Kurie pneumatiniai vožtuvai tinka cheminės pramonės automatizavimui?

Medžiagų suderinamumas: korozijai atsparių pneumatinės pavaros vožtuvų atranka agresyviems chemikalams

Kodėl terpės suderinamumas lemia pneumatinio vožtuvo ilgaamžiškumą dirbant su HCl, NaOH, tirpikliais ir oksidatoriais

Kai dirbama su medžiagomis, tokiose kaip druskos rūgštis, natrio hidroksidas, įvairūs organiniai tirpikliai ir oksiduojantys agentai, cheminė suderinamumas tampa labai svarbus nustatant pneumatinės vožtuvų tarnavimo trukmę. Netinkamai parinkti medžiagai lemia įvairias problemas. Stebime tokius reiškinius kaip duobėlėmis korozija, įtempimo įtrūkimai, atsirandantys esant slėgiui, bei palaipsniui besiplečiantis paviršiaus plonėjimas. Vožtuvai susidėvi apie tris kartus greičiau, kai yra veikiami chloruotų tirpiklių, lyginant su įprastomis inertinėmis medžiagomis. „Materials Performance“ žurnale 2023 m. buvo pranešta, kad beveik du trečdaliai visų nuotėkų chemijos gamyklose atsirado dėl susidėvėjusių elasomerų, ypač tiems, kurie naudojami ketono pagrindu esančiose tirpaluose. Paimkime kitą pavyzdį – vandenilio peroksido. Standartinis nerūdijantis plienas 316 pradeda rodyti tarpkristalinės korozijos požymius, kai temperatūra pakyla virš 40 laipsnių Celsijaus, kas natūraliai veikia sandarų gebėjimą išlaikyti. Paprastų EPDM sandarų keitimas į specialius perfluoroelastomerinius (FFKM) analogus daro didžiulį skirtumą. Jie nebrinksta sąlyčio metu su aromatiniais angliavandeniliais, o techninės priežiūros personalas gali ištempti 12–18 papildomų mėnesių, kol prireiks keisti. Gamyklos, tinkamai derinančios vožtuvų medžiagas su faktiškai perdirbama medžiaga, rimtai taupo lėšas dėl netikėtų sustojimų. „Ponemon Institute“ vertina, kad kiekviena įmonė kasmet sutaupo apie 740 tūkstančių JAV dolerių tik todėl, kad išvengia šio tipo problemų.

Nerūdijantis plienas (316SS) prieš egzotinius lydinius (Hastelloy®, TA2): kaina, našumas ir realaus pasaulio gedimų būklės

Medžiagos parinkimas turi sverti patikrintą korozijos atsparumą prieš bendrą nuosavybės kainą. Nors 316 nerūdijantis plienas užtikrina ekonomišką naudojimą silpnoms rūgščioms tirpalams (pH <10), jis yra pažeidžiamas plyšinės korozijos chloridų turinčiose aplinkose, viršijančiose 50 ppm. Egzotiniai lydiniai užtikrina geresnį našumą, tačiau turi žymiai didesnę kainą:

Sieros rūgšties perdirbimo įrenginiuose visoje pramonės šakoje operatoriai paprastai keičia 316 nerūdijančio plieno vožtuvų korpusus maždaug kas keturiolika mėnesių. Situacija atrodo visiškai kita, naudojant Hastelloy C-276 komponentus, kurie išlieka veiksnūs gerokai ilgiau nei aštuonis metus iki pakeitimo. Tiriant karštas azoto rūgšties aplinkas aukščiau 65 laipsnių pagal Celsijų, tikrai išsiskiria titano TA2 lydinys. Šis konkretus lydinys sukuria apsauginį oksido sluoksnį, kuris žymiai geriau neleidžia korozijai nei bet kuris kitas iš minėtų medžiagų. Atsižvelgiant į platesnį paveikslą, įmonės, kurios iš pradžių investuoja daugiau į šiuos specializuotus lydinius, dažnai pastebi reikšmingus grąžinimus ateityje. Mažiau techninės priežiūros intervencijų reiškia mažiau prastovų, ilgesnis įrangos tarnavimo laikas lemia sąnaudų taupymą, o netikėtų gamybos sustojimų išvengimas greitai kaupiasi. Teisingos metalo pasirinkimas nėra tiesiog klausimas apie tai, kas nurodyta kainoraštyje – iš tikrųjų tai svarbus verslo sprendimas, turintis ilgalaikę įtaką operacijoms.

