pieninä pitoisuuksina, kun taas toiset ovat paksuja, erittäin hankaavia ja pystyvät syöpymään metallipintoja lyhyessä ajassa. Lietteen asettamia haasteita ovat mm.
- Hankaavaa kulumista : Kiinteät hiukkaset raaputtavat, hankaavat tai kuoppaventtiilien pintoja, erityisesti tiivisteitä ja levyjä.
- Eroosio-ktairoosio : Mekaanisen kulumisen ja kemiallisen vaikutuksen yhdistelmä johtaa kiihtyvään materiaalihäviöön.
- Tukos tai kertyminen : Korkeaviskoosiset lietteet voivat tarttua venttiilin osiin häiriten tiivistystä ja toimintaa.
- Paineiskut : Lietteen liike voi olla turbulenttia, mikä aiheuttaa paineenvaihteluita, jotka rasittavat venttiilin komponentteja.
- Vaikeus sulkea : Tiivistyspintojen väliin jääneet kiinteät aineet voivat estää sulkeutumisen tai vahingoittaa istuinta.
Kaikkien lietehuollon venttiilien on kohdattava nämä ongelmat, ja tämä toimii lähtökohtana läppäventtiilien arvioinnissa.
Kuinka läppäventtiilit toimivat – ja mitä se tarkoittaa lietteille
Läppäventtiili käyttää pyörivää kiekkoa avaamaan tai sulkemaan virtauksen putkilinjassa. Kun kiekko kääntyy samansuuntaisesti virtauksen kanssa, venttiili on auki; kun se käännetään kohtisuoraan, se pysäyttää virtauksen. Keskeisiä sisäisiä komponentteja ovat:
- Disc
- Istuin (elastomeeri tai metalli)
- Varsi/akseli
- Runko
Lietekäytössä levy ja istukka ovat kulumiselle alttiimpia komponentteja.
Läppäventtiilien tärkeimmät edut:
- Kompakti koko ja pieni paino verrattuna luisti- tai palloventtiileihin
- Halvemmat kustannukset, etenkin suuremmilla halkaisijalla
- Matala käyttömomentti
- Nopea neljänneskierroksen käyttö
- Hyvä kuristukseen joissakin malleissa
Tärkeimmät rajoitukset hankaavissa ympäristöissä:
- Levy pysyy virtausreitillä jopa täysin auki ollessaan ja altistaa sen jatkuvalle kulumiselle
- Elastomeeriset istuimet voivat hajota nopeasti hankaavassa käytössä
- Hiukkaset voivat tarttua levyn reunan ympärille, mikä vaikuttaa tiivistykseen
- Joissakin malleissa esiintyy suurta turbulenssia kiekon ympärillä, mikä lisää eroosiota
Nämä ominaisuudet auttavat selittämään, miksi läppäventtiilit voivat olla sopivia joihinkin lietesovelluksiin, mutta eivät muihin.
Kun perhosventtiilit Are Soveltuu lietteelle tai hankaaville aineille
Haasteista huolimatta läppäventtiilit voivat toimia hyvin tietyissä olosuhteissa. Niiden soveltuvuus yleensä paranee, kun liete on mietoa, venttiili valitaan huolella ja käyttöolosuhteita valvotaan.
1. Matala tai kohtalainen hankauskyky
Jos liete sisältää enimmäkseen hienoja hiukkasia (esim. alle ~100 mikronia) ja nämä hiukkaset eivät ole kovin hankaavia, oikein suunniteltu läppäventtiili voi toimia onnistuneesti. Esimerkkejä:
- Käsitelty jätevesi suspendoituneella kiintoaineella
- Kemialliset lietteet hankaamattomilla täyteaineilla
- Kalkkiliete vedenkäsittelyssä (sopivilla materiaaleilla)
Näissä tapauksissa kulumisaste on hallittavissa, ja elastomeeriset tai erikoispinnoitetut levyt ja istuimet voivat tarjota pitkän käyttöiän.
2. Sovellukset, jotka vaativat suuria venttiilejä pienemmillä kustannuksilla
Läppäventtiilit ovat taloudellisia suurissa koossa (esim. DN 300 ja enemmän). Käsiteltäessä vähän hankausta lietettä suurissa putkissa, ne ovat edelleen suosittu valinta niiden kompaktin jalanjäljen ja alhaisten asennuskustannusten vuoksi verrattuna pallo- tai veitsiluistiventtiileihin.
3. Ei-kriittiset sulkemisvaatimukset
Jos venttiilin ei tarvitse tarjota kuplatiivis tiivistys , jonkin verran kulumista voidaan sietää. Esimerkiksi:
- Eristysventtiilit matalapaineisissa lietelinjoissa
- Virtauksen suuntaaminen, jos pieni vuoto on hyväksyttävää
- Sovellukset, joissa on järjestelmään sisäänrakennettu redundanssi
Näissä tapauksissa venttiili saattaa silti toimia asianmukaisesti, vaikka istukassa olisikin jonkin verran eroosiota.
