เหตุใดประสิทธิภาพการปิดผนึกของวาล์วบอลจึงเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ?

ทำไมการปิดผนึกประสิทธิภาพของวาล์วลูกบอลแตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ?

ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบการควบคุมหลักในท่ออุตสาหกรรมประสิทธิภาพการปิดผนึกของวาล์วบอลส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของระบบ อย่างไรก็ตามในการใช้งานจริงผลการปิดผนึกของวาล์วบอลมักจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากความผันผวนของอุณหภูมิซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับลักษณะของวัสดุการออกแบบโครงสร้างและการปรับตัวให้เข้ากับสภาพการทำงาน

1. ความแตกต่างในค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของความร้อนของวัสดุปิดผนึก

โครงสร้างการปิดผนึกของวาล์วลูกบอลมักจะประกอบด้วยที่นั่งวาล์วโลหะและวัสดุปิดผนึกอ่อน (เช่น PTFE, ไนลอน) หรือซีลฮาร์ดโลหะ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นค่าสัมประสิทธิ์ที่แตกต่างกันของการขยายตัวทางความร้อนของวัสดุที่แตกต่างกันสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในช่องว่างที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่นแหวนปิดผนึก PTFE อาจหดตัวที่อุณหภูมิต่ำซึ่งอาจทำให้เกิดการรั่วไหล การขยายตัวที่มากเกินไปที่อุณหภูมิสูงอาจทำให้การสึกหรอรุนแรงขึ้นและทำให้ลูกบอลติดอยู่ แม้ว่าวาล์วลูกบอลที่ปิดผนึกจะสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ แต่ความแตกต่างของการเสียรูปความร้อนระหว่างที่นั่งวาล์วโลหะและลูกบอลอาจยังคงนำไปสู่การลดลงของความพอดีของพื้นผิวการปิดผนึก

2. อิทธิพลของอุณหภูมิต่อสื่อของเหลว

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสามารถเปลี่ยนแปลงสถานะทางกายภาพของสื่อเช่นความหนืดและเฟสซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการปิดผนึกของวาล์วบอล ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำสื่ออาจทำให้แข็งหรือตกผลึกปิดกั้นพื้นผิวการปิดผนึก สื่ออุณหภูมิสูงอาจลดความแข็งของวัสดุปิดผนึกและเร่งอายุ ตัวอย่างเช่นในระบบไอน้ำไอน้ำอุณหภูมิสูงสามารถทำให้ซีล PTFE อ่อนลงในขณะที่สิ่งสกปรกในน้ำข้นอาจเกาพื้นผิวการปิดผนึกทำให้เกิดการรั่วไหลของวาล์วบอลในระหว่างการเปิดและปิด

3. การปรับตัวไม่เพียงพอในการออกแบบโครงสร้าง

การออกแบบวาล์วบอลบางอย่างไม่ได้พิจารณากลไกการชดเชยอุณหภูมิอย่างเต็มที่ ตัวอย่างเช่นหากโครงสร้างการรองรับที่นั่งวาล์วของวาล์วบอลคงที่ไม่มีองค์ประกอบที่ยืดหยุ่นก็จะไม่สามารถปรับอัตราส่วนความดันปิดผนึกโดยอัตโนมัติเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงส่งผลให้เกิดการปิดผนึกความล้มเหลว แม้ว่าวาล์วลูกบอลลอยน้ำสามารถชดเชยแรงสำหรับการปิดผนึกผ่านการเคลื่อนที่ของลูก แต่ความผันผวนของความดันในสื่อที่อุณหภูมิสูงอาจทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของลูกบอลมากเกินไปซึ่งสามารถทำลายซีลได้จริง นอกจากนี้วาล์วบอลที่เชื่อมต่อด้วยการเชื่อมมีแนวโน้มที่จะเสียรูปเนื่องจากความเข้มข้นของความเครียดจากความร้อนที่อุณหภูมิสูงทำให้ความเสี่ยงของการรั่วไหลรุนแรงยิ่งขึ้น

วิธีแก้ปัญหา: สำหรับสภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงวาล์วลูกบอลสามารถเลือกได้และการออกแบบสปริงที่นั่งวาล์วสามารถปรับให้เหมาะสมได้ สถานการณ์อุณหภูมิต่ำต้องการการใช้วัสดุต่อต้านเปราะ (เช่น PEEK) และการเพิ่มความเรียบของพื้นผิวการปิดผนึก ในเวลาเดียวกันการทดสอบประสิทธิภาพการปิดผนึกของวาล์วบอลเป็นประจำและปรับรอบการบำรุงรักษาตามเส้นโค้งความดันอุณหภูมิสามารถยืดอายุการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