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IN-P-M-C 系列爆破针型泄压装置

时间:2017-4-18 12:58:36 点击数:

相关介绍

工作原理

IN-P-M-C系列爆破针型阀是爆破针技术与超低温角行程开关阀的完美结合,代表了超低温爆破针型阀的至高水平。

爆破针型组件的腔体通过压力连通管线与蝶阀上游相连接,使其承受蝶阀上游的介质压力,并经其阀杆将载荷传递至爆破针。

当爆破针型泄压阀整定压力较低时,介质压力所产生的动力(即介质压力在阀瓣上产生的推力或扭矩)十分有限,一直以来阀门的设计人员必须在爆破精度和密封性能之间寻求妥协,原因是爆破针型泄压阀的爆破精度的主要取决于相关摩擦力与介质动力相比较所占的比例,若要保证动力较低情况下的精度,设计人员必须竭尽所能降低密封副之间的摩擦力,即降低密封之间的压强或者接触宽度,这必然牺牲密封性能。

瑞朗博IN-P-M-C系列爆破针型泄压阀创造性地采用了助力机构,这使得在选择蝶阀密封结构时,无需考虑介质压力的制约,可根据工况条件和密封等级需要选择最佳的密封结构,由助力机构帮助克服蝶阀密封副之间的摩擦力,保证蝶阀开启。这种设计使得IN-P-M-C系列爆破针型能够同时获得最佳的爆破精度和密封性能,真正保证火炬系统的长期安全运行。

独特优势:

● 助力机构帮助克服蝶阀密封副之间的摩擦力,使得IN-P-M系列爆破针型阀能够同时获得最佳的爆破精度和密封性能,完美解决了以往爆破针型泄压装置的先天性问题,特别适用于低压工况;

● 产品的设计、制造与测试符合ASME锅炉与压力容器规范第VIII卷要求;

● 爆破针型组件仅有一个运动部件,此运动部件仅能沿其中心线作直线运动,可靠性极高;

● 与活塞一体的爆破针型组件阀杆向爆破针直接传递了介质压力在活塞面积上产生的作用力,中间没有任何力的转化机构。这种最为简洁的作用力传递方式最大程度地降低了中间环节对于力的传递准确性干扰,确保了泄压点的精确性;

● 爆破针失稳及阀门开启在毫秒之间发生,泄压迅速;

● 阀门的泄压动作不受其下游背压影响;

● 直至爆破针失稳弯曲,均可保证爆破针型阀的密封等级;

● 主阀选用超低温设计阀门;

● 主阀设计符合相关国际标准(例如API 609/ BS  6364)的要求;

● 长期运行可靠性高,无需定期更换密封。 

为何适用于超低温介质?

主阀选用专业厂家生产的超低温阀门,具有超低温阀门标准强制要求的长颈结构,材料选择和密封结构均可保证超低温工况下长期可靠运行。

爆破针型组件与主阀之间有足够长的连接管,并且爆破针型组件和连接管内的介质始终处于不流动的状态,这意味着不论爆破针失稳与否,内部超低温介质都不会流动。此结构可保证温度梯度的形成,其作用正如同超低温阀门中的长颈结构。另外,连接管的长度要大于相关国际标准中规定的值,保证了爆破针型组件始终处于常温下而不受超低温介质的影响。因此,常温下对其进行测试即可证明其在超低温工况下实际运行的性能。


瑞朗博曾进行超低温试验,试验结果确认:


其一,当装置应用于超低温工况时,超低温介质会产生一定的低温影响区,离介质较近的区域外部会出现结霜,结霜会随着时间的延长而不断增厚,但出现结霜的范围稳定;

其二,压力连通管内会形成温度梯度,且由于其长度远大于相关标准规定的值,爆破针型组件始终处于常温下而未受超低温介质的影响。

 IN-P-M-C 系列(超低温工况)

为保证火炬系统的安全,API 537和SH   3009均规定地面火炬系统的分级控制阀应配置失效安全型非重闭式泄压装置,即应配置爆破片或者爆破针触发的泄压装置。在超低温地面火炬项目的设计实践中,由于所需泄压装置的整定压力很低且须适应超低温介质,泄压装置的选择一直以来是极为棘手的问题。

对于整定压力很低的应用,爆破片的泄压精度难以令设计者满意,这正是SH  3009规定当各分级管道前的最大允许背压值较低时不宜采用爆破片的原因。更为重要的是,爆破片的实际爆破压力对于温度变化十分敏感,而且多数材料在经历温度骤然降低时,金相组织都会发生变化,进而引起实际爆破压力的变化。这使得所选用的爆破片即便在常温下通过了批次性试验,也无法预测其在超低温工况下的实际爆破压力,从而给地面火炬的运行带来安全隐患。

超低温介质和很低的整定压力对于爆破针型阀的设计同样也是巨大的挑战。超低温阀门应设置长颈结构以使得阀杆密封处于超低温影响区之外,而阀座区域通常选用金属-金属密封以保证其不受超低温介质的破坏。

然而,无论是长颈结构的阀杆密封系统还是金属-金属密封阀座,均意味着密封副之间摩擦力的急剧增加。当整定压力很低时(小于100kPa时),介质对于爆破针型阀运动部件产生的推力是极为有限的,其阀门本体采用长颈结构和金属密封阀座几乎是不可能的。

某些用户权衡爆破片与非低温设计的爆破针型阀之后,甚至开始考虑选用非低温设计的爆破针型阀。然而,这将为项目运行带来巨大的安全隐患,至少体现在以下几个方面:

其一,阀门未设置长颈结构,超低温介质的冷量会传递至阀杆密封以及密封之外的区域,使得此区域(包括阀杆等)会结冰卡死,造成阀门无法开启;

其二,超低温介质会破坏阀杆密封(玻璃态转变、冷脆以及体积收缩等),阀门外漏不可避免;

其三,超低温介质会破坏阀座密封,导致阀门内漏。

瑞朗博IN-P-M-C系列爆破针型泄压装置以其独特的设计,很好地解决了上述问题,为超低温地面火炬提供了无与伦比的旁路解决方案。


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