Αιτίες διαρροής βαλβίδας πεταλούδας και αντίστοιχες λύσεις

Οι βαλβίδες πεταλούδας χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανίες όπως η επεξεργασία νερού, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, ο κλιματισμός (HVAC) και η χημική επεξεργασία λόγω του συμπαγούς σχεδιασμού τους, της αποτελεσματικής ροής και του οικονομικά αποδοτικού ελέγχου τους.

Ωστόσο, ένα από τα πιο συνηθισμένα προβλήματα μεβαλβίδες πεταλούδαςείναι διαρροή. Οι διαρροές μπορούν να προκύψουν εσωτερικά (μέσω της έδρας της βαλβίδας) ή εξωτερικά (γύρω από το στέλεχος ή το σώμα της βαλβίδας). Οι διαρροές μπορεί να είναι μικρές ή μεγάλες, με αποτέλεσμα μειωμένη απόδοση του συστήματος ή σοβαρούς κινδύνους για την ασφάλεια, περιβαλλοντικά προβλήματα ή δαπανηρό χρόνο διακοπής λειτουργίας.
Επομένως, η κατανόηση των βαθύτερων αιτιών αυτών των διαρροών και η εφαρμογή αποτελεσματικών λύσεων είναι κρίσιμη για να διασφαλιστεί η αξιόπιστη απόδοση της βαλβίδας.

---

Τύποι διαρροών βαλβίδας πεταλούδας

Πριν εμβαθύνουμε στις αιτίες και τις λύσεις, ας ταξινομήσουμε πρώτα τις συνηθισμένες διαρροές στις βαλβίδες πεταλούδας:
α. Εσωτερική διαρροή: Το υγρό διέρχεται από τη βαλβίδα όταν βρίσκεται στην κλειστή θέση, υποδεικνύοντας ότι η έδρα ή ο δίσκος της βαλβίδας δεν μπορεί να σχηματίσει στεγανή σφράγιση.
β. Εξωτερική διαρροή: Διαρροή υγρού από το σώμα της βαλβίδας, συνήθως γύρω από το στέλεχος της βαλβίδας, το παρέμβυσμα ή τη σύνδεση φλάντζας, με αποτέλεσμα να διακυβεύεται η στεγανοποίηση.

Και οι δύο τύποι διαρροών μπορούν να προκύψουν από παράγοντες που σχετίζονται με το σχεδιασμό, την εγκατάσταση, τη λειτουργία ή τη συντήρηση.
Παρακάτω, θα εξερευνήσουμε τις κύριες αιτίες και τις αντίστοιχες λύσεις για κάθε τύπο διαρροής.

---

1. Φθαρμένες ή κατεστραμμένες τσιμούχες

Μια συνηθισμένη αιτία εσωτερικής διαρροής είναι η φθορά των εξαρτημάτων στεγανοποίησης βαλβίδων (όπως ελαστικές επενδύσεις ή μεταλλικές έδρες).

1.1 Αιτίες

- Υποβάθμιση υλικού: Η παρατεταμένη έκθεση σε διαβρωτικά υγρά, υψηλές θερμοκρασίες ή υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει σκλήρυνση, ράγισμα ή απώλεια ελαστικότητας των στεγανοποιήσεων.

- Λειαντικά μέσα: Τα υγρά που περιέχουν άμμο, χαλίκι ή άλλα σωματίδια θα διαβρώσουν τις σφραγίδες με την πάροδο του χρόνου.

- Γήρανση: Ακόμα και υπό λιγότερο απαιτητικές συνθήκες, οι τσιμούχες φθείρονται φυσικά με την πάροδο του χρόνου, μειώνοντας την ικανότητά τους να ταιριάζουν στον δίσκο της βαλβίδας. Αυτή είναι αναπόφευκτη φυσική γήρανση.

- Υπερβολική ροπή: Η ροπή των επιλεγμένων ηλεκτρικών, πνευματικών και άλλων ενεργοποιητών είναι πολύ μεγάλη και ο δίσκος της βαλβίδας ασκεί υπερβολική πίεση στην έδρα της βαλβίδας κατά το κλείσιμο, προκαλώντας παραμόρφωση ή ακόμη και ρήξη της έδρας της βαλβίδας. Ακόμα και όταν λειτουργεί χειροκίνητα, η εφαρμογή υπερβολικής ροπής σε βαλβίδες πεταλούδας μεγάλης διαμέτρου μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση ή ζημιά στην έδρα της βαλβίδας.

