Ventile für schwieriges Absperren und Regeln

Das Gleiche noch einmal zu tun und ein anderes Ergebnis zu erwarten, ist die Definition von Wahnsinn. In meiner Karriere habe ich dieses Szenario viele Male erlebt. Die Frage kann sein, haben Sie häufig Probleme mit diesem Ventil? Im Laufe der Zeit verwenden viele Ingenieure und Wartungsteams weiterhin die gleichen Ventiltypen, die eine gute Lebensdauer in ihren Prozessen hatten.

Als Hersteller von Armaturen und vielen Kundenbesuchen ist ein „gutes Leben“ eine persönliche Wahrnehmung. Außenstehende wie Ventilhersteller verfügen möglicherweise über spezielle Kenntnisse zur Erhöhung der Ventillebensdauer. Wenn die Antwort nein ist, legen wir einfach alle zwei Monate einen neuen ein und werfen den alten weg. Eine scheinbar verrückte Herangehensweise an das Problem, die Antwort kann auch lauten:„So haben wir es immer gemacht.“

Es gibt viele schwierige Medien, die Standardventilen Probleme bereiten. Ein Beispiel ist alles, was pneumatisch gefördert wird. Auch Babypuder, das von einem pneumatischen Fördersystem getragen wird, ist abrasiv. Viele herkömmliche Kugelhähne oder standardmäßige Absperrklappen mit Gummiauskleidung werden in diesem Szenario nicht gut funktionieren. Diese Ventile müssen wahrscheinlich ziemlich häufig repariert oder vollständig ersetzt werden.

Alle Ventile, die Drosseln aufweisen, oder im Fall einer Absperrklappe eine Scheibe direkt in der Mitte des Strömungsstroms, sind Ventile, die in den abrasivsten Medien wahrscheinlich nicht gut überleben. Das ideale Ventil in vielen abrasiven Strömungen sollte einen vollen Durchgang haben, mit begrenzten Taschen oder Hohlräumen für die Materialansammlung. Das Ventil sollte generell so hergestellt werden, dass es Abrieb besser übersteht. Körperhöhlenfüller in einigen Ventilen sind eine Methode zur Erhöhung der Ventillebensdauer.

Es ist immer noch eine Tasche oder ein Hohlraum vorhanden, der jedoch minimiert wird und eine gewisse Verlängerung der Ventillebensdauer erreicht werden kann. Es gibt zwei Denkrichtungen zum Umgang mit abrasiven Strömungen. Eine besteht darin, ein Metallventil mit gehärteten Oberflächen wie Stellit oder anderen Beschichtungen zu verwenden, damit das Ventil länger hält als Kohlenstoffstahl oder Edelstahl.

Die andere Methode, um Abrieb zu bekämpfen, besteht darin, weicher zu werden. Gummi war ein erfolgreiches Material für abrasive Strömungsströme. Bei einigen Prozessen ist die Rohrleitung mit Gummi ausgekleidet, um die Rohrleitung vor häufigen Reparaturen oder Austausch zu schützen.

Kalkaufschlämmung oder Limettenmilch

Kalkschlamm, allgemein als Kalkmilch bezeichnet, ist für viele herkömmliche Ventile ein relativ schwieriges Medium, um darin zu überleben. Kalk wird Wasser zugesetzt und löst sich nicht in Lösung, sondern ist ein suspendierter Feststoff. Aus diesem Grund ist es notwendig, eine Kalkschlammschleife in Bewegung zu halten, damit sich der Kalk nicht am Boden der Rohrleitung absetzt.

Damit sich die Kalkpartikel nicht absetzen können, ist eine gewisse Geschwindigkeit erforderlich. Alle Taschen, Hohlräume oder Hohlräume sind ein natürlicher Sammelpunkt, an dem sich Kalk absetzen kann. Sobald sich der Kalk in diesem Bereich absetzt, wird er zu einer gehärteten Masse. Aus diesem Grund weisen Ventile wie Kugelhähne, Kükenhähne und Absperrklappen alle Bereiche auf, die zu Betriebsproblemen führen können, die zu häufigen Ventilausfällen führen.

