WC6 Pneumatische schuifafsluiter van gelegeerd staal: kenmerken en specificaties

Wat een WC6 pneumatische schuifafsluiter is

Een WC6 pneumatische schuifafsluiter combineert een chroom-molybdeenstaalgietstuk met een perslucht-actuator. WC6 is het gegoten equivalent van de 1,25Cr-0,5Mo laag-familie van laaggelegeerd staal, en is speciaal ontwikkeld voor gebruik bij hoge-temperaturen in energieopwekkings-, raffinage- en procesfabrieken waar koolstofstaal kracht verliest of aan grafitisering lijdt. Het lichaam is normaal gesproken een rechte schuifafsluiter waarbij de schuif loodrecht op het stromingspad beweegt, dus wanneer de klep volledig open is, is de boring onbelemmerd en is het drukverlies zeer klein.

De pneumatische actuator zet de luchtdruk om in een lineaire beweging van de steel, zodat de klep op afstand kan worden bediend, automatisch kan worden bediend door een besturingssysteem en in een gedefinieerde foutpositie kan worden gezet als de luchttoevoer wordt onderbroken. De combinatie van een hittebestendig-lichaam met een geautomatiseerde aandrijving maakt het ontwerp geschikt voor stoomkoppen, ketelcircuits, hete olieleidingen en procesleidingen met hoge- temperaturen.

Materiaalspecificatie van WC6 gegoten staal

WC6 is een gegoten laag-gelegeerde staalsoort die valt onder ASTM A217. De chemische samenstelling is uitgebalanceerd om kruipweerstand te bieden bij hoge temperaturen en tegelijkertijd voldoende ductiliteit te behouden voor druk-gietstukken. De volgende tabel geeft de samenstellingsbereiken voor de kwaliteit weer.

Vereisten voor mechanische eigenschappen voor de kwaliteit zijn een treksterkte van 485 tot 655 MPa, een minimale vloeigrens van 275 MPa, een minimale rek van 20 procent en een minimale oppervlaktereductie van 35 procent. Chroom biedt weerstand tegen oxidatie en corrosie bij hoge- temperaturen, terwijl molybdeen de kruipsterkte verhoogt, zodat het gietstuk het bruikbare draagvermogen- behoudt bij temperaturen ruim boven de praktische limiet voor koolstofstaal.

Ontwerp, afmetingen en drukwaarde

De klep is ontworpen volgens API 600 voor stalen schuifafsluiters met geflensde en stompe -lasuiteinden, met wanddikte- en druk-temperatuurspecificaties ontleend aan ASME B16.34. De standaard dimensionale ketting wordt aangevuld met ASME B16.10 voor de afmetingen van vlak-tot-vlak en eind-tot-eind, ASME B16.5 of ASME B16.47 voor flenzen, ASME B16.25 voor stompe-lasuiteinden en API 598 voor inspectie en druktesten.

Maten worden normaal gesproken aangegeven van NPS 2 tot NPS 36 met nominale boringen vanaf DN50 en hoger, en de drukklasse bepaalt zowel de wanddikte als de flenswaarde. De toegestane werkdruk bij een gegeven temperatuur moet worden afgelezen uit de ASME B16.34-beoordelingstabel voor de 1,25Cr-0,5Mo-gietgroep, in plaats van alleen op basis van het klassenummer te worden afgeleid, omdat de sterkte van het materiaal afneemt naarmate de temperatuur stijgt. WC6 is geschikt voor hoge-temperaturen en is niet bedoeld voor gebruik onder-nulpunt; taken bij lage temperaturen worden normaal gesproken uitgevoerd door LCB, LCC of austenitische gietstukken zoals CF8M.

Pneumatische actuator en besturing

De actuator zet luchtdruk om in stuwkracht op de klepsteel. In een dubbel-werkende versie wordt lucht aan de ene kant van de zuiger toegelaten om te openen en aan de andere kant om te sluiten. In een enkel-werkende of veer-versie opent lucht de klep en sluit een veer deze zodra het luchtsignaal wegvalt, wat een 'fail- gesloten positie geeft bij luchtfalen. De omgekeerde opstelling geeft fail- open gedrag.

Rijsnelheid en stuwkracht kunnen worden aangepast met de toevoerdruk, met stroomregelkleppen op de luchtpoorten en, waar nodig, met een klepstandsteller waarmee de klep ook kan worden gemoduleerd. Standaardaccessoires zijn onder meer een magneetklep voor aan-uit-bediening, een luchtfilterregelaar, een eindschakelaarkast voor positie-indicatie op afstand en een handmatige bediening voor gebruik tijdens inbedrijfstelling of onderhoud. De actuator is gemonteerd op een ISO 5211-pad, zodat een ander type aandrijving kan worden gemonteerd zonder het kleplichaam te hoeven veranderen.

