การเลือกวัสดุซีทบอลวาล์วสำหรับการใช้งานในท่อกระบวนการเคมี

การเลือกวัสดุซีทบอลวาล์วสำหรับการใช้งานในท่อกระบวนการเคมี

บอลวาล์วอาจดูเหมือนเป็นอุปกรณ์ตัดแยกที่เรียบง่าย แต่วัสดุของซีทมักเป็นตัวกำหนดว่าวาล์วจะยังคงปิดสนิทและใช้งานได้ในการให้บริการกระบวนการเคมีหรือไม่ ตัววาล์วอาจทนการกัดกร่อน แอคชูเอเตอร์อาจมีขนาดที่ถูกต้อง และการจัดวางท่ออาจเหมาะสม—แต่ซีทที่ไม่เหมาะสมอาจยังคงบวม เสียรูป สึกหรอก่อนเวลา หรือทำให้เกิดการรั่วไหลแบบฟูกิทีฟได้ สำหรับทีมโครงการ หมายความว่าควรเลือกซีทเป็นองค์ประกอบของกระบวนการ ไม่ใช่มองเป็นเพียงรายการย่อยในแผ่นข้อมูลวาล์ว

การตัดสินใจที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับมากกว่าชื่อสารเคมีตามที่ระบุ ความเข้มข้น อุณหภูมิขณะใช้งานและทำความสะอาด การเปลี่ยนแปลงความดัน ปริมาณของแข็ง ความถี่ในการทำงานของวาล์ว และความเป็นไปได้ของสภาวะผิดปกติ ล้วนมีความสำคัญ วัสดุที่ใช้งานได้ในท่อส่งที่อุณหภูมิต่ำอาจไม่เหมาะสำหรับวงจรหมุนเวียนร้อน หรือในจุดที่ท่อถูกล้างซ้ำด้วยสารเคมีชนิดอื่น

เริ่มต้นจากขอบเขตสภาวะของของไหลจริง

ข้อกำหนดที่มีประโยชน์เริ่มต้นจากขอบเขตการใช้งานทั้งหมด แทนที่จะอ้างอิงเพียงจุด “การทำงานปกติ” จุดเดียว คำอธิบายของของไหลควรระบุองค์ประกอบทางเคมี ช่วงความเข้มข้น สิ่งปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้น อุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุด ความดันออกแบบ ทิศทางการไหล และรอบการทำงานของวาล์วที่คาดไว้ หากกระบวนการมีการทำความสะอาดด้วยไอน้ำ การล้างด้วยตัวทำละลาย ลำดับ CIP หรือขั้นตอนการทำให้เป็นกลางชั่วคราว ควรระบุแยกต่างหาก ในทางปฏิบัติ สารสำหรับทำความสะอาดที่สัมผัสในระยะเวลาสั้นอาจสร้างภาระต่อซีทมากกว่าของไหลในกระบวนการหลัก

สิ่งสำคัญอีกประการคือการแยกแยะการโจมตีทางเคมีออกจากความเสียหายเชิงกล ผลึกขนาดเล็ก อนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยา คราบตะกรัน หรือตะกอน สามารถขัดถูซีทเนื้ออ่อนระหว่างการทำงานได้ ความดันต่างสูงอาจทำให้ซีทเสียรูปหรือเพิ่มแรงบิดในการทำงาน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วอาจทำให้การขยายตัวทางความร้อนของซีท ลูกบอล และตัววาล์วไม่สอดคล้องกัน สิ่งเหล่านี้เป็นกลไกความเสียหายที่แตกต่างกัน และไม่มีพอลิเมอร์ชนิดเดียวที่แก้ปัญหาได้ทั้งหมด

ความแตกต่างของวัสดุซีทที่ใช้ทั่วไป

PTFE มักเป็นจุดเริ่มต้นในการเลือกบอลวาล์วสำหรับงานเคมี เนื่องจากทนทานต่อสารกัดกร่อนหลายชนิดได้ครอบคลุมและมีแรงเสียดทานต่ำ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในงานที่ความเข้ากันได้กับสารเคมีที่สะอาดและการปิดสนิทที่เชื่อถือได้เป็นสิ่งสำคัญหลัก อย่างไรก็ตาม PTFE มาตรฐานอาจได้รับผลกระทบจากภาระต่อเนื่อง ความดัน อุณหภูมิ และการทำงานเป็นรอบบ่อยครั้ง การไหลเย็น ซึ่งมักเรียกว่า creep เป็นประเด็นด้านการออกแบบเมื่อซีทต้องรักษาการสัมผัสไว้ตลอดระยะเวลาการใช้งานที่ยาวนาน