Viele Prozessanlagen haben den Wunsch, bestimmte Ventiltypen zu standardisieren und in einigen Fällen Ablenkkegel oder andere Vorrichtungen hinzuzufügen, um bestimmte Ventiltypen zu schützen. Der Versuch, Kugel-, Stopfen- oder Absperrklappen in Kalkschlamm zu verwenden, führt normalerweise zu ständigem Ventilaustausch und kostspieligen Reparaturen. Der Grund, warum diese Ventile Probleme haben, ist der Bereich der Körperhöhle. Beim Öffnen und Schließen des Ventils kann Kalk in diese Bereiche eindringen.

Auch im Fall einer Absperrklappe ist die untere Welle ein potenzieller Problempunkt. Hat sich Kalk in diesen Bereichen abgesetzt, härtet er aus und erschwert die Ventilbetätigung erheblich. Dies kann zu einer Ermüdung des Bedieners oder sogar zu einem Versagen des Schafts aufgrund eines zu hohen Drehmoments führen. Kalk neigt auch dazu, auf Oberflächen zu verkalken, was die Bedienung des Ventils erschwert.

Weiche Verschleißteile wie die Gummidichtung der Drosselklappe oder die Sitzfläche des Kugel- oder Kükenhahns werden durch die abrasive Wirkung des Kalkzunders auf den Metalloberflächen zerstört. Wenn sich die Skalenoberflächen durch die weicheren Teile wie die Sitze drehen, werden sie beschädigt und führen mit der Zeit zu erheblichen Ventilleckagen und Erosion. Oftmals sind die Kosten für die Reparatur oder den Austausch im Vergleich zu den Personalkosten und dem Produktionsausfall unbedeutend.

Kalk wird in einer Vielzahl von Industrien verwendet. Zellstoff- und Papierfabriken, Stahlwerke, Kohlekraftwerke (Rauchgasentschwefelungsverfahren), Chemieanlagen, Glasproduktion, Nahrungsmittel und Getränke, Bergbaubetriebe sowie Wasser- und Abwasserbetriebe sind alle Industrien, die Kalkschlamm verwenden.

Abbildung 1. Oben abgebildet sind pneumatisch und elektrisch betätigte Quetschventile. Quetschventile können auch mit Handrad, Kegelradgetriebe und hydraulischen Antrieben betätigt werden. Der typische Größenbereich ist 1” – 40” und sie können bei Drücken von bis zu 1500 psig absperren. Das ideale Quetschventil arbeitet dort, wo es das Ventil gleichzeitig von oben und unten schließt und 100 % blasendicht auf der Ventilmittellinie abdichtet. Ein Doppelquetschventil ist ideal für die Langlebigkeit der Gummimanschette und erzeugt bei Kontrollanwendungen einen Durchflussstrom in der Mitte der Rohrleitung.

Ein Ventiltyp, der sich bei der Isolierung und Kontrolle von Kalkaufschlämmungen sehr bewährt hat, ist ein hochwertiges Quetschventil. Unabhängig vom Chloridgehalt gibt es in der Regel eine Gummimischung, die den schwierigsten Einsatz meistert. Ein Quetschventil verwendet eine Gummimanschette mit vollem Anschluss im Ventil, um den Abrieb im Ein-/Aus-Betrieb zu überstehen.

Für Kontrollanwendungen kann die innere Gummihülse konturiert werden, um dem optimalen erforderlichen Cv des Kontrollsystems zu entsprechen. Bei Quetschventilen ist die Gummimanschette der einzige Teil des Ventils, der mit dem Medium in Berührung kommt. Auf der Gummioberfläche kann sich Kalk ablagern, aber die Funktionsweise eines Quetschventils macht das Ventil im Allgemeinen zum einzigen selbstreinigenden Ventil für Kalkschlämme.

Hochwertige Quetschventile quetschen die Gummimanschette gleichzeitig von oben und unten und verschließen das Ventil beim Schließen 100% blasendicht. Da sich der Gummi beim Schließen zu dehnen beginnt, beginnt der Gummi den Kalk an seiner Oberfläche abzublättern. Wenn sich das Ventil weiter schließt, erhöht sich die Geschwindigkeit des Mediums und hilft, die Innenfläche der Gummimanschette zu reinigen.

Die Abriebfähigkeit von Quetschventilen und der Selbstreinigungsaspekt sind der Hauptgrund dafür, dass Quetschventile das ideale Ventil für Kalkschlämme sind. Ein hochwertiges Quetschventil für die modulierende Regelung von Kalkschlamm überlebt in den meisten Fällen die meisten Kugelhähne mit V-Anschluss und sogar Keramikventile. In einigen Fällen habe ich von Kunden gehört, die ein Kugelregelventil mit V-Anschluss verwenden und alle 3 – 6 Monate repariert werden müssen, während ein Quetschregelventil möglicherweise nur alle 1 – 2 Jahre repariert werden muss.

