สามารถติดตั้งวาล์วประตูแบบกลับหัวได้หรือไม่?

วาล์วประตูเป็นหนึ่งในวาล์วแยกที่พบมากที่สุดในระบบท่อ บุคลากรด้านวิศวกรรมจำนวนมากมักประสบปัญหา-คำถามในการติดตั้งนอกสถานที่:อนุญาตให้ติดตั้งวาล์วประตูกลับหัวได้หรือไม่ (ก้านคว่ำลงและตัววาล์วกลับด้าน)เพื่อตอบคำถามนี้ เราต้องเริ่มต้นด้วยโครงสร้างภายในและหลักการปิดผนึกของวาล์วประตู

 

การวางแนวการติดตั้งมาตรฐานของวาล์วประตู

โดยทั่วไปวาล์วประตูที่ได้รับการออกแบบมาตรฐานจะต้องมีก้านอยู่ในแนวตั้งขึ้นหรือแนวนอน และมุมรวมระหว่างเส้นกึ่งกลางของก้านและแนวดิ่งแนวตั้งของพื้นดินจะต้องไม่เกิน 15 องศา (ระบุใน API 600 7 ฉบับที่) เนื่องจากวาล์วประตูรับรู้ถึงการเปิดและปิดท่อผ่านการยกแนวตั้งของแผ่นประตู เมื่อคุณดำเนินการวาล์วประตูเปิดก้านขับแผ่นดิสก์ประตูขึ้นด้านบนเข้าไปในช่องฝากระโปรง เมื่อดำเนินการวาล์วประตูปิดแผ่นเกตจะเลื่อนลงเพื่อกดให้แน่นกับหน้าซีลของบ่าวาล์วทั้งสอง

 

การบังคับให้ติดตั้งกลับหัว-โดยให้ก้านคว่ำลงจะเปลี่ยนทิศทางของน้ำหนักของจานเกตและแรงกดปานกลาง ในระหว่างกระบวนการปิดในกรณีนี้ แผ่นเกทอาจไม่สามารถใส่เข้าไปในร่องนำบ่าวาล์วได้อย่างแม่นยำ ส่งผลให้หน้าซีลสัมผัสไม่ครบถ้วน ตามรายงานการวิเคราะห์ความล้มเหลวที่เผยแพร่โดยวาล์วโลกในปี 2021 ประมาณ 73% ของการติดตั้งวาล์วประตูแบบกลับด้านประสบกับการรั่วไหลภายในหลังการปิด โดยในจำนวนนี้ 42% มีอัตราการรั่วไหลเกินค่าที่อนุญาตของมาตรฐาน ISO 5208 Class A (0.1×DN mm³/s)

 

ผลกระทบของการติดตั้งแบบกลับหัว-ต่อโครงสร้างภายใน

การสังเกตรายละเอียดของวาล์วประตูด้านใน: วาล์วประตูลิ่มมีมุมลิ่ม 3 องศา ~5 องศาระหว่างแผ่นเกทและบ่าวาล์ว ทำให้เกิดแรงดันในการปิดผนึกผ่านการขันลิ่มให้แน่น เมื่อติดตั้งแบบกลับหัว ทิศทางของแรงโน้มถ่วงจะตรงข้ามกับทิศทางการขันลิ่ม ทำให้เกิดความเค้นสัมผัสที่ควรกระจายเท่าๆ กันบนหน้าซีลให้เบี่ยงเบนไปทางด้านสเตม ข้อมูลที่วัดได้จะแสดงการติดตั้งแบบกลับหัว-จะช่วยลดแรงดันการซีลเฉพาะที่ด้านล่างของบ่าวาล์วลง 30%~50% ในขณะที่แรงดันเฉพาะที่ด้านบนอาจเกินขีดจำกัดผลผลิตของวัสดุ (เช่น บ่าวาล์วเหล็ก 13Cr ที่มีความแข็งแรงครากมากกว่าหรือเท่ากับ 485 MPa)

 