1.2 Λύσεις

- Επιλογή υλικού: Επιλέξτε υλικά στεγανοποίησης που είναι συμβατά με το ρευστό και τις συνθήκες λειτουργίας. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήστε PTFE για χημική αντοχή, EPDM για εφαρμογές νερού και Viton για ρευστά με βάση το λάδι.
- Τακτική συντήρηση: Εφαρμόστε ένα πρόγραμμα προληπτικής συντήρησης για την επιθεώρηση και αντικατάσταση των στεγανοποιήσεων πριν χαλάσουν. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε αντίξοες συνθήκες.
- Προστατευτική επίστρωση: Σε εφαρμογές λείανσης, εξετάστε το ενδεχόμενο χρήσης βαλβίδων με επικαλυμμένες ή σκληρυμένες έδρες για να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής των στεγανοποιήσεων.
- Βελτιστοποίηση του ενεργοποιητή: Σύμφωνα με τα δεδομένα ροπής της βαλβίδας πεταλούδας που παρέχονται από τον κατασκευαστή, επιλέξτε έναν ενεργοποιητή με κατάλληλη ροπή ή επιλέξτε έναν ενεργοποιητή με προστασία ροπής. Επιπλέον, κατά τη χειροκίνητη λειτουργία, πρέπει να αποφεύγεται η υπερβολική δύναμη. Η Zfa συνιστά, εάν δεν είστε σίγουροι, να χρησιμοποιήσετε έναν ενεργοποιητή με χειρολαβή ή ατέρμονα κοχλία με περιορισμό ροπής.
- ---

2. Ακατάλληλη εγκατάσταση

Η διαρροή προκαλείται συχνά από σφάλματα κατά την εγκατάσταση της βαλβίδας, επηρεάζοντας τις εσωτερικές και εξωτερικές στεγανοποιήσεις.

2.1 Αιτίες

- Λανθασμένη ευθυγράμμιση: Εάν η βαλβίδα δεν είναι σωστά ευθυγραμμισμένη με τον σωλήνα, ο δίσκος ενδέχεται να μην εφαρμόζει σωστά, με αποτέλεσμα εσωτερική διαρροή.
- Ανεπαρκής ροπή: Η ανεπαρκής σύσφιξη των μπουλονιών φλάντζας μπορεί να προκαλέσει εξωτερική διαρροή στη διεπαφή του σωλήνα βαλβίδας.
- Υπερβολική σύσφιξη: Η υπερβολική ροπή στρέψης μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση του σώματος ή της έδρας της βαλβίδας, η οποία μπορεί να εμποδίσει το πλήρες κλείσιμο του δίσκου και να προκαλέσει εσωτερική διαρροή.

2.2 Λύση

- Έλεγχος ευθυγράμμισης: Κατά την εγκατάσταση, χρησιμοποιήστε ένα εργαλείο ευθυγράμμισης για να βεβαιωθείτε ότι η βαλβίδα είναι κεντραρισμένη στον σωλήνα. Είναι επίσης απαραίτητο να επαληθεύσετε ότι ο δίσκος κινείται ελεύθερα χωρίς να έρχεται σε επαφή με το τοίχωμα του σωλήνα.
- Προδιαγραφές ροπής: Ακολουθήστε την συνιστώμενη τιμή ροπής του κατασκευαστή για τις βίδες φλάντζας και χρησιμοποιήστε ένα βαθμονομημένο δυναμόκλειδο για να επιτύχετε ομοιόμορφη συμπίεση της φλάντζας.
- Επιλογή φλάντζας: Χρησιμοποιήστε φλάντζες υψηλής ποιότητας και υψηλής ελαστικότητας που είναι συμβατές με τα υλικά της βαλβίδας και του σωλήνα. Βεβαιωθείτε επίσης ότι το μέγεθος της φλάντζας είναι κατάλληλο για να αποφύγετε την υπερβολική συμπίεση ή τα κενά.
- ---

3. Παρεμβολές δίσκου

Εσωτερική διαρροή μπορεί να προκύψει όταν ο δίσκος δεν μπορεί να κλείσει πλήρως λόγω φυσικής παρεμβολής στον περιβάλλοντα σωλήνα ή φλάντζα.

