1 pārskats
Naftas rūpniecībā vārsti ir viena no galvenajām iekārtām, ko izmanto, lai kontrolētu un regulētu naftas šķidrumu plūsmu. Tomēr naftas šķidruma īpašībām ir liela ietekme uz vārstu aizsērēšanas un noplūdes veiktspēju. Eļļas sarežģītības dēļ vārsti bieži saskaras ar problēmu, kas saistīta ar noplūdi un bloķēšanu faktiskajā darbībā. Tāpēc liela nozīme ir padziļinātai izpētei par naftas šķidruma ietekmi uz vārstu darbības mehānismu, lai uzlabotu vārstu uzticamību un drošību.
1.1 vārsta funkcijas
Vārsta galvenā funkcija ir kontrolēt šķidruma plūsmu un spiedienu caurulē, atverot vai aizverot vārstu. Ņemiet par piemēru vārstu vārstu, tas ir taisnais vārsts, kas pazīstams arī kā naža vārsts, jo tā vārti ir līdzīgi nosauktajam asmenim. Aizbīdņa vārsts kontrolē šķidruma plūsmu, paceļot vai nospiežot vārsta aizbīdni. Kad vārti ir pilnībā pacelti, šķidrums var netraucēti iziet cauri vārstam; kad vārti ir pilnībā nospiesti, vārsts ir pilnībā aizvērts, neļaujot šķidrumam iziet cauri. Regulējot vārtu stāvokli, šķidrumu var daļēji vai pilnībā nogriezt; aizbīdņu vārstu var izmantot arī spiediena kontrolei caurulē. Šķidrumam ejot cauri vārtiem, tā ātrums samazinās, palielinot spiedienu caurulē. Daļēji paceļot vai aizverot vārtus, var regulēt šķidruma plūsmas ātrumu, tādējādi ietekmējot spiedienu caurulē, var efektīvi novērst šķidruma noplūdi. Tā kā berze starp vārtiem un lielāka izmēra ligzdu, aizbīdņu vārsti parasti ir piemēroti nepieciešamībai pēc lielāka darbības spēka. Rezumējot, aizbīdņu vārsti tiek plaši izmantoti rūpnieciskajā ražošanā un cauruļvadu sistēmās kā izplatīts vārstu veids, aizvaru vārstu konstrukcija, kā parādīts 1. attēlā.
1.2. naftas šķidrumu raksturojums un to ietekme uz vārstiem
Nafta ir sarežģīts šķidrums ar daudzām īpašībām, kas tieši ietekmē vārstu darbību un veiktspēju. Pirmkārt, naftas šķidrumiem ir augsta viskozitāte. Viskozitāte ir naftas šķidruma viskozitātes pakāpe, ti, mijiedarbība starp šķidrumā esošajām molekulām. Eļļas šķidruma augsta viskozitāte caur vārstu radīs lielāku pretestību, palielinās vārsta darbības spēku un ietekmēs vārsta atvēršanas un aizvēršanas ātrumu. Tāpēc, izvēloties vārstus, jāņem vērā eļļas šķidruma viskozitāte, jāizvēlas atbilstošs vārsta veids un materiāls, kas atbilst šķidruma plūsmas prasībām. Otrkārt, naftas šķidrumam ir noteikta korozijas pakāpe. Nafta satur sēru, skābes un citas kodīgas vielas, kas var korozēt vārstu materiālus un izraisīt vārsta bojājumus un noplūdi. Tāpēc, apstrādājot un transportējot naftas šķidrumus, ir jāizvēlas korozijizturīgi vārstu materiāli, piemēram, nerūsējošais tērauds, leģētais tērauds, lai nodrošinātu vārsta uzticamību un kalpošanas laiku.
