Analisis Komprehensif Aplikasi, Pemilihan, dan Prestasi Injap Keselamatan Tembaga Penuh Berulir dalam Penyejukan

Analisis Komprehensif Aplikasi, Pemilihan, dan Prestasi Injap Keselamatan Tembaga Penuh Berulir dalam Peralatan Penyejukan

Pengenalan

Dalam sistem penyejukan seperti pendingin hawa, unit storan sejuk, dan peralatan penyejukan komersial, injap keselamatan berfungsi sebagai pengadang mekanikal terakhir terhadap kenaikan tekanan yang tidak normal. Apabila tekanan sistem melebihi had dibenarkan, satu katkup keselamatan mesti dibuka dengan cepat dan melepaskan tekanan berlebihan untuk mencegah kegagalan teruk seperti kerosakan pemampat, pecah paip, atau kebocoran pendingin.

Antara pelbagai jenis injap keselamatan, injap keselamatan tembaga sepenuhnya bersirip digunakan secara meluas dalam aplikasi penyejukan disebabkan oleh keserasian yang sangat baik dengan bahan penyejuk biasa, kekonduksian terma yang stabil, prestasi penyegelan yang boleh dipercayai, dan kemudahan pemasangan. Ia digunakan secara meluas dalam sistem penyejukan perindustrian, peralatan penyejukan komersial, dan unit penyejukan rumah tangga yang padat.

Mengikut ASME BPVC Bahagian VIII, sisihan antara tekanan set injap keselamatan dan Tekanan Kerja Maksimum Dibenarkan (MAWP) sistem mesti dikawal dalam lingkungan ±3%, manakala kapasiti pelepasan mesti memenuhi sekurang-kurangnya 1.2 kali keupayaan maksimum penghasilan tekanan sistem. ISO 4126-1 seterusnya menentukan bahawa kadar kebocoran untuk injap keselamatan yang digunakan dalam sistem penyejukan tidak boleh melebihi 10⁻⁶ mbar·L/s. Di bawah keadaan operasi piawai, injap keselamatan tembaga sepenuhnya bersirip boleh memenuhi atau bahkan melebihi keperluan ini dengan boleh dipercayai.

Analisis Produk Terperinci: Kelebihan Struktur dan Bahan

Komposisi Struktur dan Ciri-ciri Bahan

Injap keselamatan tembaga penuh berulir biasanya menggunakan rekabentuk badan injap tembaga satu kesatuan, dengan tembaga H59-1 atau tembaga H62 dipilih mengikut keperluan aplikasi.

Tembaga H59-1 menawarkan ketepatan ulir yang sangat baik dan kemudahan mesinan, menjadikannya sesuai untuk sistem penyejukan komersial yang memerlukan pemasangan dan penyelenggaraan kerap. Kekuatan tegangan tarik dan kekerasannya membolehkannya menahan turun naik tekanan berulang.

Tembaga H62 memberikan rintangan kakisan yang lebih unggul serta kestabilan mekanikal. Ia serasi secara kimia dengan ammonia dan pendingin utama HFC, serta mempunyai kekonduksian haba yang tinggi, yang mengurangkan risiko retakan tegasan akibat perubahan suhu yang pantas.

Prinsip Operasi dan Data Prestasi Utama

Mekanisma operasi

Injap keselamatan tembaga penuh berulir beroperasi berdasarkan prinsip tindakan langsung spring-loaded. Dalam keadaan normal, daya spring menekan cakera injap ke arah tapak injap untuk mengekalkan keadaan tertutup rapat. Apabila tekanan sistem mencapai nilai pra-tetap, tekanan bendalir mengatasi daya spring, mengangkat cakera dan membenarkan tekanan berlebihan dibebaskan. Setelah tekanan turun ke tahap penempatan semula, spring mengembalikan cakera ke kedudukan asal dan memulihkan kedapannya.

Pengesahan prestasi

Ujian kapasiti pelepasan yang dijalankan mengikut API 526 menunjukkan pekali aliran antara 0.9 hingga 0.95, jauh lebih tinggi berbanding injap keselamatan besi tuang. Sebagai contoh, injap DN20 yang beroperasi dengan pendingin R404A boleh mencapai kapasiti pelepasan sekitar 180 kg/j, mencukupi untuk sistem penyejukan komersial 5 tan.

Julat masa tindak balas adalah antara 0.1 hingga 0.3 saat dalam julat suhu pengendalian dari −40°C hingga 120°C. Ujian ketahanan menunjukkan penurunan penyegelan kurang daripada 3% selepas 10,000 kitaran, dengan jangka hayat perkhidmatan biasanya mencapai 8–12 tahun di bawah penyelenggaraan yang betul.

