Jakie są zastosowania gumowych o-ringów w zaworach bezpieczeństwa

Jakie zastosowania są gumowe pierścienie uszczelniające w zaworach bezpieczeństwa

Zawory bezpieczeństwa są niezbędnymi akcesoriami bezpieczeństwa dla różnych typów kotłów, zbiorników ciśnieniowych i rurociągów ciśnieniowych. Są one szeroko stosowane w różnych dziedzinach, takich jak ropa naftowa, przemysł chemiczny, elektrownie, hutnictwo, energia jądrowa i obrona narodowa. Uszczelnienia różnych części zaworu bezpieczeństwa są podzielone na metalowe uszczelnienia i uszczelnienia niemetaliczne w zależności od typu styku. Uszczelnienia gumowe o-ring (zwane dalej o-ringami) należą do typowej struktury uszczelnień niemetalicznych. Guma jest elastycznym materiałem polimerowym, który może powodować większe odkształcenia, gdy podaje się małe naprężenie. Deformacja ta może zapewnić ciśnienie kontaktowe, skompensować szczeliny wyciekowe i osiągnąć cel uszczelnienia. Dlatego uszczelnienia gumowe są łatwiejsze do osiągnięcia niż inne formy uszczelniania. , A wydajność uszczelniania jest doskonała, niezależnie od tego, czy jest on stosowany do uszczelniania statycznego, czy dynamicznego uszczelniania, szybkość wycieku może być utrzymana w niewielkim stopniu. Szczególnie w przypadku uszczelnień dynamicznych odporność na tarcie pierścieni uszczelniających jest bardzo mała, co można dostosować do naprzemiennych okazji ciśnieniowych.

2. Obowiązujące warunki pracy

Zawór bezpieczeństwa jest zaworem zabezpieczającym, który automatycznie otwiera się i zamyka w zależności od ciśnienia roboczego układu. Zgodnie z zasadą działania można ją podzielić odpowiednio na zawory bezpieczeństwa działające bezpośrednio i pośrednio, sprężynowe (patrz rysunek 1) i pilotażowe zawory bezpieczeństwa. Jest przedstawicielem tych dwóch form. Weźmy te dwa powszechnie stosowane zawory bezpieczeństwa jako przykłady ilustrujące główne zastosowania o-ringów.

(1) Warunki niskiego ciśnienia

Zawór bezpieczeństwa jest zaworem automatycznym, który nie polega na zewnętrznej sile napędowej do uszczelniania (z wyjątkiem zaworów bezpieczeństwa z urządzeniami pomocniczymi). Obciążenie uszczelniające w gnieździe zaworu zależy głównie od napięcia wstępnego sprężyny (zaworu bezpieczeństwa obciążenia bezpośredniego sprężyny) lub czynnika roboczego. Ciśnienie (pilotowany zawór bezpieczeństwa) jest zapewnione, obciążenie uszczelniające jest mniejsze niż inne rodzaje zaworów, a uszczelnienie jest trudniejsze. Gdy ciśnienie zestawu jest niskie, napięcie wstępne sprężyny lub ciśnienie podłoża roboczego jest odpowiednio małe, obciążenie uszczelniające gniazda zaworu jest małe, a inne rodzaje form uszczelniania są trudne do uszczelnienia.

(2) Dynamiczne warunki uszczelnień

Zawór bezpieczeństwa sterowany pilotem składa się z zaworu głównego i zaworu pilotowego. Otwieranie i zamykanie zaworu głównego jest kontrolowane przez ciśnienie systemu wykrywania zaworu pilotowego. Wewnętrzna struktura zaworu pilotowego jest zwarta, ścieżka przepływu jest wąska, przestrzeń jest ograniczona, istnieje wiele względnych ruchomych części, a część uszczelniająca jest szczelna. Pomiędzy tarczą zaworu głównego a tuleią prowadzącą znajduje się konstrukcja tłoka, aby zapewnić, że medium utworzone przez tarczę i tuleję prowadzącą nie wycieka, a jednocześnie tarcza ma dobre właściwości ruchowe po otwarciu zaworu bezpieczeństwa.

(3) Warunki wymagające ścisłego wskaźnika wycieków

W porównaniu z niemetalicznymi konstrukcjami uszczelnionymi, konstrukcje uszczelnione metalami mają wyższy współczynnik wycieków. Zgodnie z API 527, maksymalna dopuszczalna szybkość wycieku gniazda zaworu bezpieczeństwa uszczelnionego metalem zależy od obszaru kanału przepływu i ustawionego ciśnienia, a liczba pęcherzyków wynosi 20-100/min. Jednak w przypadku zaworów bezpieczeństwa o niemetalicznych konstrukcjach uszczelnień wyciek pęcherzyków może być tak niski, jak 0/min. Oczywiście niemetalowa struktura uszczelniająca jest bardziej odpowiednia na okazje z surowymi wymaganiami dotyczącymi szybkości wycieku. Na przykład gaz wodorowy jest gazem o małej cząsteczce, łatwym do ucieczki, łatwopalnym i wybuchowym oraz bardzo niebezpiecznym. W przypadku uszczelnienia niemetalowego struktura uszczelniająca pierścieni uszczelniających jest stosunkowo prosta i łatwa w instalacji, konserwacji i wymianie. W związku z tym duża liczba o-ringów jest używana do uszczelniania gniazda zaworu w warunkach zawierających wodór.

3. Główna forma uszczelniająca i konstrukcja konstrukcyjna

Pierścienie uszczelniające typu ściskania są uszczelnieniami typu squeeze. Podstawową zasadą działania uszczelnień typu ściskania jest poleganie na elastycznym odkształceniu uszczelnienia w celu wywołania nacisku styku na powierzchni styku uszczelniającego. Jeśli ciśnienie styku jest większe niż ciśnienie wewnętrzne uszczelnionego medium, nie dojdzie do wycieku. Wystąpi przeciek. W celu zapewnienia tworzenia skutecznego uszczelnienia bardzo ważne są osiągi materiału i konstrukcja konstrukcji uszczelniającej. W przypadku różnych typów konstrukcji uszczelniających ilość sprężania i konstrukcja rowka pierścienia uszczelniającego są różne. Formy uszczelniające pierścieni uszczelniających w zaworach bezpieczeństwa obejmują głównie uszczelnienie statyczne powierzchni końcowej, uszczelnienie tłokowe i uszczelnienie gniazda zaworu.