De poort zelf beweegt loodrecht op de stroming en moet volledig open of volledig gesloten zijn; het ontwerp is niet geschikt voor smoren, omdat een gedeeltelijk open wigschuif onderhevig is aan trillingen en erosie op de zittingvlakken.

Toepassingen

Elektriciteitscentrales: hoofdstoom-, warmopwarm-, voedingswater- en spuileidingen voor de ketel.

Petrochemie en raffinage: proces op hoge- temperatuur en hete oliecircuits.

Chemische fabrieken: leidingen die hete vloeistoffen en dampen transporteren binnen de corrosiegrenzen van het materiaal.

Metallurgie: gas- en procesleidingen op hoge- temperatuur met geautomatiseerde aan- uit-regeling.

Het zelf-afdichtende en geforceerde-afdichtende gedrag van een schuifafsluiter zorgt ervoor dat de klep goed vastzit wanneer deze gesloten is, terwijl de doorgaande- leidingboring de drukval laag houdt wanneer deze open is, wat precies de combinatie is die vereist is in een hete hoofdleiding waar energieverliezen moeten worden geminimaliseerd.

Selectie-, installatie- en inspectiepunten

De selectie begint bij de ontwerptemperatuur en -druk, omdat deze samen de materiaalklasse en de drukklasse bepalen. De actuator moet geschikt zijn voor het maximale drukverschil bij het afsluiten-, inclusief de kracht die nodig is om de poort los te maken van de zitting na een lange periode in gesloten positie. Waar de leiding onderhevig kan zijn aan thermische beweging, moet de klep onafhankelijk worden ondersteund, zodat de leidingbelastingen niet worden overgebracht naar het lichaam.

Controleer bij de installatie of de flenspakking en het boutmateriaal geschikt zijn voor de ontwerptemperatuur, controleer of de klep is geïnstalleerd met de steel verticaal waar dat praktisch mogelijk is, en controleer de faalrichting van de actuator bij een gesimuleerde luchtstoring. Vóór de inbedrijfstelling moeten de schaal- en zittingtests worden voltooid volgens API 598 en moet de klep de volledige slagslag hebben doorlopen. Periodieke inspectie heeft betrekking op de spindelpakking, de zittingoppervlakken en de staat van de harde bekleding, samen met een controle van de afdichtingen van de aandrijving en de kwaliteit van de luchttoevoer.

Veelgestelde vragen

Vraag: Welk materiaal is WC6?
WC6 is een gegoten chroom-molybdeen laag-staal dat valt onder ASTM A217, dat ongeveer 1,25 procent chroom en 0,5 procent molybdeen bevat, en wordt gebruikt voor componenten met hoge- temperatuurdruk-.

Vraag: Waarom wordt WC6 gekozen in plaats van koolstofstaal?
Omdat molybdeen zijn kruipsterkte verhoogt, behoudt het gietstuk de bruikbare sterkte bij temperaturen waarbij koolstofstaal onder belasting permanent zou gaan vervormen. De chroomtoevoeging verbetert ook de oxidatieweerstand.

Vraag: Kan een WC6-schuifafsluiter worden gebruikt voor smoren?
Nee. Een wigpoort moet volledig open of volledig gesloten zijn. Bij gedeeltelijke opening worden de zittingvlakken blootgesteld aan erosie en trillingen, waardoor debietregeling een ander kleptype vereist.

Vraag: Wat gebeurt er als de luchttoevoer uitvalt?
Met een veer{0}}actuator beweegt de klep naar de ontworpen storingspositie, normaal gesloten. Een dubbel-actuator behoudt zijn laatste positie, tenzij er accumulatoren of uitschakellogica aanwezig zijn.

Vraag: Welke normen zijn van toepassing op de klep?
API 600 en ASME B16.34 voor ontwerp, ASME B16.10 voor afmetingen van vlak tot vlak, ASME B16.5 of B16.47 voor flenzen, ASME B16.25 voor laseinden en API 598 voor inspectie en testen.

Vraag: Hoe wordt de drukwaarde bepaald bij hoge temperaturen?
Uit de druk-temperatuurtabel van ASME B16.34 voor de relevante materiaalgroep. De toegestane druk daalt naarmate de temperatuur stijgt, dus het klassenummer alleen is niet voldoende.