มักพิจารณาใช้ PTFE เกรดเติมสารหรือปรับปรุงคุณสมบัติเมื่อจำเป็นต้องมีเสถียรภาพด้านมิติมากขึ้น ความทนทานต่อการสึกหรอที่ดีขึ้น หรือการเสียรูปที่น้อยลง ไม่ควรสันนิษฐานว่าประสิทธิภาพของวัสดุเหล่านี้จะเทียบเท่า PTFE บริสุทธิ์ในทุกสภาพแวดล้อมทางเคมี สารเติมแต่งเปลี่ยนพฤติกรรมทางกลและอาจส่งผลต่อความเหมาะสมสำหรับของไหลเฉพาะ ข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ หรืออุณหภูมิใช้งาน ควรตรวจสอบสารประกอบเฉพาะ แทนที่จะพิจารณาจากคำเรียกรวมว่า “PTFE เสริมแรง”

โดยทั่วไป ซีท PEEK จะได้รับการประเมินสำหรับการใช้งานที่มีข้อกำหนดสูงกว่าในด้านอุณหภูมิ ความดัน และการสึกหรอร่วมกัน ซีทชนิดนี้อาจมีประโยชน์ในกรณีที่ซีทฟลูออโรพอลิเมอร์ที่อ่อนกว่าไม่สามารถคงรูปทรงได้อย่างเพียงพอ ข้อแลกเปลี่ยนคือ PEEK ไม่ใช่สารทดแทน PTFE ที่ทนสารเคมีได้ในทุกกรณี และโดยปกติทำให้ต้นทุนวาล์วเริ่มต้นสูงกว่า ควรเลือกใช้ต่อเมื่อยืนยันความเข้ากันได้กับตัวกลางและความเข้มข้นที่แน่นอนแล้ว

สามารถพิจารณา UHMWPE สำหรับงานที่มีการขัดสีหรืองานที่เกี่ยวข้องกับสารแขวนลอยบางประเภท เนื่องจากคุณสมบัติด้านการสึกหรอ ขณะที่ซีทอีลาสโตเมอร์อาจเหมาะกับงานแรงดันต่ำเฉพาะประเภทที่ต้องการความยืดหยุ่น อีลาสโตเมอร์ต้องได้รับการพิจารณาเป็นพิเศษในการใช้งานทางเคมี เนื่องจากการบวม การสกัด การแข็งตัว และการซึมผ่านอาจแตกต่างกันอย่างมากระหว่างสารประกอบต่าง ๆ บอลวาล์วซีทโลหะเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับงานที่มีอุณหภูมิ ความดัน หรือการกัดเซาะรุนแรง แต่ใช้แนวคิดการซีลที่แตกต่างกัน และอาจไม่ให้การปิดสนิทระดับเดียวกับที่คาดหวังจากซีทเนื้ออ่อน

อย่าแยกการเลือกซีทออกจากการออกแบบวาล์ว

ซีทเป็นส่วนหนึ่งของระบบซีล ผิวสำเร็จของลูกบอล วัสดุลูกบอล การออกแบบโพรง ซีลก้านวาล์ว การให้แรงกดซีท และการเชื่อมต่อตัววาล์ว ล้วนมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น อาจพิจารณาบอลวาล์วแบบเติมเต็มโพรงในกรณีที่ตัวกลางกระบวนการที่ค้างอยู่สามารถตกผลึก เกิดพอลิเมอไรเซชัน หรือก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนได้ ในงานอื่น อาจต้องประเมินการจัดวางซีทแบบระบายความดัน หากของเหลวที่ถูกกักสามารถขยายตัวภายในโพรงวาล์วที่ปิดอยู่

ควรให้ความสำคัญกับแรงบิดของวาล์วตั้งแต่ระยะแรก โดยเฉพาะเมื่อมีแผนใช้แอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกหรือไฟฟ้า ซีทที่แข็งกว่าอาจเพิ่มความทนทานต่อการอัดรีดหรือการสึกหรอ แต่สามารถเพิ่มแรงบิดเริ่มต้นและแรงบิดขณะทำงานได้ หากการกำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์อ้างอิงจากค่าทั่วไปของวาล์ว แทนที่จะอ้างอิงซีทที่เลือก อุณหภูมิ ความดันต่าง และสภาวะการใช้งานที่คาดไว้ การทำงานภาคสนามอาจไม่น่าเชื่อถือ ผู้จำหน่ายวาล์วควรให้ข้อมูลแรงบิดสำหรับการกำหนดค่าที่ระบุ ไม่ใช่เพียงสำหรับรุ่นแค็ตตาล็อกมาตรฐาน