In REA-Wäschern in Kohlekraftwerken müssen bestimmte manuell und luftbetätigte Quetschventile möglicherweise nur alle 10 Jahre repariert werden, im Vergleich zu Kugel-, Kegel- oder Drosselventilen, die zweimal im Jahr repariert oder ausgetauscht werden müssen. Bitte haben Sie Verständnis dafür, dass nicht alle Quetschventile gleich gebaut sind und nicht alle diese Art von langen Serviceintervallen bieten. Aufgrund der Variabilität der Gummimischung haben einige Quetschventile eine recht schlechte Qualität.

Denken Sie daran, dass jeder mit einer Zange und einem Gummischlauch im Wesentlichen ein Quetschventil hat. Aber ein hochwertiges, hochentwickeltes Quetschventil wird viel besser funktionieren als weniger Marken. Wenn Sie in der Vergangenheit ein Quetschventil ausprobiert haben und eine unbefriedigende Leistung hatten, geben Sie nicht auf.

Sie haben gerade die falsche Marke ausgewählt. Produktvariabilität und Qualität bei Herstellern von Quetschventilen weisen heute wahrscheinlich die größten Unterschiede aller Ventiltypen in der Branche auf. Um erfolgreich zu sein, werden Sie wahrscheinlich mehr für das Beste bezahlen, aber auf lange Sicht sparen Sie beträchtliche Betriebskosten.

Abbildung 2. Oben abgebildet ist ein angeflanschter Messerschieber. Dieses Ventil ist ideal für schwere Schlämme. Das Ventil verfügt über offene und geschlossene Verriegelung, Schmiernippel, Endschalterhalterung und Spülplatten. Diese Konstruktion drückt angesammelte Feststoffe aus dem Boden des Ventils in den Bereich der Spülplatte. Die Spülplatte kann bei jedem Zyklus mit einer Wasserspülung ausgestattet werden oder die Spülplatte kann entfernt werden, um Feststoffe und eine geringe Menge Flüssigkeit bei jedem Öffnen und Schließen auszutragen. Die massiven Gummimanschetten bieten eine gute Abriebfestigkeit. Ventile dieses Typs können mit manueller, manueller Getriebe-, elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Betätigung ausgestattet werden.

Ein anderer Ventiltyp, der erfolgreich in Kalkaufschlämmung verwendet wurde, ist ein Plattenschieber für Aufschlämmungen. Heutzutage gibt es in der Industrie so viele Arten von Plattenschiebern. Es gibt Gesichtsdichtungen, Keildichtungen, unidirektionale, bidirektionale usw.

Der Plattenschiebertyp, der die beste Leistung bei der Verwendung von Kalkschlämmen bietet, ist ein bidirektionaler Schieber mit zwei massiven Gummimanschetten auf jeder Seite des Schiebers. Es wird ein Absperrschieber sein, der ein Durchsteckdesign hat. Bei Durchsteckausführungen drückt das Tor nach unten und trennt die beiden Gummimanschetten. Wenn der Schieber den Boden der Gummimanschetten erreicht, vertreibt er alle ausgehärteten Feststoffe aus dem Boden des Ventilkörpers. An jedem Verschluss wird eine geringe Menge an Flüssigkeit und Feststoffen ausgetragen.

An der Oberseite des Ventils befindet sich außerdem eine abwischende Polyurethandichtung, die hilft, den Kalk abzukratzen, der sich möglicherweise auf dem Anguss angesammelt und verhärtet hat. Teflon und andere Beschichtungen können auch auf den Anguss aufgetragen werden, um ihn widerstandsfähiger gegen Zunder zu machen oder aufgetretenen Zunder leichter abzureiben. Kohlekraftwerke verwenden seit mehr als 40 Jahren diese Art von Ventil in ihren REA-Wäschern.

Bei der Auswahl von Messerschiebern für Schleifarbeiten ist es ratsam, einen zu wählen, der 100 % volle Öffnung hat. Die Gummimuffen sollten zu 100 % den gleichen Innendurchmesser der Rohrleitung haben. Sind die Gummimuffen etwas kleiner als der Innendurchmesser der Rohrleitung, wird der Rand der Muffen ständig mit abrasiver Strömung beschossen. Im Allgemeinen ist ein Quetschventil ein viel besseres Ventil als jeder Absperrschieber für den Einsatz von Kalkschlamm, aber aufgrund der Kosten und der Größe ist der Plattenschieber oft vorzuziehen.

