Parmi les conceptions structurelles habituelles à porte simple, à double porte, à coin, parallèle, etc., la porte double à coin et la porte élastique à coin sont les plus largement utilisées. Le portail du premier coïncide automatiquement avec les deux côtés du siège, tandis que le second s'appuie sur la rainure élastique au milieu de la cale du portail pour assurer l'étanchéité. Le premier a une compensation automatique, tandis que le second dépend de la poussée axiale de la tige pour compenser l'erreur de position d'usinage de l'angle du coin. En raison de leurs excellentes performances d’étanchéité, dans certains cas, la pression dans la cavité centrale augmentera anormalement. Le fluide à haute température et haute pression (liquide ou gaz) étant bloqué dans la cavité médiane de la vanne, le fluide à l'intérieur, réchauffé par l'amont, peut se vaporiser rapidement, entraînant une forte augmentation de pression. Il s'agit souvent d'une progression géométrique.
La conséquence d’une surpression de la vanne est d’une grande ampleur. La contrainte de travail des pièces de roulement et des mécanismes de commutation (telle que la contrainte de travail de la tige de vanne et du cadre de porte) sera mise sous pression par la cavité anormale, accablant ainsi la force motrice du mécanisme d'entraînement. Même une pression anormale peut aggraver la situation en provoquant un démarrage raté, une tige de soupape fissurée, un cadre de vanne cassé et un moteur brûlé. Ces cas sont courants dans de nombreux robinets-vannes haute pression de grand diamètre. De nombreux utilisateurs accusent le robinet-vanne de « coincer ». En fait, le « coincement » trouve son origine dans la montée anormale de pression dans la cavité, qui est le « tueur invisible » du portail.
Supposons généralement que le robinet à double vanne à coin soit utilisé dans un système d'alimentation en eau d'une centrale thermique et sa dérivation. L'eau froide laissée par le test de pression est chauffée à une température inférieure à 250 ~ 300 ℃. La vaporisation flash augmente le volume et augmente la pression du fluide. Ouvrez la vanne avec un couple d'entraînement suffisamment important ou une résistance suffisamment élevée de l'ensemble de tige, sinon la tige de vanne se brisera, le cadre de la vanne se brisera ou la fente en T de la vanne explosera. Ensuite, la pompe à eau ne démarre pas, ce qui entraîne un grave accident d'arrêt.
Premièrement, les risques liés à une pression anormale.
La formation d’une pression anormale dans diverses applications de vannes est étonnamment similaire, car ses deux principaux facteurs sont similaires dans de nombreux systèmes industriels. Ce sont les supports chauffés et le démarrage à chaud après l'arrêt à froid. Par conséquent, si aucune mesure n’est prise, il est presque inévitable que le système soit endommagé par une pression anormale. Voici 3 dangers.
1. La destruction du robinet-vanne
En général, la résistance de la coque de la vanne, du chapeau et de la tige correspond à la pression nominale de la vanne. Une pression anormale augmente la pression d'ouverture, ce qui multiplie la contrainte de travail des pièces concernées. Une fois que la contrainte réelle dépasse la contrainte admissible, les pièces soumises à des contraintes élevées se fracturent, entraînant une ouverture défaillante, un endommagement de l'obturateur de la vanne ou même la mise au rebut de la machine dans son ensemble.
2. La destruction du système de sécurité
Les pièces sous pression comme la coque, le capot, etc., une fois sous pression, sont évidemment dangereuses car le fluide brise facilement ses zones vulnérables puis s'échappe. Le fluide haute pression s'échappe de sa garniture et de la bague auto-obturante, provoquant une fuite massive. Le cas sera pire en provoquant des dommages et des pertes si le milieu est un gaz à haute température, toxique ou nocif.
3. La destruction du système d'exploitation
Un robinet-vanne normal est la clé de tous types de contrôle des opérations industrielles. En cas de défaillance du contrôle opérationnel, l'ensemble du système doit être arrêté pour maintenance, ce qui entraînera d'énormes pertes directes ou indirectes.
Deuxièmement, les mesures de protection.
Il est possible d'éliminer totalement la pression anormale dans la cavité centrale en s'occupant de la conception, de l'installation et du débogage du robinet-vanne. Voici trois solutions couramment adoptées pour référence :
1. Un trou de décompression à l'intérieur
Le trou de décompression, situé à l’intérieur de la vanne pour équilibrer la pression dans la cavité centrale, constitue la solution la plus économique et la plus efficace. Comme le montre l'image 2, le trou de décompression est situé respectivement à l'extérieur de la cale amont et du siège de la soupape d'admission. La pression accrue dans la cavité centrale sera automatiquement relâchée vers l'amont, gardant toujours une pression équilibrée des deux côtés, éliminant ainsi la pression anormale.
2. Une décompression de dérivation à l'extérieur
Pour le robinet-vanne déjà fabriqué, installez-le avec un by-pass externe comme décharge de sortie, comme indiqué sur l'image 3.
Une vanne de blocage de dérivation est utilisée pour relier la cavité centrale à l'amont. Ce n'est que lorsque la porte principale est éteinte que l'on peut l'éteindre (l'allumer en cas de surchauffe de la cavité). Le robinet de blocage de dérivation doit être activé en premier pour réduire la pression dans la cavité avant d'ouvrir le robinet-vanne principal.
3. Une soupape de décharge spéciale attachée
La soupape de décharge spéciale est fixée à l'extérieur de la cavité, comme indiqué sur l'image 4. Réglez la pression de décharge de la soupape de décharge de la même manière que celle de fonctionnement nominale du robinet-vanne principal. Une fois que la cavité est en surpression, elle est automatiquement évacuée à la pression réglée, maintenant ainsi un fonctionnement sûr du robinet-vanne principal.
Pour faciliter le réglage et l'entretien de la soupape de décharge, le robinet de sectionnement doit être installé devant celle-ci. La pression nominale de la soupape de décharge est généralement réglée à 1,33PN (PN est la contrainte nominale de la soupape du système).
De plus, en ce qui concerne le débogage, en particulier dans le cas de l'électrovanne, il convient de prêter attention à la course de coupure et au contrôle du couple. Réduisez au minimum le couple de coupure pour éviter que la cale ne se coince. Pour prendre en compte la dilatation thermique de la tige, retirez la tige une fois la cale en place lors du débogage du robinet-vanne haute température de grand diamètre pour éviter l'accident coincé.
Attaché d'importance à la surpression anormale, c'est un tueur caché du robinet-vanne à double siège, qui menace le fonctionnement de l'équipement et la sécurité du système. Par conséquent, la conception et l'installation du robinet-vanne, en particulier celui à haute température, haute pression et de grand diamètre, doivent être en mesure d'empêcher une surpression anormale.
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