นอกจากนี้ การติดตั้งแบบกลับหัว-จะทำให้เกลียวก้านสัมผัสกับตัวกลางโดยตรง สำหรับไอน้ำหรือของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน อัตราการสึกหรอของเกลียวของก้านจะเร็วกว่าการติดตั้งปกติ 2 ถึง 3 เท่า (อ้างอิงจากการทดสอบการสึกหรอของ ASTM G98) นี่จะทำให้วาล์วทำงานล้มเหลวโดยตรงวาล์วประตูเปิดหรือวาล์วประตูปิดการดำเนินงานตามปกติ

 

ปัญหาการระบายน้ำที่เกิดจากการติดตั้งกลับหัว-

ที่ท่อระบายน้ำวาล์วประตูฟังก์ชั่นเกือบจะหายไปเมื่อติดตั้งวาล์วกลับหัว ช่องระบายน้ำหรือช่องระบายอากาศจุดต่ำ-ของวาล์วประตูแบบทั่วไปได้รับการออกแบบมาที่ด้านล่างของตัววาล์ว ในการติดตั้งตามปกติ น้ำที่ควบแน่นและสิ่งสกปรกที่สะสมในช่องวาล์วสามารถระบายออกทางช่องระบายน้ำด้านล่างได้ เมื่อกลับด้าน ช่องระบายน้ำที่ด้านล่างของตัววาล์วจะหงายขึ้นแทน ในขณะที่ช่องฝากระโปรง (เดิมอยู่ที่ด้านบน) จะกลายเป็นจุดต่ำ อนุภาคของแข็งในตัวกลางจะสะสมอยู่ในบริเวณต่อมบรรจุก้านวาล์ว - ตำแหน่งที่ไม่มีทางระบายออก การสะสมในระยะยาว-จะทำให้เกิดการสึกหรอของการบรรจุ ลำต้นติดขัด และในที่สุดทั้งหมดวาล์วประตูท่อใช้งานไม่ได้

 

ปัญหาและแนวทางแก้ไขทั่วไป

ปัญหาที่ 1: วาล์วประตูถูกติดตั้งกลับหัวและมีการรั่วไหลภายในหลังจากปิด จะจัดการอย่างไร?

การวิเคราะห์สาเหตุ: การติดตั้งแบบกลับหัว-ทำให้แผ่นเกตเบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งตรงกลาง ส่งผลให้การซีลด้านเดียวล้มเหลว ตามพิกัดแรงดัน ASME B16.34- โดยทั่วไปวาล์วประตูตั้งแต่คลาส 150 ถึงคลาส 600 จะไม่สามารถรักษาประสิทธิภาพการซีลด้วยแรงดันที่กำหนดได้ภายใต้สภาพการทำงานแบบกลับหัว

 

โซลูชั่น:

1. การปิดระบบทันทีและการลดแรงดัน: ลดความดันส่วนท่อและระบายตัวกลาง ลองเปิดวาล์วด้วยมือจนสุดผ่านทางวาล์วประตูเปิดจากนั้นจึงดำเนินการวาล์วประตูปิดอีกครั้ง. ผลกระทบจากการไหลปานกลางอาจรีเซ็ตดิสก์เกต แต่อัตราความสำเร็จต่ำกว่า 15%
2. ถอดและติดตั้งใหม่: ทางออกที่ดีที่สุดคือการรื้อวาล์วและติดตั้งกลับเข้าไปใหม่ในทิศทางที่ถูกต้อง (ก้านขึ้นหรือแนวนอน) หากพื้นที่ท่อไม่อนุญาตให้หมุนตัววาล์วก็จำเป็นต้องดำเนินการเปลี่ยนวาล์วประตูด้วยวาล์วประตูที่ออกแบบการไหลแบบสองทิศทาง (เช่น วาล์วประตูสไลด์แบบขนานหรือวาล์วประตูลิ่มที่มีบ่าวาล์วลอย) ซึ่งไม่ไวต่อการวางแนวการติดตั้ง
3. มาตรการฉุกเฉินชั่วคราว: หากไม่มีการปิดระบบทันที ให้สร้างพอร์ตบายพาสที่ด้านบนของฝากระโปรงหน้า และเชื่อมต่อวาล์วระบายขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม การดำเนินการนี้จะทำลายความสมบูรณ์ของแรงดันของฝากระโปรง และใช้ได้เฉพาะกับแรงดันต่ำ-ที่ไม่-ในโอกาสวิกฤติเท่านั้น (ความดันน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0 MPa)

 

ปัญหาที่ 2: จะต้องติดตั้งวาล์วประตูบนท่อแนวนอนโดยให้ก้านอยู่ในแนวนอนหรือไม่? มีข้อกำหนดด้านมุมหรือไม่?