4. Suorituskykyisten tai lietekohtaisten läppäventtiilien käyttäminen
Jotkut läppäventtiilit on suunniteltu erityisesti kovempia materiaaleja varten. Parannukset voivat sisältää:
- Kovapäällysteiset levyt (esim. volframikarbidi, kromikarbidi)
- Metallitiivisteiset korkean suorituskyvyn läppäventtiilit
- Täyskorvaiset tai kaksinkertaiset mallit jotka vähentävät istuimen kosketusta ja kulumista
- Vaihdettavat istuimet suunniteltu hankaaviin sovelluksiin
- Huuhtele portit kiintoaineiden poistamiseen käytön aikana
Nämä suunnitteluominaisuudet voivat parantaa huomattavasti lietteen kestävyyttä, mikä tekee läppäventtiileistä käyttökelpoisen vaihtoehdon kohtalaisen hankaavissa ympäristöissä.
5. Matalanopeus tai säädellyt nopeusolosuhteet
Eroosio lisääntyy dramaattisesti nopeuden myötä. Jos prosessi sallii:
- pienempi virtausnopeus,
- sujuvat virtauksen siirtymät ja
- minimaalinen turbulenssi,
läppäventtiili saattaa kulua huomattavasti vähemmän.
Kun perhosventtiilit Are Ei Suositellaan lietteelle tai hankaaville materiaaleille
Vaikka läppäventtiilit voivat toimia joissakin lietetilanteissa, on monia tapauksia, joissa ne eivät ole ihanteellisia - ja voivat jopa epäonnistua ennenaikaisesti.
1. Erittäin hankaavat lietteet
Sovellukset, joissa on suuria, teräviä tai tiheitä hiukkasia, ovat haastavimpia:
- Hiekkaliete
- Kaivosrikastusjätteet
- Lentotuhka
- Sementti tai laasti
- Mineraalipitoiset lietteet
Hiomahiukkasten jatkuva vaikutus levyyn ja istukkaan johtaa usein nopeaan eroosioon, vuotamiseen ja venttiilin lyhyeen käyttöikään. Näissä ympäristöissä vankemmat venttiilityypit (kuten veitsiluistit tai puristusventtiilit) toimivat yleensä paremmin.
2. Suuren nopeuden tai suuren turbulenssin järjestelmät
Suuri virtausnopeus ajaa hiukkaset venttiilipintoja vasten suuremmalla voimalla, mikä nopeuttaa eroosiota. Turbulenssi pahentaa ongelmaa, erityisesti levyn etureunan ympärillä. Jos nopeudet ylittävät lietehuollon suositellut rajat, läppäventtiilit eivät yleensä ole paras valinta.
3. Sovellukset, jotka vaativat tiukan katkaisun pitkien huoltovälien aikana
Jos järjestelmä vaatii nolla vuoto or pitkäaikainen tiivistysvarmuus , läppäventtiilit hiomahuollossa voivat olla ongelmallisia:
- Elastomeeristen istuinten kuluminen voi estää täydellisen sulkeutumisen
- Naarmuuntuneet tai vaurioituneet levyt häiritsevät sulkemista
- Upotetut hiukkaset voivat vaarantaa istuimen eheyden
Näissä skenaarioissa metallitiivisteiset palloventtiilit tai lieteveitsiläpiventtiilit tarjoavat usein paremman luotettavuuden.
4. Korkeapaineiset hiomasovellukset
Jopa korkean suorituskyvyn läppäventtiilit kohtaavat haasteita korkeapaineisessa hiomahuollossa. Mekaanisen rasituksen ja hankaavan vaikutuksen yhdistelmä voi johtaa vakaviin vaurioihin. Vaihtoehtoiset venttiilityypit ovat yleensä parempia kuin läppäventtiilit korkeapaineisissa lietetöissä.
Suunnittelu- ja materiaalihuomiot lietelannosteluissa
Oikean läppäventtiilin valinta hankaaville aineille vaatii erityistä huomiota materiaaleihin ja rakenteeseen.
Levyn materiaalit
- Ruostumaton teräs – Hyvä korroosionkestävyys, kohtalainen eroosionkestävyys
- Pallorauta – Taloudellinen mutta vähemmän kulutusta kestävä
- Kovapinnoitetut pinnat – Volframikarbidi tai kromikarbidi parantavat merkittävästi kestävyyttä
- Hastelloy tai vastaavat seokset – Käytetään syövyttävissä lieteympäristöissä
Kovapinnoitettua kiekkoa suositellaan yleensä hankaaviin sovelluksiin.
Istuimen materiaalit
- EPDM ja nitriili elastomeerit – Sopii hyvin vähän hankaaviin ympäristöihin
- PTFE-istuimet – Parempi kemiallinen kestävyys, kohtalainen kulutuskestävyys
- Metalliset istuimet – Paras korkean lämpötilan tai hankaavaan huoltoon, mutta ei kuplantiivis
Istuin on yleensä nopeimmin kuluva komponentti, joten materiaalin valinta on kriittinen.
Venttiilin suunnittelu
- Kaksinkertaiset (korkean suorituskyvyn) läppäventtiilit vähentää istuimen kitkaa ja kulumista.
- Kolminkertaiset venttiilit tarjoavat metallin välisen tiivistyksen, mutta niitä käytetään tyypillisesti, kun tiukka sulku on tarpeen vakavassa kunnossa.
- Täyteläinen tai täysikokoiset mallit tarjoavat paremman rakenteellisen lujuuden vaativiin lieteprosesseihin.
Pinnoitteet ja vuoraukset
Jotkut lietepalveluista hyötyvät:
- Keraamipinnoitetut levyt
- Kumivuoratut rungot
- Karkaistut istuinrenkaat