พิจารณาระบบท่อทั้งหมด

การเลือกซีทควรสอดคล้องกับวัสดุท่อ มาตรฐานหน้าแปลน ระบบปะเก็น อุปกรณ์รองรับ และแผนการบำรุงรักษา ประเด็นนี้มีความสำคัญที่จุดเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์กระบวนการเคมีกับเครือข่ายสาธารณูปโภค ซีทวาล์วที่เลือกสำหรับตัวกลางกระบวนการที่รุนแรง ไม่ได้ทำให้ท่อ ซีล หรือสลักเกลียวที่อยู่ติดกันเหมาะสมกับงานเดียวกัน ในทางกลับกัน ระบบท่อที่ทนทานไม่ควรถูกลดทอนประสิทธิภาพด้วยชุดวาล์วที่เข้ากันไม่ได้ ณ จุดตัดแยกที่สำคัญ

สำหรับส่วนของน้ำ น้ำเสีย และสาธารณูปโภคภายในพื้นที่ สามารถประเมินระบบท่อเหล็กเหนียวแยกจากท่อกระบวนการเคมีได้ตามตัวกลางที่ลำเลียงจริงและข้อกำหนดด้านการป้องกันการกัดกร่อน Shanxi Datong Foundry Co.,Ltd. ตั้งอยู่ใน Chuandi Industrial Park, Zezhou County และผสานกระบวนการหลอมและการหล่อในการผลิตท่อเหล็กเหนียว ข้อต่อ และแหวนซีลยาง ผลิตภัณฑ์ท่อ DI หน้าแปลนของบริษัทกำหนดสำหรับการใช้งานน้ำดื่มและน้ำเสีย โดยมีขนาด DN80–DN2600 mm และตัวเลือกความดัน PN10, PN16, PN25 และ PN40 พารามิเตอร์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับการออกแบบด้านสาธารณูปโภค แต่ยังคงต้องประเมินความเข้ากันได้ทางเคมีแยกต่างหากสำหรับวัสดุทุกชนิดที่สัมผัสกับของไหล

คำถามที่ช่วยป้องกันการเปลี่ยนแปลงในภายหลัง

ก่อนออกข้อกำหนดบอลวาล์ว ควรพิจารณาคำถามเชิงปฏิบัติหลายข้อให้เรียบร้อย องค์ประกอบทางเคมีที่ระบุอ้างอิงเฉพาะการทำงานปกติ หรือรวมสภาวะการทำความสะอาดและสภาวะผิดปกติแล้วหรือไม่ วาล์วมีไว้สำหรับการตัดแยกแบบเปิด-ปิด การควบคุมการไหล การปิดฉุกเฉิน หรือการทำงานอัตโนมัติบ่อยครั้งหรือไม่ ของแข็งสามารถตกตะกอนในโพรงได้หรือไม่ ข้อกำหนดการรั่วไหลที่ใช้ ณ ความดันและอุณหภูมิใช้งานคืออะไร และสุดท้าย ใครจะตรวจสอบความเข้ากันได้เมื่อเคมีของกระบวนการเปลี่ยนแปลงหลังการเดินระบบแล้ว

วัสดุซีทที่มีต้นทุนต่ำที่สุดไม่ได้เป็นตัวเลือกโครงการที่มีต้นทุนต่ำที่สุดเสมอไป การเปลี่ยนวาล์วในท่อสาธารณูปโภคที่เข้าถึงได้เป็นสถานการณ์หนึ่ง แต่การเปลี่ยนในพื้นที่กระบวนการที่อันตราย มีฉนวน อยู่สูง หรือมีความสำคัญต่อการหยุดเดินระบบ เป็นอีกสถานการณ์หนึ่ง คำอธิบายการใช้งานที่ชัดเจน พร้อมการยืนยันความเข้ากันได้ของวัสดุเป็นลายลักษณ์อักษรและข้อมูลแรงบิดเฉพาะวาล์ว มักช่วยลดความเสี่ยงจากการเปลี่ยนวัสดุที่มีต้นทุนสูงในภายหลัง

ดังนั้น ทางเลือกสุดท้ายควรได้รับการบันทึกโดยอ้างอิงขอบเขตกระบวนการจริง ได้แก่ ตัวกลาง ความเข้มข้น ช่วงอุณหภูมิ ความดันต่าง ภาระการทำงานเป็นรอบ การสัมผัสของแข็ง และประสิทธิภาพการปิดที่ต้องการ เมื่อเงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่งยังไม่แน่นอน แนวทางที่รอบคอบคือคงการเลือกซีทไว้ก่อนจนกว่าจะยืนยันรายละเอียดของกระบวนการและระบบท่อแล้ว