3.1 Αιτία

- Αναντιστοιχία διαμέτρου σωλήνα: Εάν η εσωτερική διάμετρος του σωλήνα είναι πολύ μικρή, ο δίσκος μπορεί να χτυπήσει το τοίχωμα του σωλήνα κατά το κλείσιμο.
- Σχεδιασμός φλάντζας: Οι υπερυψωμένες φλάντζες ή οι επιφάνειες συναρμογής ακατάλληλου μεγέθους μπορούν να εμποδίσουν την κίνηση του δίσκου.
- Συσσώρευση υπολειμμάτων: Τα στερεά ή τα άλατα που συσσωρεύονται στο εσωτερικό της βαλβίδας μπορούν να εμποδίσουν τη σωστή εφαρμογή του δίσκου.

3.2 Λύση

- Επαλήθευση συμβατότητας: Πριν από την εγκατάσταση, επιβεβαιώστε ότι η διάμετρος του δίσκου της βαλβίδας είναι συμβατή με το ID του σωλήνα.
- Ρύθμιση φλάντζας: Ακολουθήστε πρότυπα όπως το ANSI ή το DIN για να χρησιμοποιήσετε επίπεδες φλάντζες ή παρεμβύσματα για να εξασφαλίσετε την απόσταση του δίσκου.
- Εργασίες καθαρισμού: Ξεπλύνετε το σύστημα πριν από τη λειτουργία της βαλβίδας για να αφαιρέσετε τα υπολείμματα και εγκαταστήστε φίλτρα ανάντη, εάν το επιτρέπουν οι συνθήκες, για να αποτρέψετε μελλοντική συσσώρευση.

4. Αποτυχία συσκευασίας στελέχους

Εξωτερική διαρροή συνήθως συμβαίνει γύρω από το στέλεχος της βαλβίδας, η οποία οφείλεται σε προβλήματα με το παρέμβυσμα ή τις τσιμούχες που εμποδίζουν τη ροή του υγρού κατά μήκος του άξονα.

4.1 Αιτία

- Φθορά: Με την πάροδο του χρόνου, τα υλικά συσκευασίας όπως το PTFE ή ο γραφίτης θα φθαρούν λόγω της κίνησης του στελέχους ή της πίεσης.
- Διακυμάνσεις θερμοκρασίας: Με βάση την αρχή της θερμικής διαστολής και συστολής, οι επαναλαμβανόμενες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μπορούν να προκαλέσουν συρρίκνωση, χαλάρωση, ακόμη και ρήξη του παρεμβύσματος.
- Ακατάλληλη ρύθμιση: Εάν ο στυπιοθλίπτης είναι πολύ χαλαρός, ενδέχεται να διαρρεύσει υγρό. Εάν είναι πολύ σφιχτός, ενδέχεται να προκαλέσει ζημιά στο στέλεχος της βαλβίδας ή να περιορίσει την κίνηση.

4.2 Λύση

- Συντήρηση συσκευασίας: Ελέγχετε και αντικαθιστάτε τακτικά τα φθαρμένα υλικά συσκευασίας.
- Θέματα θερμοκρασίας: Επιλέξτε υλικά στεγανοποίησης κατάλληλα για το εύρος θερμοκρασιών του συστήματος, όπως εύκαμπτα υλικά γραφίτη για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας.
- Ρύθμιση στυπιοθλίπτη: Σφίξτε τον στυπιοθλίπτη με τη ροπή που καθορίζει ο κατασκευαστής, ελέγξτε για διαρροές μετά τη ρύθμιση και αποφύγετε την υπερσυμπίεση.

---

5. Υπερβολική πίεση ή θερμοκρασία

Όταν οι συνθήκες λειτουργίας υπερβαίνουν το όριο σχεδιασμού της βαλβίδας, ενδέχεται να προκύψει διαρροή, επηρεάζοντας τις εσωτερικές και εξωτερικές στεγανοποιήσεις.

5.1 Αιτίες

- Υπερβολική πίεση: Η πίεση που υπερβαίνει την ονομαστική τιμή της βαλβίδας μπορεί να παραμορφώσει την έδρα ή τον δίσκο της βαλβίδας, καθιστώντας αδύνατη τη στεγανοποίησή της.
- Θερμική διαστολή: Οι υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν ανομοιόμορφη διαστολή των εξαρτημάτων, προκαλώντας γήρανση, μαλάκυνση ή ακόμη και ενανθράκωση της στεγανοποίησης, η οποία μπορεί να επηρεάσει την εφαρμογή της επιφάνειας στεγανοποίησης, να χαλαρώσει τη στεγανοποίηση ή να προκαλέσει εξωτερική διαρροή στην ένωση.
- Ευθραυστότητα από το κρύο: Σε συνθήκες κάτω των -10 βαθμών, η στεγανοποίηση μπορεί να γίνει εύθραυστη και να σπάσει, προκαλώντας διαρροή.

