علل خرابی نشیمنگاه سوپاپ و پیشنهادهایی برای بهبود ساختاری

راستش را بخواهید، بعد از انجام پروژه‌های شیر در این سال‌ها، موارد زیادی از مشکلات نشیمنگاه شیر دیده‌ام. اغلب اوقات، کاربر از نشتی شیر شکایت دارد، در واقع مشکل از قرقره نیست، بلکه نشیمنگاه شیر مدت‌هاست که فرسوده شده است. گاهی اوقات مشکل از جنس نامناسب است، گاهی اوقات هم به دلیل ساختار نامناسب طراحی است که شرایط کاری را در نظر نگرفته است.

ما قبلاً در یک کارخانه کک‌سازی، شیرهای توپی نصب کرده بودیم، محیط حاوی گرد و غبار و دمای بالا بود، نقشه‌های طراحی روی نشیمنگاه نرم از جنس استیل ضد زنگ نوشته شده بود، نتایج کمتر از شش ماه کارکرد، در بازدید مجدد مشخص شد که چندین واحد نشت داخلی جدی دارند. قطعات را جدا کردیم و متوجه شدیم که حلقه آب‌بندی خراشیده شده است، لبه نشیمنگاه شیر نیز کمی فرو ریخته است. بعداً با نشیمنگاه شیر فلزی جوش داده شده با سطح سخت جایگزین شد و عمر آن بیش از دو سال افزایش یافت.

چندین حالت خرابی رایج وجود دارد: یکی سایش سطح آب‌بندی، به خصوص با ذرات جامد محیط، باز و بسته شدن سریع در اثر خراشیدگی با فرکانس بالا؛ دوم پوسته شدن لایه جوش است که بیشتر به دلیل عدم انجام فرآیند سطح‌بندی یا عدم آزادسازی تنش عملیات حرارتی است؛ همچنین یک مشکل پنهان وجود دارد و آن متحدالمرکز نبودن مجموعه قرقره و نشیمنگاه است که در نتیجه آن یک طرف دچار کرنش قدیمی و یک طرف دچار نشتی می‌شود.

اگر در مرحله طراحی، نشیمنگاه شیر (valve seat) جدی گرفته نشود، مشکلات تقریباً اجتناب‌ناپذیر خواهند بود. ما یک مشتری در خط تولید آلومینا داریم که ده‌ها شیر V-ball دارد. نشیمنگاه شیر تماماً از جنس فولاد ضد زنگ معمولی است و کمتر از یک سال است که با مشکل گرفتگی مواجه است و تمیز کردن آن غیرممکن است. بعداً، ما یک نسخه مخروطی به آنها دادیم تا ساختار را تقویت کنیم، یک شیار مورب محدود و پشتیبانی داخلی به آن اضافه کردیم که دو سال بدون فرسودگی قابل توجه کار کرد.

از نظر ساختاری، توصیه می‌شود که در طراحی سه نکته در نظر گرفته شود: اول، سطح آب‌بندی تا حد امکان قابل تعویض باشد تا در صورت بروز مشکل، بتوان آن را در محل تعمیر کرد؛ دوم، می‌توان مواد را روی هم جوش داد تا در صورت نیاز به یک قطعه استیل ضد زنگ، دچار مشکل نشوید؛ سوم، در مورد محدودیت مونتاژ و مرکزگیری، برای مونتاژ به تراز دستی تکیه نکنید. در غیر این صورت، ممکن است انحراف جزئی در نصب وجود داشته باشد و پس از شروع «قرقره جونده»، چند صد بار آن را تعویض کنید.

در ساختار نشیمنگاه شیر که ما انجام داده‌ایم، مانند ترکیبی از لبه فلزی مورب + درزگیر کامپوزیتی، عملکرد در شرایط کاری نفت زغال سنگ، فسفات آمونیوم، مایع زائد با نمک بالا بسیار پایدار است. اکنون بسیاری از مشتریان ساختار سفارشی ما را مستقیماً در بسته‌های فنی خود گنجانده‌اند، که نشان می‌دهد این نوع راه‌حل واقعاً می‌تواند مشکلات موجود در این زمینه را حل کند.

نشیمنگاه شیر چیزی است که هیچ‌کس هنگام طراحی به آن توجه نمی‌کند و اگر مشکلی پیش بیاید، مسئله‌ی بزرگی است. پیشنهاد می‌کنیم که تمام طراحان، همکاران تدارکات را در نظر بگیرند، فقط به برگه اطلاعات نگاه نکنند، به نحوه‌ی عملکرد میدانی و نگهداری افراد گوش دهند. از آنجا که شرایط کاری هرگز منتظر افراد نمی‌ماند، سازه خوب است و سه ماه طول می‌کشد تا نصب شود.