Vožtuvo tipo optimizavimas: membraniniai ir aukštos našumo svertiniai pneumatiniai vožtuvai kritiniams procesams

Membraniniai pneumatiniai vožtuvai: nulinės nuotėkio vientisumo užtikrinimas partijiniams reaktoriams, CIP/SIP ir ultrašvariems srautams

Membraninių pneumatinės valdymo vožtuvų sandarumas yra būtinas dirbant su lakiosiomis medžiagomis, reaktyviais cheminiais junginiais ar situacijomis, kai reikalingas ypatingas grynumas. Tai, kas juos išskiria, yra gumos panaši membrana, kuri visiškai atskiria per ją tekančią medžiagą nuo vožtuvo vidaus dalių. Ši konstrukcija visiškai pašalina nuolat pasitaikančias sriegio nesandarumo problemas, būdingas senesniems laisai užpildytų veržlių modeliams. Pažvelkime, kas vyksta partijose veikiančiuose reaktoriuose, dirbančiuose su tokiais junginiais kaip druskos rūgštis ar panašios agresyvios medžiagos. Čia skirtingų sintezės etapų atskyrimas tampa gyvybiškai svarbus – užduotis, kurią standartiniai vožtuvai tiesiog negali įveikti. Taip pat ir Valymui Vietoje (CIP) bei Garui Vietoje (SIP) sistemoms šie vožtuvai atlaiko pastovius temperatūros pokyčius iki 150 laipsnių Celsijaus bei įvairias stiprias valymo priemones, neatplėšiant sandariklių ilgainiui. Farmacijos įmonės juos labai vertina ultrašvariam vandeniui naudoti, kadangi čia nėra paslėptų kampelių, kur baterijos galėtų slėptis ir daugintis. Be to, nepamirškime ir finansinio aspekto. Kai gamintojai renkasi PTFE dėkle įrengtas korpuso dalis kartu su EPDM membranomis, jie gauna puikią cheminę suderinamumą ir žymiai mažesnes techninės priežiūros išlaidas lyginant su tradiciniais vožtuvais. Nereikia reguliariai keisti sandariklių, todėl vien priežiūros išlaidos sumažėja apie 30 %.

Aukštosios našumo pneumatiniai svertiniai vožtuvai: sukimo momento pastovumas, sėdėjimo vietos atsparumas ir 10–150 psi diferencialo tvarkymas

Aukštos kokybės pneumatiniai srieginiai vožtuvai skirti sunkioms cheminėms perpumpavimo užduotims, kur tikslus srauto reguliavimas yra svarbus; jie ilgai tarnauja daugybę ciklų ir patikimai veikia nepaisant slėgio pokyčių. Ypatinga dvigubo poslinkio diskelio konstrukcija užtikrina pastovią valdymo sukimo momentą esant dideliems slėgio skirtumams – nuo apie 10 psi iki net 150 psi. Dėl to šie vožtuvai puikiai tinka reaktorių tiekimo linijoms, kurios susiduria su siurblių impulsiniais svyravimais arba staigiais slėgio pokyčiais eksploatacijos metu. Dauguma modelių aprūpinti slėgiu aktyvuojamomis sėdynėmis iš stiprinto PTFE arba metalu sustiprintų elastingų medžiagų, kurios išlaiko visišką sandarumą po maždaug 100 tūkstančių ciklų, net jei perpumpojami purūs mišiniai, kurie greitai nusidėvėtina mažiau atsparią įrangą. Tačiau tai nėra įprasti srieginiai vožtuvai. Jie turi korozijai atsparius velenus ir atitinka ISO 5211 montavimo standartus, todėl pavaros prisijungia tiesiogiai be papildomų sudėtingumų. Tokia konfigūracija užtikrina srauto tikslumą ±2 procentų ribose – tai būtent toks tikslumas, kurio gamyklos operatoriams labai reikia svarbiuose procesuose, pvz., distiliavimo kolonų valdyme ar pH lygio reguliavime, kai menkos klaidos gali sugadinti partijas ir sumažinti derlingumą. Realios sąlygos parodė, kad šie vožtuvai mažina nekontroliuojamus išmetimus apie 90 procentų, palyginti su tradiciniais sklendės tip o vožtuvais, tvarkant garus. Be to, jų mažesnis matmuo leidžia juos lengviau įrengti siaurose vietose, priešingai nei senesnių sistemų modernizavimas, kuris dažnai būna žymiai sudėtingesnis.

