Cum să remediați scurgerea supapei cu poartă Un ghid pas cu pas pentru inginerii de întreținere industrială

Ghid complet pentru repararea scurgerilor supapelor de blocare: de la diagnosticarea cauzei fundamentale la upgrade-uri de etanșare

Supapele cu gură sunt printre cele mai comune supape de izolare. Conform API 600, un nou robinet trebuie să obțină o scurgere vizibilă zero în timpul testării din fabrică. Cu toate acestea, datele de funcționare pe teren arată că aproximativ 18% dintre supapele cu gură dezvoltă grade diferite de scurgere după doi ani de funcționare.

 

Acest articol, bazat pe experiența de dezasamblare și reparare a supapelor cu gură din fontă, oțel turnat și oțel inoxidabil, explică în mod sistematic cum se remediază scurgerile supapelor cu gură, cu accent pe trei moduri tipice de defecțiune.

 

Pasul 1: Identificați tipul de scurgere - scurgere la garnitură, scurgere la scaun sau scurgere la garnitura capotei

Punctele de scurgere exterioare de pe o supapă cu poartă urmează modele clare. Glanda de etanșare din jurul tijei conține de obicei 4-6 straturi de grafit sau PTFE, fiecare necesitând o rată de compresie între 25% și 35%. Când supapa depășește 2.000 de cicluri de funcționare (testată conform ISO 5208), uzura garniturii poate cauza scurgerea mediului din tijă.

 

In astfel de cazuri,repararea scurgerii tijei supapeieste necesar – prin strângerea din nou sau înlocuirea garniturii pentru a elimina scurgerea. Atingerea rădăcinii tulpinii cu un deget; dacă se simte umed sau prezintă cristale albe (serviciu cu abur) sau pete de ulei, indică o scurgere de ambalaj.

 

Un alt scenariu este presiunea sau debitul din aval atunci când supapa este complet închisă - adică scurgerile interne, de obicei asociate cu deteriorarea suprafeței de etanșare. AnalizândCauzele scurgerii scaunului supapeinecesită verificarea durității și a calității suprafeței discului și a suprafețelor de etanșare a scaunului.

 

Conform ASTM A182, căptușeala din stellit pe scaunele de supapă forjate ar trebui să aibă o duritate de 40–45 HRC, în timp ce suprafața de etanșare a discului este de obicei cu 2–3 HRC mai mică pentru a asigura conformitatea cu lepare. Atunci când suprafața de etanșare are zgârieturi mai largi de 0,5 mm sau zgârieturi mai adânci de 0,2 mm, scurgerea internă va depăși cerințele standardului ANSI/FCI 70-2 Clasa IV (scurgerea maximă admisă de 0,01 in³/min per inch de dimensiunea nominală a țevii).

 

O scurgere mai puțin obișnuită, dar periculoasă, are loc la articulația caroserie-capotă. Dacă supapa suferă mai mult de 50 de cicluri termice care depășesc 150 de grade, rata de recuperare a compresiei a garniturii spiralate sau a garniturii flexibile din grafit compozit va scădea de la 35% inițial la sub 15%, ceea ce duce la pierderea preîncărcării șurubului.

 

Acest lucru necesităînlocuirea garniturii capacului supapei– adică înlocuirea garniturii capotei și strângerea la cuplul specificat. Scurgerea externă evidentă la flanșă este un semn tipic al acestei probleme.

 

Pasul 2: Pregătiri de siguranță înainte de orice încercare online

Înainte de a încerca orice reparație a unei scurgeri de supapă, trebuie confirmate presiunea conductei, tipul mediu și temperatura. Pentru o supapă tipică de clasă 150, presiunea maximă de lucru este de 1,9 MPa (275 psi) la 38 de grade. Dacă mediul este abur și temperatura suprafeței depășește 60 de grade, sunt necesare mănuși izolate. Nu efectuați niciodată strângerea online atunci când supapa este supusă la mai mult de 20% peste clasa sa de presiune nominală.

 

Pasul 3: Procedura de reparare a scurgerilor de ambalare

Pentrurepararea scurgerii tijei supapei, cea mai directă metodă de reparare online este strângerea din nou a glandei de etanșare. Cuplul inițial de pre-strângere pentru piulița tijei se poate referi la datele producătorului: pentru o supapă cu gură DN50 (2 inchi), cuplul standard pentru șuruburile presetupe M10 este de 20–25 N·m. După slăbire, creșteți treptat cuplul în trepte de 3 N·m, rotind manual tija cu 2-3 spire de fiecare dată și observați dacă scurgerea se oprește.