2 Vārstu aizsērēšanas veiktspējas pētījums
2.1 vārsta aizsērēšanas definīcija un cēlonis
2.1.1. vārsta aizsērēšanas vārsta klasifikācija
Aizsērēšana ir tad, kad tiek bloķēta eja vārstā vai ap to, stāvoklis, kad šķidrums nevar iziet cauri vārstam vai plūsma ir stingri ierobežota. Vārstu aizsērēšana var ietekmēt normālu šķidruma sistēmas darbību un izraisīt virkni problēmu. Vārstu iestrēgšanai ir daudz iemeslu:
(1) cietās daļiņas, kas uzkrājas dažos šķidrumos, būs dažas cietas daļiņas, piemēram, nogulsnes, piemaisījumi, korozijas daļiņas. Šīs daļiņas var uzkrāties plūsmas kanālā vai tā tuvumā, kad šķidrums iet caur vārstu, izraisot aizsprostojumu. Jo īpaši attiecībā uz dažiem vārsta komponentiem ar mazām porām cietajām daļiņām ir tendence uzkrāties un bloķēt plūsmas kanālu.
(2) daži šķidrumi sacietē un kristalizējas zemākā temperatūrā un veido cietas vielas, piemēram, taukus un koloīdus. Šīs vielas, nonākot vārstā, var sacietēt temperatūras izmaiņu vai citu faktoru ietekmē, izraisot vārsta iesprūšanu [8] . Šī situācija zemā temperatūrā, šķidrā vidē ar augstu viskozitāti ir biežāka.
(3) ja materiāls vārsta iekšpusē reaģē ar šķidrumu, var rasties korozijas produkti, piemēram, rūsa un karbīds. Šie korozijas produkti var uzkrāties vārsta iekšpusē, bloķējot plūsmas kanālu un izraisot vārsta aizsērēšanu.
2.1.2. Naftas šķidrumu iedarbības mehānisms uz vārstu
Aizsprostošanās Naftas šķidrumu ietekmi uz vārstu aizsērēšanu nosaka to īpašības un sastāvs. Naftas šķidrumi parasti satur cietas daļiņas, kodīgas vielas un augstu viskozitāti. Pirmkārt, cietajām daļiņām naftas šķidrumos ir liela nozīme vārstu aizsērēšanā. Šīs daļiņas var rasties no jēlnaftas smiltīs, nogulsnēs, piemaisījumos utt., var rasties arī nogulumu vai rūsas daļiņu transportēšanas procesā. Šķidrumam ejot caur vārstu, šīs daļiņas var uzkrāties plūsmas kanālā un vārsta blīvējuma virsmā, pakāpeniski veidojot aizsprostojumu. Jo īpaši dažās mazās vārsta komponentu porās daļiņas var viegli uzkrāties un izveidot aizbāzni. Otrkārt, kodīgas vielas naftas šķidrumos var izraisīt arī vārstu aizsērēšanu. Nafta var saturēt noteiktu daudzumu sēra, skābu vielu un citu ķīmisku komponentu, šīs vielas un vārstu materiāli reaģēs ar korozijas produktiem. Šie korozijas produkti var uzkrāties iekšējā vārsta skrējienā, blīvējuma virsmā un ligzdā, pakāpeniski izraisot vārsta aizsērēšanu. Īpaši zema šķidruma plūsmas ātruma gadījumā korozijas produkti, visticamāk, uzkrājas un veidos aizbāzni. Visbeidzot, naftas šķidrumu augstā viskozitāte var ietekmēt arī vārstu aizsērēšanu. Eļļas šķidruma augsta viskozitāte caur vārstu radīs lielāku pretestību, palielinās vārsta darbības spēku un var izraisīt aizsērēšanu.
3 vārstu noplūdes veiktspējas izpēte
3.1. vārsta noplūdes definīcija un cēloņu analīze
3.1.1 vārsta noplūdes vārsta klasifikācija
Noplūde ir vārsta parādība aizvērtā stāvoklī, šķidrums joprojām var izplūst vai iekļūt caur spraugu starp vārsta blīvējuma virsmu. Vārstu noplūde parasti tiek klasificēta šādās kategorijās.
