Il problema delle perdite di tenuta delle valvole a sfera dell'albero dell'orecchio a bassa temperatura influisce direttamente sulla sua sicurezza e affidabilità. Soprattutto in condizioni di lavoro a temperature ultra-basse come quelle del gas naturale liquefatto (GNL) e dell'azoto liquido, le perdite possono portare all'evaporazione dei fluidi, danni alle apparecchiature o persino incidenti relativi alla sicurezza. Ecco un'analisi dettagliata del processo di diagnosi, delle cause comuni e delle soluzioni:
I. Processo diagnostico per perdite di tenuta
Esame preliminare
Ispezione visiva: controllare l'aspetto della valvola per la formazione di ghiaccio o brina (un calo della temperatura ambiente può causare condensazione di vapore acqueo in caso di perdita di un mezzo criogenico).
Giudizio basato sul buon senso: rimanere vicino alla valvola e ascoltare eventuali flussi di aria o liquido per identificare inizialmente il punto di perdita.
Test di pressione: la differenza di pressione tra la parte anteriore e quella posteriore di una valvola viene misurata da un manometro o da un rilevatore di perdite. Se la pressione diminuisce in modo significativo, potrebbe verificarsi una perdita.
Indagine segmentata
Guarnizione del corpo: Controllare la connessione tra il corpo e il coperchio e la superficie di contatto tra la sede e la sfera per eventuali perdite.
Guarnizione dell'albero dell'orecchio: verificare se il premistoppa o l'anello di tenuta tra l'albero dell'orecchio (stelo della valvola) e il corpo della valvola perdono.
Flangia di collegamento: verificare che la superficie della flangia del tubo di collegamento della valvola non sia sigillata ermeticamente.
Test professionali
Rilevamento perdite con spettrometria di massa di elio: il gas elio viene utilizzato come gas tracciante per rilevare piccole perdite mediante spettrometro di massa.
Termografia a infrarossi: la distribuzione della temperatura sulla superficie della valvola viene rilevata da una telecamera a infrarossi e i punti di perdita a bassa temperatura mostreranno temperature anormalmente basse.
II. Cause comuni e soluzioni
1. Sigillare i danni alla superficie
Motivi:
I fluidi a bassa-temperatura possono causare la contrazione o l'indurimento dei materiali di tenuta (come PTFE e PET), che perdono elasticità e non aderiscono alla sfera.
Graffi o corrosione sulla superficie della sfera o della sede della valvola possono causare il cedimento della tenuta.
Soluzioni:
Sostituire il materiale di tenuta: scegliere materiali con buona resistenza alle basse temperature (come PTFE modificato, grafite flessibile).
Rattoppare la superficie di tenuta: levigare e lucidare piccoli graffi; danni gravi richiedono la sostituzione della sfera o della sede della valvola.
Trattamento di pre-raffreddamento: prima di funzionare a bassa temperatura, la valvola deve essere pre-raffreddata lentamente per evitare che il materiale si rompa a causa di un improvviso cambiamento di temperatura.
2. Deviazione dell'installazione
Motivi:
Una volta installata, la valvola non è coerente con la linea centrale del tubo, causando un'eccentricità tra la sede della valvola e la sfera e una distribuzione non uniforme della pressione di tenuta.
Lo spazio tra l'albero dell'orecchio e il corpo della valvola è troppo grande, causando l'inclinazione della sfera durante il funzionamento, danneggiando la guarnizione.
Soluzioni
Reinstallare: regolare la posizione della valvola per garantire un errore di coassialità con la tubazione non superiore a 1 mm.
Controllare la distanza dell'asta dell'orecchio: controllare la distanza tra 0,1 e 0,3 mm regolando il coperchio della guarnizione o sostituendo la boccola dell'asta dell'orecchio.
3. Ritiro del materiale ed espansione e contrazione termica
Ragioni
A basse temperature, il corpo metallico della valvola si restringe, provocando un aumento dello spazio tra le superfici di tenuta.
Materiali diversi hanno coefficienti di ritiro diversi e possono causare perdite.
Soluzioni
Ottimizza la progettazione strutturale: adotta sedi elastiche delle valvole o anelli di compensazione per assorbire il ritiro del materiale.
Selezionare il materiale di supporto: scegliere un corpo valvola con coefficienti di ritiro e combinazione di sigillante simili.
4.Funzionamento improprio:
Ragioni
L'apertura e la chiusura frequenti o una pressione eccessiva possono causare l'usura della guarnizione.
Se non viene utilizzata per un lungo periodo, la superficie di tenuta aderirà e, quando aperta o richiusa, il materiale di tenuta si strapperà.
Soluzioni
Funzionamento standard: evitare l'apertura e la chiusura. Utilizzare attuatori elettrici o pneumatici per controllare la velocità di apertura e chiusura.
Manutenzione periodica: per le valvole che non vengono utilizzate per lunghi periodi di tempo, è necessario effettuare regolari test di apertura e chiusura per evitare che la superficie di tenuta si attacchi.