การวิเคราะห์สาเหตุ: นักออกแบบบางคนเข้าใจผิดเชื่อว่าวาล์วประตูบนท่อแนวนอนสามารถติดตั้งได้ที่มุมการหมุนใดๆ รวมถึงก้านลงที่ 15 องศา ~30 องศา

 

โซลูชั่น: อ้างถึงส่วนที่ 4.3 ของ MSS SP-91-2019แนวทางการติดตั้งวาล์ว*: สำหรับวาล์วประตูสกรูและแอกด้านนอก ก้านจะต้องอยู่ในตำแหน่งภายใน ±10 องศาเหนือเส้นแนวนอน สำหรับวาล์วสเตมเกตที่ไม่เพิ่ม- สามารถผ่อนคลายพิกัดความเผื่อได้ที่ ±15 องศา ความโน้มเอียงใดๆ ที่เกินช่วงนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับก้านที่ต่ำกว่าเส้นแนวนอน ถือเป็นการติดตั้งแบบกลับหัว-

 

หากเค้าโครงไปป์ไลน์จำเป็นต้องติดตั้งก้านลงด้านล่างอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ (เช่น พื้นที่เหนือศีรษะที่จำกัด) จะต้องเลือกใช้วาล์วประตูต้านทาน-การปล่อยก๊าซหรือการผกผัน{3}}ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษต่ำ วาล์วดังกล่าวมีสปริงเสริมที่ด้านล่างของบ่าวาล์ว หรือใช้วงแหวนบ่าวาล์วปิดผนึกสองทิศทาง (เช่น PTFE + วงแหวนบ่าวาล์วผสมคาร์บอนไฟเบอร์) โดยมีต้นทุนการจัดซื้อประมาณ 2.5 เท่าของวาล์วประตูธรรมดา

 

สำหรับวาล์วประตูแบบกลับหัวที่มีอยู่ สามารถติดตั้งรางเสริมเสริมได้: เชื่อมแถบนำสแตนเลสหนา 2~3 มม. (ความแข็งมากกว่าหรือเท่ากับ 200 HB) ที่ด้านในทั้งสองด้านของตัววาล์วเพื่อจำกัดการเคลื่อนที่ของแผ่นเกต อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนนี้จำเป็นต้องมีการถอดชิ้นส่วนวาล์วและการประมวลผลตัววาล์วใหม่ซึ่งมีต้นทุนค่าแรงสูง โดยทั่วไปแนะนำให้ดำเนินการโดยตรงเปลี่ยนวาล์วประตู.

 

บทสรุป

วาล์วประตูท่อของการออกแบบมาตรฐานไม่อนุญาตให้ติดตั้งกลับหัวในกรณีส่วนใหญ่ การติดตั้งกลับหัว-ทำให้การปิดผนึกแน่นหนาระหว่างแผ่นเกตและบ่าวาล์วเสียหาย ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของวาล์วประตูเปิดและวาล์วประตูปิด, ปิดการใช้งานท่อระบายน้ำวาล์วประตูทำหน้าที่และเร่งการสึกหรอของส่วนประกอบหลักภายในวาล์วประตูด้านใน.

 

หากพบการติดตั้งที่ไม่ถูกต้องที่ไซต์งาน วิธีแก้ปัญหาที่ละเอียดที่สุดคือเปลี่ยนวาล์วประตูและติดตั้งใหม่ในทิศทางที่ถูกต้อง สำหรับพื้นที่พิเศษ-ในโอกาสที่จำกัด จะต้องซื้อ-วาล์วประตูแบบติดตั้งได้สองทิศทางที่ได้รับการรับรอง และห้าม-ดัดแปลงวาล์วประตูธรรมดาด้วยตนเองโดยเด็ดขาด