5.2 Λύσεις

- Κατάλληλες τιμές πίεσης και θερμοκρασίας: Επιλέξτε βαλβίδες με τιμές πίεσης και θερμοκρασίας που υπερβαίνουν τις μέγιστες συνθήκες του συστήματος και λάβετε υπόψη τα περιθώρια ασφαλείας.
- Εκτόνωση πίεσης: Εγκαταστήστε μια βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης ή ρυθμιστή ανάντη για να αποτρέψετε την υπερπίεση.
- Μόνωση/θέρμανση: Χρησιμοποιήστε μονωτικά χιτώνια ή θερμαντικά ίχνη σε ψυχρά κλίματα για να αποφύγετε το πάγωμα.

5.3 Πίνακας σύγκρισης θερμοκρασίας υλικού

Παρακάτω παρατίθενται τα μέσα και τα εύρη θερμοκρασίας που αντιστοιχούν σε στεγανοποιήσεις διαφόρων υλικών.

 

---

6. Σπηλαίωση και διάβρωση

6.1 Τι είναι η σπηλαίωση

Η σπηλαίωση προκαλείται από την απότομη πτώση της πίεσης του υγρού μέσου στην τάση ατμών του υγρού στο τμήμα στραγγαλισμού της βαλβίδας (όπως μεταξύ της πλάκας πεταλούδας και της έδρας της βαλβίδας), με αποτέλεσμα την τοπική αεριοποίηση του υγρού και τον σχηματισμό φυσαλίδων. Όταν αυτές οι φυσαλίδες μετακινούνται στην περιοχή υψηλής πίεσης με το υγρό, καταρρέουν γρήγορα, δημιουργώντας κρουστικά κύματα και μικροεκβολές, τα οποία με τη σειρά τους προκαλούν διάβρωση και ζημιά στην επιφάνεια στεγανοποίησης της βαλβίδας, στην έδρα της βαλβίδας και στο σώμα της βαλβίδας.
Παρόλο που η σπηλαίωση και η διάβρωση είναι κυρίως ζητήματα απόδοσης, μπορούν έμμεσα να προκαλέσουν διαρροή καταστρέφοντας την επιφάνεια στεγανοποίησης.

6.2 Τι είναι η διάβρωση;

Η διάβρωση προκαλείται από χημικές ή ηλεκτροχημικές αντιδράσεις στην επιφάνεια του υλικού της βαλβίδας πεταλούδας λόγω μακροχρόνιας επαφής με διαβρωτικά μέσα (όπως οξύ, αλκάλια, διάλυμα αλατιού ή ατμό υψηλής θερμοκρασίας), με αποτέλεσμα τη ζημιά στην επιφάνεια στεγανοποίησης της βαλβίδας, στο στέλεχος της βαλβίδας, στην έδρα της βαλβίδας ή στο σώμα της βαλβίδας.

6.3 Αιτίες

- Υψηλή πτώση πίεσης: Οι γρήγορες αλλαγές πίεσης θα προκαλέσουν εκρήξεις φυσαλίδων, οι οποίες θα διαβρώσουν τον δίσκο ή την έδρα της βαλβίδας.
- Διαβρωτική ροή: Το μέσο περιέχει οξέα, αλκάλια, άλατα κ.λπ., τα οποία αντιδρούν άμεσα με την μεταλλική επιφάνεια, προκαλώντας σταδιακή διάλυση ή διάβρωση και αραίωση της επιφάνειας στεγανοποίησης και του σώματος της βαλβίδας.
- Λειαντικά μέσα: Τα υγρά υψηλής ταχύτητας που περιέχουν σωματίδια θα φθείρουν την ακμή στεγανοποίησης με την πάροδο του χρόνου.