 

Dacă scurgerea continuă după strângere, ambalajul a ajuns la sfârșitul duratei de viață și necesită înlocuire completă. La înlocuire, se recomandă inelele de etanșare din grafit expandat. Eșalonați fiecare inel cu 120 de grade și obțineți o densitate comprimată de 1,1–1,3 g/cm³. Un studiu înLumea valvelor(2021) indică faptul că, după înlocuirea corespunzătoare a garniturilor, frecarea tijei unei supape cu gură crește cu doar 8%–12%, în timp ce rata de scurgere scade sub 0,001 mg/s·m (îndeplinește cerințele ISO 15848‑1 Clasa B).

 

Pasul 4: Soluție de reparare a lepăturii scurgerii scaunului

Dacă deteriorarea suprafeței de etanșare este confirmată printreCauzele scurgerii scaunului supapei, iar supapa poate fi scoasă din funcțiune pentru întreținere, se recomandă leparea. Mai întâi dezasamblați supapa și verificați rugozitatea suprafeței discului și a suprafețelor de etanșare a scaunului – piesele noi ar trebui să atingă Ra Mai mică sau egală cu 0,4 μm. Lepuirea manuală cu pastă de lepătură diamantată de 300 de ochiuri poate restabili rugozitatea la Ra 0,8 μm, moment în care performanța de etanșare poate atinge scurgerea zero a bulelor (conform testului cu lichid GB/T 13927).

 

Pentru zgârieturi care nu depășesc 0,8 mm, timpul de șlefuire ar trebui să fie de 20-40 de minute pe suprafață, schimbând pasta de leuit la fiecare 5 minute. Dacă adâncimea zgârieturii depășește 0,3 mm, mai întâi efectuați sudarea de reparație (folosind un metal de umplutură care se potrivește cu materialul de bază, preîncălzire la 250 de grade) înainte de lepare. După repararea cu succes, lățimea suprafeței de etanșare a scaunului trebuie să rămână între 3–6 mm (în funcție de dimensiunea nominală a supapei).

 

Pasul 5: Specificația cuplului pentru înlocuirea garniturii capotei

Cândînlocuirea garniturii capacului supapeieste confirmat, presiunea din cavitate trebuie eliberată înainte de a scoate șuruburile capotei. Când instalați o garnitură nouă, strângeți șuruburile în cruce în trei pași: primul pas la 30% din cuplul final, al doilea pas la 70% și al treilea pas la cuplul maxim. Pentru o supapă cu șurub Clasa 300 cu opt șuruburi M20, cuplul final este de 180–200 N·m (stresul garniturii de aproximativ 60 MPa).

 

Țineți timp de 10 minute după strângere, apoi verificați din nou fiecare șurub la cuplul final. Conform ghidurilor ASME PCC-1, această practică menține abaterea compresiei garniturii în ±0,05 mm, asigurând etanșarea pe termen lung.

 

Concepții greșite comune și validarea datelor

 

Mulți personal de întreținere încearcă să strângă garnitura în timp ce robinetul nu este complet închis. Acest lucru cauzează uzura neuniformă a suprafeței tijei.

Secvența corectă este: mai întâi închideți complet supapa (rotiți pentru a închide, apoi opriți înapoi 1/8 de tură), apoi efectuați repararea ambalajului. Mai mult, testarea de scurgere a scaunului ar trebui să respecte API 598: pentru supapele DN mai mic sau egal cu 50, timpul de reținere a testului de lichid nu trebuie să fie mai mic de 15 secunde, iar testul de gaz nu mai puțin de 5 secunde.

 

Înregistrarea ratelor de scurgere inițială și post-reparație ajută la evaluarea rentabilității – datele arată că o reparație online de succes a împachetarii costă doar 12%-18% dintr-o supapă nouă, iar durata de viață reparată poate atinge peste 70% din cea a unei supape noi (cu condiția ca garnitura să fie selectată corect).

 

Rezumat

Repararea unei scurgeri de supapă necesită o identificare precisă a modului de defecțiune: scurgerea externă la tijă este în mare parte o problemă de ambalare, scurgerea internă atunci când este închisă este în mare parte deteriorarea suprafeței de etanșare a scaunului și scurgerea dintre corp și punctele capotei la defectarea garniturii. Prin stăpânirea celor trei tehnici de reparație – strângerea ambalajului, etanșarea suprafeței de etanșare și înlocuirea garniturii – inclusiv parametrii de cuplu, dimensiunea granulelor de lepătură și raportul de compresie – personalul de întreținere poate restabili supapa la performanța aproape inițială din fabrică.