(1) iekšējā noplūde attiecas uz vārstu slēgtā stāvoklī, plūsmu no vārsta augstspiediena puses uz parādības zemspiediena pusi. Iekšējās noplūdes cēlonis var būt defekti, nodilums vai bojājumi starp blīvējuma virsmām, vai blīvējuma materiālu novecošanās, korozija un citi cēloņi.
(2) ārējā noplūde, attiecas uz vārstu slēgtā stāvoklī, ārējo mediju caur vārsta blīvējuma virsmu vārsta iekšējā parādība. Ārēja noplūde var būt saistīta ar defektiem starp blīvējuma virsmām, nodilumu vai bojājumiem, kā arī problēmām ar kāta blīvējumu un citiem cēloņiem.
(3) caur noplūdi attiecas uz vārstu aizvērtā stāvoklī, šķidrums var ne tikai izplūst no vārsta augstspiediena puses, bet arī no vārsta zemspiediena puses. Caurplūdes cēlonis var būt vārsta blīvējuma virsma starp atslābumu, nodilumu vai bojājumiem vai kāta un vārsta korpusa blīvējums starp problēmām, ko izraisa.
3.1.2 Naftas šķidrumu ietekmes uz vārstu mehānisms
Noplūdes nafta ir sarežģīts šķidrums, kam parasti ir noteikts spiediens cauruļvadā, un augstspiediena nafta var radīt lielāku spiedienu uz vārsta blīvējuma virsmu, palielinot noplūdes iespējamību. Īpaši tad, ja vārsts ir aizvērts, eļļas inerces dēļ eļļa var ietekmēt vārsta blīvējuma virsmu, izraisot īslaicīgu noplūdi; eļļas daudzumu piegādes procesā var ietekmēt temperatūra, temperatūras izmaiņas var izraisīt vārsta materiāla izplešanos vai saraušanos, kas ietekmē blīvējuma veiktspēju. Paaugstinoties temperatūrai, materiāls uz vārsta blīvējuma virsmas var izplesties, radot lielāku spraugu, palielinot noplūdes iespēju; eļļa var saturēt korozīvu vidi vai cietas daļiņas, ilgstoša saskare var izraisīt vārsta blīvējuma virsmas koroziju vai eroziju, kas samazina vārsta blīvējuma veiktspēju. Korozija un erozija padarīs blīvējuma virsmu nelīdzenu, palielinot noplūdes iespēju.
3.2 vārstu noplūdes veiktspējas pārbaude
Vārstu noplūdes veiktspējas pārbaude galvenokārt ietver šādas metodes.
(1) Statiskā blīvējuma pārbaude Statiskā blīvējuma pārbaude ir noteikta spiediena pielikšana vārstam, lai noteiktu vārstu slēgtā noplūdes stāvoklī. Kopējās pārbaudes metodes ietver gaisa necaurlaidības pārbaudi un šķidruma necaurlaidības pārbaudi. Novērtēšanas kritēriji parasti ir balstīti uz noplūdes apjomu, noplūdes līmeni vai noplūdes līmeņu klasifikāciju.
(2) griezes momenta pārbaudes griezes momenta pārbaudi izmanto, lai novērtētu vārsta blīvējuma veiktspēju, mērot griezes momentu, kas nepieciešams vārsta aizvēršanai. Lielāks griezes moments parasti nozīmē labāku blīvējuma veiktspēju.
(3) Spiediena saglabāšanas testa spiediena saglabāšanas tests galvenokārt pārbauda vārsta noplūdi noteiktā spiedienā un novērtē, vai vārsts var uzturēt spiedienu stabilu noteiktā laikā.
(4) cikla testa cikla tests ir paredzēts, lai pārbaudītu vārsta noplūdi pēc daudzām atvēršanas un aizvēršanas reizēm, kas var novērtēt vārsta blīvējuma veiktspēju pēc ilgstošas lietošanas.