6.4 Λύσεις

- Έλεγχος ροής: Προσδιορίστε σωστά το μέγεθος της βαλβίδας για να ελαχιστοποιήσετε την πτώση πίεσης και χρησιμοποιήστε υπολογισμούς συντελεστή ροής (Cv) για να καλύψετε τις απαιτήσεις του συστήματος.
- Αναβάθμιση υλικού: Επιλέξτε υλικά ανθεκτικά στη διάβρωση, όπως ανοξείδωτο χάλυβα ή σκληρές επιφανειακές επιστρώσεις για δίσκους βαλβίδων και έδρες βαλβίδων.
- Σχεδιασμός συστήματος: Μειώστε τον ρυθμό ροής αυξάνοντας τη διάμετρο του σωλήνα ή προσθέτοντας μια συσκευή μείωσης πίεσης ανάντη.

6.5 Πίνακας τιμών CV

---

7. Κατασκευαστικά ελαττώματα

Μερικές φορές, οι διαρροές προέρχονται από ελαττώματα στην κατασκευή της βαλβίδας που μπορούν να ανιχνευθούν κατά την αρχική χρήση ή δοκιμή.

7.1 Αιτίες

- Ελαττώματα χύτευσης: Το πορώδες ή οι ρωγμές στο σώμα της βαλβίδας μπορούν να προκαλέσουν εξωτερική διαρροή.
- Προβλήματα επιφάνειας στεγανοποίησης: Η ανομοιόμορφη κατεργασία του δίσκου ή της έδρας μπορεί να εμποδίσει τη σωστή στεγανοποίηση, με αποτέλεσμα εσωτερική διαρροή.
- Σφάλματα συναρμολόγησης: Η ακατάλληλη τοποθέτηση των στεγανοποιήσεων ή η κακή ευθυγράμμιση των εξαρτημάτων κατά την κατασκευή μπορεί να προκαλέσει διαρροές.

7.2 Λύσεις

- Διασφάλιση ποιότητας: Αγοράστε από αξιόπιστους κατασκευαστές με πιστοποιήσεις όπως το ISO 9001 και ζητήστε μια αναφορά δοκιμής πίεσης (π.χ., σύμφωνα με το API 598) για να επαληθεύσετε τη στεγανότητα.
- Δοκιμές πριν από την εγκατάσταση: Εκτελέστε υδροστατικές ή πνευματικές δοκιμές διαρροών πριν από την εγκατάσταση για τον εντοπισμό ελαττωμάτων και επιστρέψτε τις ελαττωματικές μονάδες στον προμηθευτή.
- Αξιώσεις εγγύησης: Βεβαιωθείτε ότι η βαλβίδα συνοδεύεται από εγγύηση που καλύπτει κατασκευαστικά ελαττώματα, ώστε να μπορεί να αντικατασταθεί σε περίπτωση έγκαιρης ανίχνευσης διαρροών.

---

8. Συμπέρασμα

Βαλβίδα πεταλούδαςΗ επίλυση αυτών των προβλημάτων απαιτεί έναν συνδυασμό επιλογής της σωστής βαλβίδας, προσεκτικής εγκατάστασης, τακτικής συντήρησης και βελτιστοποίησης του συστήματος. Επιλέγοντας υλικά κατάλληλα για την εφαρμογή, ακολουθώντας τις οδηγίες εγκατάστασης και παρακολουθώντας τις συνθήκες λειτουργίας, οι χρήστες μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον κίνδυνο διαρροής.
Διαρροή βαλβίδας πεταλούδαςΤα προβλήματα μπορεί να προκληθούν από μια ποικιλία παραγόντων και απαιτούνται διαφορετικές λύσεις για διαφορετικούς τύπους διαρροών. Είτε πρόκειται για εσωτερική είτε για εξωτερική διαρροή, συνήθως μπορεί να αποδοθεί σε φθαρμένες στεγανοποιήσεις, σφάλματα εγκατάστασης, παρεμβολή δίσκου βαλβίδας, προβλήματα στεγανοποίησης στελέχους βαλβίδας, υπερβολική πίεση/θερμοκρασία, κατασκευαστικά ελαττώματα ή διάβρωση. Ο κίνδυνος διαρροής των βαλβίδων πεταλούδας μπορεί να μειωθεί αποτελεσματικά μέσω λογικής επιλογής, σωστής εγκατάστασης, τακτικής συντήρησης και βελτιστοποιημένης λειτουργίας. Για κρίσιμες εφαρμογές, η συμβουλευτική επικοινωνία με τους κατασκευαστές βαλβίδων ή τους μηχανικούς συστημάτων μπορεί να διασφαλίσει περαιτέρω τη λειτουργία χωρίς διαρροές και να βελτιώσει την ασφάλεια και την αποδοτικότητα λειτουργίας του συστήματος.