Senario yang Boleh Diguna dan Terhad

Aplikasi yang Menguntungkan

Injap keselamatan tembaga sepenuhnya bersirip sesuai digunakan dengan bahan penyejuk HFC seperti R134a, R404A, dan R410A, serta sistem ammonia. Kadar kakisan kekal jauh lebih rendah berbanding injap keluli karbon. Sambungan bersirip membolehkan pemasangan pantas tanpa kimpalan, menjadikannya ideal untuk ruang terhad.

Pada suhu rendah, loyang H62 mengekalkan ketangguhan hentaman yang tinggi, memberikan operasi yang boleh dipercayai dalam persekitaran penyejukan suhu rendah.

Aplikasi Terhad

Injap keselamatan loyang tidak sesuai untuk bahan penyejuk yang mengandungi klorin seperti R22 atau R123 disebabkan tindak balas kimia yang boleh menyebabkan kakisan. Dalam sistem di mana MAWP melebihi 3.5 MPa, injap keselamatan keluli aloi harus dipilih sebagai ganti.

Panduan Pemilihan: Pendekatan Berasaskan Data

Penentuan Parameter Tekanan

Tekanan set hendaklah ditentukan sebagai 1.05–1.10 kali MAWP sambil kekal di bawah tekanan kadar injap. Tekanan duduk semula biasanya berada antara 90% hingga 95% daripada tekanan set, dengan nilai yang lebih tinggi disyorkan untuk sistem yang sensitif terhadap fluktuasi tekanan.

Kapasiti Lepasan dan Pemilihan Saiz

Kapasiti lepasan mesti dikira mengikut metodologi API 520, dengan mengambil kira sifat bahan penyejuk dan kapasiti penyejukan sistem. Pemilihan diameter nominal harus berdasarkan luas aliran yang dikira dan bukan saiz paip semata-mata.

Kebolehsesuaian alam sekitar

Jenis benang, perlindungan kakisan, dan pemilihan bahan suhu rendah mesti disahkan. Badan injap berlapis nikel dan spring SUS316L disyorkan untuk persekitaran kakisan atau suhu rendah.

Kesilapan Lazim Dalam Pemilihan dan Kaedah Pengelakannya

Kesilapan pemilihan tipikal termasuk memilih injap semata-mata berdasarkan diameter paip, menetapkan tekanan sama dengan MAWP, mengabaikan keserasian bahan penyejuk, atau menggunakan spring piawai dalam keadaan suhu rendah. Isu-isu ini boleh dielakkan melalui pengiraan yang betul, pengesahan bahan, dan pematuhan terhadap piawaian yang berkaitan.

Amaran Pemasangan

Kedudukan Pemasangan dan Paip

Injap keselamatan hendaklah dipasang secara menegak pada titik tekanan tertinggi dalam sistem penyejukan. Paip masukan tidak boleh menghalang aliran, dan rintangan paip saluran keluar mesti kekal dalam had tekanan balik yang dibenarkan.

Penyusunan dan Penyelenggaraan

Selepas pemasangan, ketahanan kedap udara dan kalibrasi tekanan tetapan mesti disahkan menggunakan ujian gas lengai. Pemeriksaan berkala dan penentukuran semula setiap satu hingga dua tahun adalah penting untuk mengekalkan kebolehpercayaan jangka panjang.

Senario Aplikasi dan Contoh Praktikal

Sistem Penyejukan Ammonia Perindustrian

Di kemudahan penyimpanan sejuk ammonia, injap keselamatan kuningan yang dipilih dengan betul menunjukkan operasi stabil dan kos penyelenggaraan yang lebih rendah berbanding alternatif besi tuang.

Peralatan penyejukan komersial

Sistem penyejukan pasar raya mendapat manfaat daripada prestasi penyegelan yang konsisten di bawah keadaan permulaan dan hentian kerap, meningkatkan kestabilan suhu dan mengurangkan aduan operasi.

Unit Penyejukan Rumah Tangga

Injap keselamatan kuningan padat menyediakan perlindungan tekanan yang boleh dipercayai sambil memenuhi batasan ruang dan bunyi yang ketat dalam peralatan penyejukan rumah tangga.

Kesimpulan

Injap keselamatan tembaga penuh berulir memainkan peranan penting dalam melindungi sistem penyejukan melalui pelepasan tekanan yang boleh dipercayai, tindak balas yang pantas, dan kesesuaian bahan yang sangat baik. Pemilihan dan pemasangan yang betul berdasarkan pengiraan dan keadaan persekitaran memastikan keselamatan jangka panjang, mengurangkan kos penyelenggaraan, dan prestasi sistem yang stabil.