Kalkaufschlämmung pumpen

Ähnlich wie bei den oben erwähnten Ventilen können viele Pumpentypen zum Pumpen von Kalkschlamm verwendet werden. Einige Pumpentypen neigen zu Kalkablagerungen und wenn große Partikel abbrechen, richten sie großen Schaden an und verursachen übermäßige Reparaturen an der Pumpe. Aber aus den gleichen oben genannten Gründen gibt es bestimmte Pumpentypen, die eine bessere Pumpenart für Kalkschlämme sind.

Abhängig von Ihrer erforderlichen Durchflussmenge, die von einer Pumpe im Vergleich zu einer anderen erzeugt wird, können Sie zu bestimmten Pumpentypen gezwungen sein. Wenn die erforderliche Flussrate 440 Gallonen pro Minute oder weniger beträgt, kann eine peristaltische Pumpe die beste Pumpe für Ihre Anwendung sein. Stellen Sie jedoch sicher, dass Sie die vom Hersteller empfohlene Schlauchgröße für eine optimale Schlauchlebensdauer verwenden. Wenn Sie mehr als 440 Gallonen pro Minute pumpen, kann eine Kreiselpumpe mit Gummiauskleidung die beste Alternative sein.

Ein besonderes Anliegen beim Pumpen von Aufschlämmungen besteht darin, eine kontinuierliche Geschwindigkeit der Aufschlämmung aufrechtzuerhalten, damit sich Partikel weniger leicht aus der Suspension absetzen können. Auch eine Pumpe, die nicht dichtet, ist ideal zum Absetzen von Schlämmen. Eine Schlauchpumpe hat keine Stopfbuchspackungen und auch der Schlauch ist das einzige Teil, das mit dem Medium in Berührung kommt. Es ist in der Regel das einzige Verschleißteil bei Schlauchpumpen.

Einzelrollenkonstruktionen im Vergleich zu mehreren Rollen oder mehreren Schuhen

Abbildung 3. Peristaltikpumpe in Einzelrollenausführung. Eine einzelne Rolle komprimiert den Schlauch nur einmal pro Umdrehung, was zu einer deutlich längeren Schlauchlebensdauer und niedrigeren Betriebskosten führt. Einzelrollenkonstruktionen erhöhen die Schlauchlebensdauer weiter und senken die Betriebskosten, da die Pumpe keine nennenswerte Wärme erzeugt und mit viel höheren Umdrehungen pro Minute laufen kann.

Schlauchpumpen sind ausgezeichnete Pumpen für die Förderung von Schlämmen mit hohem Feststoffgehalt. Viele Kalkschlammkreisläufe haben ca. 30 – 35 % Feststoffe und ein spezifisches Gewicht von ca. 1,2 – 1,35. Aus all den oben genannten Gründen zu Quetschventilen hat die Peristaltikpumpe im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften wie ein Quetschventil.

Die Schlauchpumpe hat einen Gummischlauch, der komprimiert wird, um die Aufschlämmung durch den Schlauch zu drücken. Bei Schlauchpumpen gibt es keine Taschen, Hohlräume oder Hohlräume und der Gummischlauch ist hervorragend gegen Abrieb.

Auch im Saugbetrieb eignen sich Schlauchpumpen hervorragend für uns und können auch trocken laufen, ohne dass Pumpe oder Schlauch beschädigt werden. Die meisten anderen Pumpentypen können nicht trocken laufen, ohne Pumpenschäden zu verursachen. Bei Schlauchpumpen sollten Sie sich auf eine exzentrische Einzelrollenausführung konzentrieren. Dieses Design komprimiert den Gummischlauch nur einmal pro 360-Grad-Umdrehung. Dies ist wichtig, da die Lebensdauer des Schlauchs stark davon abhängt, wie oft Sie den Gummischlauch zusammendrücken.

