¿Cuáles son las medidas de protección contra el aumento anormal de presión de las válvulas de compuerta?

Entre los diseños estructurales habituales de compuerta simple, compuerta doble, cuña, paralela, etc., la compuerta doble de cuña y la compuerta elástica de cuña son los más utilizados. La compuerta de la primera coincide automáticamente con los dos lados del asiento, mientras que la segunda se basa en la ranura elástica situada en el centro de la cuña de la compuerta para sellar. La primera tiene una compensación automática, mientras que la segunda depende del empuje axial del vástago para compensar el error de posición de mecanizado del ángulo de la cuña. Como resultado del excelente rendimiento de sellado de ambos, en algunos casos, la presión en la cavidad central aumentará anormalmente. Dado que el fluido a alta temperatura y alta presión (líquido o gas) está bloqueado en la cavidad central de la válvula, el fluido en el interior, calentado por la corriente ascendente, puede vaporizarse rápidamente, dando lugar a un fuerte aumento de la presión. A menudo se trata de una progresión geométrica.

La consecuencia de la sobrepresión de la válvula es de gran magnitud. La tensión de trabajo de las piezas de rodamiento y los engranajes de conmutación (como la tensión de trabajo del vástago de la válvula y el marco de la compuerta) se presurizará por la cavidad anormal, cargando así la fuerza motriz del mecanismo de accionamiento. Incluso la presión anormal puede empeorar por un arranque fallido, un vástago de válvula agrietado, un marco de compuerta roto y un motor quemado. Estos casos son comunes en muchas válvulas de compuerta de gran diámetro y alta presión. Muchos usuarios culpan a la válvula de compuerta de estar "atascada" . En realidad, el "atasco" tiene su origen en el aumento anormal de la presión en la cavidad, que es el "asesino invisible" de la compuerta.

Supongamos que la válvula de doble compuerta de cuña se utiliza en un sistema de suministro de agua de una central térmica y su derivación. El agua fría sobrante de la prueba de presión se calienta por debajo de 250~300℃. La vaporización instantánea aumenta el volumen y la presión del fluido. Abra la válvula con un par de accionamiento suficientemente grande o con una resistencia suficientemente alta del conjunto del vástago, de lo contrario, el vástago de la válvula se fractura, el marco de la compuerta se rompe o la ranura en T de la compuerta explota. Entonces la bomba de agua no arranca, provocando un grave accidente.

En primer lugar, los peligros de la presión anormal.

La formación de presiones anormales en aplicaciones diversificadas de válvulas de compuerta es sorprendentemente parecida, ya que sus dos factores principales en muchos sistemas industriales son similares. Son el medio calentado y el arranque en caliente tras la parada en frío. Por lo tanto, es casi inevitable, si no se toman medidas, el daño al sistema causado por la presión anormal. Aquí hay 3 peligros.

1. La destrucción de la válvula de compuerta

En general, la resistencia de la carcasa de la válvula, el bonete y el vástago está en consonancia con la presión nominal de la válvula. Una presión anormal aumenta la presión de apertura, lo que multiplica la tensión de trabajo de las piezas relacionadas. Una vez que la tensión real supera la tensión admisible, las piezas con una tensión elevada se fracturan, lo que provoca un fallo en la apertura, un daño en la compuerta de la válvula o incluso el desguace de toda la máquina.

2. La destrucción del sistema de seguridad

Las piezas que soportan la presión, como la carcasa, el capó, etc., una vez sobrepresionadas son obviamente peligrosas, ya que el medio rompe fácilmente sus zonas vulnerables y luego se escapa. El fluido a alta presión se precipita fuera de su empaquetadura y del anillo autosellante, provocando una fuga masiva. Si el fluido es un gas de alta temperatura, tóxico o nocivo, el caso se agravará, causando daños y víctimas.

3. La destrucción del sistema operativo

Una válvula de compuerta normal es la clave de todo tipo de control de funcionamiento industrial. Una vez que falla el control de funcionamiento, todo el sistema debe pararse para su mantenimiento, lo que provocará enormes pérdidas directas o indirectas.

En segundo lugar, medidas de protección.

Es posible eliminar totalmente la presión anormal en la cavidad intermedia ocupándose del diseño, la instalación y la depuración de la válvula de compuerta. He aquí tres soluciones comúnmente adoptadas como referencia:

1. Un orificio de alivio de presión en el interior

El orificio de alivio de presión, situado en el interior de la válvula para equilibrar la presión en la cavidad central, es la solución más económica y eficaz. Como se muestra en la imagen 2, el orificio de alivio de presión está situado fuera de la cuña aguas arriba y del asiento de la válvula de entrada, respectivamente. El aumento de presión en la cavidad central se liberará automáticamente hacia aguas arriba, manteniendo siempre una presión equilibrada en ambos lados, eliminando así la presión anormal.

2. Un alivio de presión de derivación exterior

Para la válvula de compuerta ya fabricada, instálela con una derivación externa como alivio de salida, tal como se muestra en la imagen 3.

Se utiliza una válvula de bloqueo de derivación para conectar la cavidad central con la aguas arriba. Sólo puede desconectarse cuando la compuerta principal está apagada (conéctela cuando la cavidad esté sobrecalentada). La válvula de bloqueo de derivación debe conectarse primero para reducir la presión en la cavidad antes de abrir la válvula de compuerta principal.

3. Una válvula de alivio especial unida

La válvula de alivio especial se fija fuera de la cavidad, como se muestra en la figura 4. Ajuste la presión de descarga de la válvula de alivio igual a la presión nominal de trabajo de la válvula de compuerta principal. Una vez que la cavidad está sobrepresionada, se descarga automáticamente a la presión ajustada, manteniendo así un funcionamiento seguro de la válvula de compuerta principal.

Para facilitar el ajuste y el mantenimiento de la válvula de alivio, la válvula de bloqueo debe instalarse delante de ella. La presión nominal de la válvula de alivio suele fijarse en 1,33PN (PN es la tensión nominal de la válvula del sistema).

Además, en cuanto a la depuración, especialmente en el caso de la válvula eléctrica, se debe prestar atención a la carrera de desconexión y al control del par. Minimizar el par de desconexión para evitar que la cuña se atasque. Para tener en cuenta la expansión térmica del vástago, tire hacia atrás el vástago después de que la cuña esté en su lugar durante la depuración de la válvula de compuerta de alta temperatura con gran diámetro para evitar el accidente de atasco.

La sobrepresión anormal es un asesino oculto de la válvula de compuerta de doble asiento, que amenaza el funcionamiento del equipo y la seguridad del sistema. Por lo tanto, el diseño y la instalación de la válvula de compuerta, especialmente las de alta temperatura, alta presión y gran diámetro, deben ser capaces de prevenir la sobrepresión anormal.

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