תכנון חסין אש של שסתומים הוא קריטי להבטיח הפעלה בטוחה של מערכות תעשייתיות במקרה של שריפה. מאמר זה מציג בקצרה אמצעי עיצוב ספציפיים של חסין אש לשסתומים, כיסויבחירת חומרים, תכנון מבני, ציפויים חסין אש והגנה, ועיצוב איטום.
1. בחירת חומרים
חומרי גוף שסתום
גופי שסתום צריכים להיות עשויים מחומרים עם התנגדות מצוינת בטמפרטורה גבוהה. הבחירות הנפוצות כוללות:
- חומרים מתכתיים: פלדה יצוקה (למשל, WCB) ופלדת אל חלד (למשל, 304, 316L) שומרים על חוזק ויציבות תחת טמפרטורות גבוהות, עם לחץ תרמי עמידה במהלך שריפה. לסביבות קיצוניות בטמפרטורה גבוהה, בלחץ גבוה או מאכל, ניתן להשתמש בסגסוגות מבוססות ניקל.
- חומרים לא מתכתיים: קרמיקה ופלסטיקה מחוזקת מיושמים גם הם. קרמיקה מציעה עמידות בפני חום מעולה ועמידות בלאי אך הם שבירים. פלסטיק מחוזק הם קלים ועמידים בפני קורוזיה אך דורשים מעכבי להבה כדי לשפר את ביצועי חסינת האש.
חומרים רכיבים פנימיים (לקצץ)
רכיבים כמו דיסקים וליבות שסתום נחשפים הן לטמפרטורות גבוהות והן ללחץ בינוני במהלך שריפה. חומרים נפוצים כוללים:
- נירוסטה או פלדת סגסוגתלביצוע חוזק מכני ואיטום.
- ציפויים קשים(למשל, טונגסטן קרביד) לעמידות בלאי ואש בשסתומי צינור הגז.
איטום חומרי שטח:
- חותמות רכות: PTFE (טפלון) או גרסאות שונה עם סיבי גרפיט\/זכוכית לשיפור ביצועים בטמפרטורה גבוהה.
- חותמות מתכת: סגסוגות קשות (למשל, סטלייט) לעמידות ויציבות בתנאי אש.
חומרי אטם חסין אש
אטמים חייבים לעמוד בטמפרטורות גבוהות, הזדקנות ודחיסה. אפשרויות נפוצות:
- אטמי גרפיט: מוליכות תרמית מצוינת ושימון עצמי.
- אטמי סיבים קרמיים: יש להם מוליכות תרמית נמוכה והם אידיאליים לבידוד חום.
2. תכנון מבני
עיצוב גזע חסין אש
- גבעולים מחוזקים: עלייה בקוטר או מבנים חלולים כדי להתנגד לעיוות תרמי.
- תכונות פיזור חום: חריצים או חומרי מוליכה גבוהה-תרמית למניעת תפיסה.
מבני איטום חסין אש
- איטום כפול: משלב אטמי גיבוי מתכת-מתכת עם חותמות רכות (למשל, בשסתומי כדור).
- כלבי ים משניים: איטום מיותר בשסתומי שער להגנה על כישלון.
עיצוב בידוד תרמי
- בידוד חיצוני: סיבי קרמיקה או מעילי צמר מינרלים חוסמים העברת חום.
- בידוד פנימי: ציפויים עמידים בחום (למשל, קרמיקה) או בבלים ליד רכיבים קריטיים.
3. ציפויים והגנה על חסין אש
בחירת ציפוי
- ציפויים מבולבליםהרחב ליצירת קצף מבודד תחת חום.
- ציפויים שאינם מנוגדים: הסתמכו על עמידות חום מובנית (למשל, לסביבות מאכלות).
תהליך בקשה
- הכנת פני השטח: התזת חול\/ניקוי כימי להדבקה.
- ריסוס\/צחצוח: עובי מבוקר (0. 5–5 מ"מ) לכל דרישות פרוח אש.
עטיפות חסינות אש
- מארזי מתכת(נירוסטה\/אלומיניום) עם בידוד פנימי.
- התקנה בורג\/מהודקתכדי להבטיח שלמות חותם במהלך שריפות.
4. עיצוב איטום
חותמות מושבים
- מושבי מתכת: סגסוגות קשיחות (למשל, סטלייט) להתנגדות ללבוש בטמפרטורה גבוהה.
- מושבים רכים: אלסטומרים בטמפרטורה גבוהה (למשל, חותמות שפתיים) עם פיצוי תרמי.
אריזת גזע
- אריזת גרפיט\/קרמיקהלהתנגדות לחום ולחיכוך נמוך.
- עיצובים רב שכבתייםעם מרווחי מתכת לדחיסה אחידה.
חותמות מפוח
- מפוח מתכת(נירוסטה) מבודדים גבעולים מתקשורת, אידיאלית ליישומים קריטיים.
5. אמצעים נוספים
פרוסת אש מפעיל
- מפעילים ידניים: ידיות\/גלגלי שרשרת עמידים בפני אש.
- מפעילים אוטומטיים: מארזים חסין אש למנועים\/פנאומטיקה.
שילוב זיהוי אש
- מקושרים למערכות אזעקות\/כיבוי חירום (ESD)לסגירת שסתום אוטומטית.
תחזוקה ובדיקה
- בדיקות סדירותשל ציפויים, כלבי ים ויכולת הפעלה.
- בדיקות סימולציה של אש(למשל, חימום תנור) כדי לאמת את הביצועים.
מַסְקָנָה
חסין אש שסתום הוא מאמץ שיטתי הכרוךחומרים, עיצוב, ציפויים ואיטוםו על ידי יישום מדדים אלה, שסתומים יכולים לשמור על פונקציונליות במהלך שריפות, תוך שמירה על מערכות תעשייתיות.
מאת דיאנה