Valdymas ir integracija: protingų pneumatinio vožtuvų atitiktis saugiai ir tarpusavyje veikiančiai cheminės automatizacijai

ISO 5211 tvirtinimas, VDI/VDE 3845 padėties grįžtamasis ryšys ir SIL2 paruošti aktuatoriai kaip baziniai reikalavimai

Šiandienos cheminėje automatizacijoje pneumatiniai vožtuvai jau nėra paprasti mechaniniai komponentai – jie turi būti protingi elementai, sugegantys bendradarbiauti tarp skirtingų sistemų. Standartizuotas ISO 5211 tvirtinimas išsprendžia varginančias suderinamumo problemas tarp skirtingų tiekėjų, todėl keičiant pavojus, operatoriai gali juos tiesiog pakeisti, nešvaistydamas valandų diegimo problemoms spręsti. Padėties grįžtamasis ryšys pagal VDI/VDE 3845 standartus teikia realaus laiko atnaujinimus apie vožtuvo būseną per analoginius arba skaitmeninius signalus DCS/SCADA sistemoms. Tai padeda greitai aptikti problemas, tokias kaip staigūs slėgio šuoliai ar palaipsniui pasislinkimas nuo nustatytų verčių. Procesams, susijusiems su pavojingomis medžiagomis, SIL2 reitingu įvertinti pavojai atitinka IEC 61508 saugos standartus ir dėka integruotos diagnostikos paslėptų gedimų riziką sumažina maždaug du trečdalius, lyginant su senesniais modeliais, kaip nurodyta ISA TR84.00.02-2024 tyrimuose. Visos šios funkcijos sudaro pagrindą suderinamumui su „Industry 4.0“. Jos leidžia saugiai dalintis duomenimis su MES platformomis, automatiškai vesti įrašus atitikties tikslais ir atlikti nuotolinę klaidų diagnostiką. O svarbiausia, tai reiškia, kad mažiau technikų turi fiziškai įeiti į potencialiai pavojingas teritorijas, kuriose yra korozines medžiagos ar nuodingi garai.

DUK apie pneumatinio valdymo vožtuvus ir medžiagų suderinamumą

Kokie veiksniai turėtų būti atsižvelgiama renkantis vožtuvų medžiagas agresyviems cheminės pramonės procesams?

Renkantis vožtuvų medžiagas, atsižvelkite į cheminį suderinamumą, galimą korozijos atsparumą, eksploatacijos temperatūros ribas, sąnaudų veiksnius ir realių gedimų mechanizmus.

Kaip diafragminiai pneumatinio valdymo vožtuvai gali naudoti cheminių medžiagų perdirbimo gamyklose?

Diafragminiai pneumatinio valdymo vožtuvai užtikrina nulinę nutekėjimo vientisumą, leidžia saugiai tvarkyti lakias medžiagas, reaguojančias chemines medžiagas ir ultrašvarius srautus be dažnų techninės priežiūros išlaidų.

Kokie yra aukštos kokybės tarpinių vožtuvų privalumai korozijai atspariose aplinkose?

Aukštos kokybės tarpiniai vožtuvai užtikrina pastovią sukimo jėgą, patvaresnę sėdynės atsparumą ir geba tvarkyti įvairius slėgio skirtumus, todėl yra idealūs tiksliai reguliavimui reaktorių tiekimo linijose.

Kodėl medžiagų suderinamumas yra svarbus renkantis pneumatinio valdymo vožtuvus?

Medžiagų suderinamumas užtikrina ilgą tarnavimą ir patikimumą, neleidžiant dažnoms problemoms, tokioms kaip duobėlėjimo korozija, įtempių įtrūkimai ir šiluminio plėtimosi poveikis, kurie gali sukelti vožtuvo gedimą.