Решить ненормальное износ шаровых клапанов в трубопроводе транспортировки целлюлозы

Наши клиенты в таких регионах, как Нижняя Силезия, Польша, часто сталкиваются с трудностями в своих горнодобывающих и обогатительных операциях, касающихся эффективной и надежной транспортировки суспензий с высоким содержанием твердых частиц. Среди них шаровой кран, как ключевой регулирующий компонент в трубопроводной системе, его производительность напрямую влияет на непрерывность производства и затраты на техническое обслуживание. Однако острые минеральные частицы в суспензии, высокая скорость потока и потенциальная коррозионная активность привели к серьезным проблемам аномального износа традиционных шаровых кранов с металлическим седлом, проявляющимся в увеличении внутренней утечки, увеличении крутящего момента при открытии и закрытии и даже в быстром выходе из строя.

Износ Пневматических керамических шаровых кранов вызванный условиями пульпы

Суспензия не является однородной жидкостью, а представляет собой двухфазную смесь твердых частиц и жидкости. Повреждение клапанов в основном вызвано двумя факторами:

1. Абразивный износ
   • Когда твердые частицы, такие как кварц и металлические минералы, проходят через клапан под высоким давлением, они оказывают микроскопическое режущее и царапающее воздействие на уплотнительную поверхность (шар и седло клапана). Мягкое седло клапана из ПТФЭ или обычная закаленная металлическая поверхность быстро царапаются, повреждая уплотнительную линию и вызывая отказ уплотнения, что приводит к внутренней утечке.
2. Эрозия и износ
   • В местах, где скорость потока снижается или меняет направление, высокоскоростные частицы непрерывно ударяются о определенные участки внутри полости корпуса клапана, что может привести к локальной потере материала и истончению стенки. В конечном итоге это может привести к риску утечки корпуса.

Ключевое решение

Ключ к устранению аномального износа заключается в том, чтобы твердость проточных компонентов была намного выше твердости абразивных частиц.

1. Материалы проточных компонентов: от металлов до высокопроизводительной керамики
   • Использование конструкционных керамических вкладышей и керамических сфер. Например, изготовление сфер, седел клапанов и внутренних футеровок клапанов из чистой глинозема (Al2O3) или карбида кремния (SiC) с чистотой >99%. Эти керамические материалы имеют твердость по Роквеллу (HRA) до 80-90, что намного выше твердости большинства твердых частиц, тем самым превращая износ из "износа компонента" в "износ самим носителем". Это гарантирует, что геометрическая точность пары уплотнения сохраняется в течение длительного периода эксплуатации, фундаментально решая проблему отказа, вызванного износом.
2. Оптимизация конструкции клапана для условий пульпового процесса
   • Убедитесь, что при открытии клапана поток проходит в основном по внутреннему диаметру трубопровода, тем самым снижая риск накопления частиц и заклинивания.
   • Для преодоления возможного накопления суспензии на поверхности шара клапана, которое может вызвать сопротивление при открытии и закрытии, необходимо использовать пневматический привод с достаточным крутящим моментом и коэффициентом безопасности (обычно в 1,5-2 раза больше расчетного крутящего момента). Кроме того, необходимо обеспечить, чтобы срок его службы (например, 1 000 000 циклов) соответствовал требованиям частого переключения системы пылеудаления.

Для польской горнодобывающей промышленности, применяя износостойкое решение для шаровых кранов с основной технологией, основанной на полностью керамических проточных компонентах, оптимизированной для минеральной суспензии структурой и соответствующим сверхмощным приводом, предприятие может значительно продлить срок службы ключевых клапанов, снизить общую стоимость незапланированных простоев и частых замен клапанов.