Eine Pumpe, die den Gummischlauch zweimal oder öfter pro 360-Grad-Umdrehung komprimiert, hat normalerweise die Hälfte der Schlauchlebensdauer einer exzentrischen Einzelrollenkonstruktion. Es gibt auch Konstruktionen, die auch zwei Schuhe oder Metallhöcker verwenden, um den Schlauch zu komprimieren. Diese Konstruktionen erzeugen viel Reibung und Hitze am Gummischlauch. Das Hinzufügen einer erheblichen Reibungswirkung und Wärme zum Gummischlauch verschlechtert den Gummi weiter und führt zu einer viel kürzeren Schlauchlebensdauer. Zwei Schuhpumpen, die erhebliche Reibung und Wärme erzeugen, benötigen mehr Glyzerin im Gehäuse, um die Wärme abzuleiten.

Ein Kraftwerk in Ohio, das Kalkaufschlämmung pumpte, verwendete eine peristaltische Pumpe mit zwei Schuhen und beschwerte sich, dass ihre Schlauchlebensdauer nur ungefähr 518.000 Umdrehungen betrug, bevor der Schlauch kaputt ging und ausfiel. Dieses Kraftwerk teilte mit, dass es jährlich mehr als 29.000 US-Dollar pro Pumpe für Reparatur- und Wartungskosten ausgab.

Abbildung 4. Oben abgebildet ist eine typische Schlammkreiselpumpe. Typischerweise ist dieser Pumpentyp mit Gummi ausgekleidet für den Umgang mit Kalkschlamm. Kreiselpumpen sind ideal für hohe Durchflussraten über 440 gpm.

Sie ersetzten ein 4-Zoll-Doppelschuh-Design durch ein 2,5-Zoll-Exzenter-Einzelrollen-Design. Die Schlauchlebensdauer stieg um mehr als das 5-fache auf über 2,7 Millionen Umdrehungen. Ihre Wartungskosten wurden durch den Einsatz der exzentrischen Peristaltikpumpe mit Einzelrollenkonstruktion um 69 % gesenkt. Wenn Sie derzeit peristaltische Pumpen besitzen und mit der Schlauchlebensdauer und der Pumpennutzungsrate unzufrieden sind, sollten Sie eine peristaltische Pumpe mit exzentrischer Rollenkonstruktion untersuchen.

Wenn Sie Durchflussraten von über 440 Gallonen pro Minute haben, können Sie eine Aufschlämmungszentrifugalkonstruktion in Betracht ziehen. Laufrad und Hals, Gehäuse und Auslass sind für den Abrieb, dem diese Pumpen ausgesetzt sind, mit Gummi ausgekleidet. Diese Art von Schlammkreiselpumpen wurde für den Abbau von Schlämmen mit großen Partikeln und Feststoffen entwickelt. Diese Pumpe wird Ihnen gute Dienste leisten. Sie sind bis zu einem Pumpendurchmesser von 20 Zoll und bei einigen Marken sogar noch größer erhältlich.

Schlussfolgerungen

Jedes Medium ist einzigartig und aus diesem Grund können bestimmte Ventil- oder Pumpentypen für bestimmte Medien besser geeignet sein. Kalkschlamm ist nur ein Medium, das Probleme verursachen kann, die bei herkömmlichen Ventilen und Pumpen nicht zu finden sind. Die oben genannten Ventile und Pumpen eignen sich hervorragend zum Fördern sehr abrasiver Schlämme mit hohem Feststoffgehalt.

Quetschventile und peristaltische Pumpen sind in der Lage, sehr hohe Feststoffschlämme sogar bis zu 80 % Feststoffe zu handhaben. Wenn Sie Schlämme mit hohem Feststoffgehalt haben, sollten Sie an Quetschventile und peristaltische oder Kreiselpumpen denken.

Alles, was pneumatisch gefördert wird, kann durch ein Quetschventil effektiv isoliert werden. Beim pneumatischen Fördern führt ein kleiner Schaden und eine geringe Leckage in einem Ventil zu einer schnellen Verschlechterung der Absperrfähigkeit des Ventils. Ein Quetschventil ist blasendicht und viel widerstandsfähiger gegen diese schnelle Verschlechterung. Kalk setzt sich in Taschen und Hohlräumen ab und verfestigt sich, was bei vielen Ventilen und Pumpen zu Betriebsproblemen führt.

Die Gummimanschette oder der gerade Schlauch einer Peristaltikpumpe mit vollem Anschluss bewirkt eine Selbstreinigung des Gummischlauchs oder der Gummimanschette. Das Fehlen von Taschen oder Hohlräumen für Materialansammlungen sind zwei der Hauptgründe, warum Quetschventile und Schlauchpumpen so ideal für die Handhabung von Kalkschlamm sind.