การวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ การเลือก และสมรรถนะของวาล์วนิรภัยแบบเกลียวทองเหลืองทั้งตัวในระบบทำความเย็น

การวิเคราะห์อย่างครอบคลุมเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ การเลือก และสมรรถนะของวาล์วความปลอดภัยแบบเกลียวทั้งชิ้นทำจากทองเหลืองในอุปกรณ์ทำความเย็น

แนะนำ

ในระบบทำความเย็น เช่น ชิลเลอร์ หน่วยเก็บเย็น และอุปกรณ์ทำความเย็นเชิงพาณิชย์ วาล์วความปลอดภัยทำหน้าที่เป็นกลไกป้องกันสุดท้ายจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันผิดปกติ เมื่อแรงดันในระบบเกินค่าที่กำหนดไว้ วาล์ว วาล์วเซฟตี้ จำเป็นต้องเปิดอย่างรวดเร็วและปล่อยแรงดันส่วนเกินออก เพื่อป้องกันความล้มเหลวอย่างรุนแรง เช่น ความเสียหายของคอมเพรสเซอร์ ท่อแตก หรือการรั่วของสารทำความเย็น

ในบรรดาประเภทวาล์วนิรภัยต่างๆ วาล์วนิรภัยแบบเกลียวทั้งตัวทำจากทองเหลืองเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบทำความเย็น เนื่องจากมีความเข้ากันได้ดีเยี่ยมกับสารทำความเย็นทั่วไป การนำความร้อนที่เสถียร สมรรถนะการปิดผนึกที่เชื่อถือได้ และติดตั้งได้ง่าย วาล์วเหล่านี้ถูกใช้อย่างกว้างขวางในระบบทำความเย็นอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทำความเย็นเพื่อการค้า และหน่วยทำความเย็นขนาดเล็กสำหรับครัวเรือน

ตามมาตรฐาน ASME BPVC Section VIII ค่าเบี่ยงเบนระหว่างแรงดันตั้งของวาล์วนิรภัยกับแรงดันทำงานสูงสุดที่ยอมรับได้ (MAWP) ของระบบจะต้องถูกควบคุมไว้ภายใน ±3% ในขณะที่ความสามารถในการปล่อยแรงดันจะต้องสอดคล้องกับอย่างน้อย 1.2 เท่าของศักยภาพการสร้างแรงดันสูงสุดของระบบ ISO 4126-1 กำหนดเพิ่มเติมว่าอัตราการรั่วซึมของวาล์วนิรภัยที่ใช้ในระบบทำความเย็นจะต้องไม่เกิน 10⁻⁶ มิลลิบาร์·ลิตร/วินาที ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ วาล์วนิรภัยแบบเกลียวทั้งตัวทำจากทองเหลืองสามารถตอบสนองหรือเกินข้อกำหนดเหล่านี้ได้อย่างเชื่อถือได้

การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์อย่างละเอียด: ข้อได้เปรียบด้านโครงสร้างและวัสดุ

องค์ประกอบเชิงโครงสร้างและลักษณะของวัสดุ

วาล์วนิรภัยแบบเกลียวที่ทำจากทองเหลืองทั้งชิ้น มักใช้การออกแบบตัววาล์วแบบโลหะหล่อรวมชิ้นเดียว โดยเลือกใช้ทองเหลือง H59-1 หรือ H62 ขึ้นอยู่กับความต้องการในการใช้งาน

ทองเหลือง H59-1 มีสมรรถนะการกลึงที่ยอดเยี่ยมและความแม่นยำของเกลียวสูง เหมาะสำหรับระบบทำความเย็นเชิงพาณิชย์ที่ต้องติดตั้งและบำรุงรักษาบ่อยครั้ง ความแข็งแรงดึงและค่าความแข็งของวัสดุช่วยให้ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันซ้ำๆ ได้ดี

ทองเหลือง H62 มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนและเสถียรภาพทางกลที่ดีเยี่ยม มีความเข้ากันได้ทางเคมีกับแอมโมเนียและสารทำความเย็น HFC ที่ใช้โดยทั่วไป พร้อมทั้งนำความร้อนได้ดี ช่วยลดความเสี่ยงจากการแตกร้าวจากความเครียดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว

หลักการทำงานและข้อมูลประสิทธิภาพสำคัญ

กลไกการขับเคลื่อน

วาล์วความปลอดภัยแบบเกลียวทั้งตัวทำจากทองเหลืองทำงานตามหลักการของสปริงโดยตรง เมื่ออยู่ในสภาวะปกติ แรงดันของสปริงจะกดจานวาล์วให้แนบสนิทกับที่นั่งวาล์วเพื่อรักษาระบบให้อยู่ในสภาพปิดผนึก เมื่อความดันในระบบถึงค่าที่ตั้งไว้ ความดันของของเหลวจะเอาชนะแรงดันสปริง ยกจานวาล์วขึ้นและปล่อยให้ความดันส่วนเกินระบายออกได้ เมื่อความดันลดลงถึงระดับที่กำหนดให้กลับมาปิดใหม่ สปริงจะดันจานวาล์วกลับเข้าตำแหน่งและฟื้นฟูสภาพการปิดผนึก

การตรวจสอบประสิทธิภาพ

ผลการทดสอบความสามารถในการระบายความดันตามมาตรฐาน API 526 แสดงให้เห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์การระบายอยู่ระหว่าง 0.9 ถึง 0.95 ซึ่งสูงกว่าค่าของวาล์วความปลอดภัยที่ทำจากเหล็กหล่ออย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่น วาล์วขนาด DN20 ที่ใช้งานร่วมกับสารทำความเย็น R404A สามารถมีความสามารถในการระบายความดันประมาณ 180 กิโลกรัมต่อชั่วโมง ซึ่งเพียงพอสำหรับระบบทำความเย็นเชิงพาณิชย์ขนาด 5 ตัน

ช่วงเวลาตอบสนองอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.3 วินาที ในช่วงอุณหภูมิการทำงานตั้งแต่ −40°C ถึง 120°C การทดสอบความทนทานแสดงให้เห็นว่าการเสื่อมสภาพของซีลต่ำกว่า 3% หลังจากใช้งาน 10,000 รอบ โดยอายุการใช้งานทั่วไปอยู่ที่ 8–12 ปี เมื่อมีการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม

สถานการณ์ที่สามารถนำไปใช้และข้อจำกัด

การประยุกต์ใช้ที่ได้เปรียบ

วาล์วความปลอดภัยแบบทองเหลืองเต็มรูปแบบเกลียวหมุน เข้ากันได้กับสารทำความเย็น HFC เช่น R134a, R404A และ R410A รวมถึงระบบแอมโมเนีย อัตราการกัดกร่อนยังคงต่ำกว่าที่พบในวาล์วเหล็กกล้าคาร์บอนอย่างมาก การเชื่อมต่อแบบเกลียวช่วยให้ติดตั้งได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องเชื่อม ทำให้เหมาะสำหรับพื้นที่จำกัด

ที่อุณหภูมิต่ำ ทองเหลือง H62 ยังคงความเหนียวต่อแรงกระแทกสูง จึงให้การทำงานที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมการทำความเย็นที่อุณหภูมิต่ำ

การประยุกต์ใช้ที่จำกัด

วาล์วความปลอดภัยที่ทำจากทองเหลืองไม่เหมาะสมสำหรับสารทำความเย็นที่มีองค์ประกอบของคลอรีน เช่น R22 หรือ R123 เนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีที่อาจก่อให้เกิดการกัดกร่อน ในระบบที่ MAWP เกิน 3.5 MPa ควรเลือกใช้วาล์วความปลอดภัยที่ทำจากเหล็กกล้าผสมแทน

คู่มือการเลือก: แนวทางที่อิงข้อมูลเป็นหลัก

การกำหนดค่าพารามิเตอร์แรงดัน

แรงดันตั้งควรกำหนดไว้ที่ 1.05–1.10 เท่าของ MAWP โดยยังคงต้องต่ำกว่าแรงดันที่กำหนดไว้สูงสุดของวาล์ว แรงดันปิดคืนโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 90% ถึง 95% ของแรงดันตั้ง โดยแนะนำค่าที่สูงขึ้นสำหรับระบบที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน

ความสามารถในการระบายแรงดันและการเลือกขนาด

ต้องคำนวณความสามารถในการระบายแรงดันตามวิธีการของ API 520 โดยพิจารณาคุณสมบัติของสารทำความเย็นและความสามารถในการทำความเย็นของระบบ การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางตามมาตรฐานควรอิงตามพื้นที่ไหลที่คำนวณได้ มากกว่าการพิจารณาเฉพาะขนาดท่อ

ความสามารถปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม

ต้องตรวจสอบประเภทเกลียว การป้องกันการกัดกร่อน และการเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับอุณหภูมิต่ำ โดยแนะนำให้ใช้ตัววาล์วชุบนิกเกิลและสปริงทำจาก SUS316L ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนหรืออุณหภูมิต่ำ

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือกและการป้องกัน

ข้อผิดพลาดทั่วไป ได้แก่ การเลือกวาล์วโดยพิจารณาเพียงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ การตั้งความดันเท่ากับ MAWP การไม่พิจารณาความเข้ากันได้ของสารทำความเย็น หรือการใช้สปริงมาตรฐานในสภาวะอุณหภูมิต่ำ สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ได้โดยการคำนวณอย่างถูกต้อง การตรวจสอบวัสดุ และการปฏิบัติตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

ข้อควรระวังในการติดตั้ง

ตำแหน่งติดตั้งและท่อต่อ

ควรติดตั้งวาล์วความปลอดภัยในแนวตั้งที่จุดความดันสูงสุดของระบบทำความเย็น ท่อทางเข้าต้องไม่จำกัดการไหล และแรงต้านทานของท่อปล่อยต้องอยู่ภายในขีดจำกัดความดันย้อนกลับที่ยอมรับได้

การทดสอบเริ่มต้นและการบำรุงรักษา

หลังจากการติดตั้ง จำเป็นต้องตรวจสอบความแน่นสนิทและปรับเทียบค่าแรงดันโดยใช้การทดสอบก๊าซเฉื่อย การตรวจสอบและการปรับเทียบใหม่เป็นประจำทุก 1 ถึง 2 ปี มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาระดับความน่าเชื่อถือในระยะยาว

สถานการณ์การประยุกต์ใช้งานและตัวอย่างการใช้งานจริง

ระบบทำความเย็นด้วยแอมโมเนียในอุตสาหกรรม

ในสถาน facility เก็บสินค้าเย็นด้วยแอมโมเนีย วาล์วความปลอดภัยทองเหลืองที่เลือกใช้อย่างเหมาะสมแสดงให้เห็นถึงการทำงานที่มีเสถียรภาพและต้นทุนการบำรุงรักษาที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับทางเลือกที่ทำจากเหล็กหล่อ

อุปกรณ์ทำความเย็นเชิงพาณิชย์

ระบบทำความเย็นในซูเปอร์มาร์เก็ตได้รับประโยชน์จากระบบปิดผนึกที่สม่ำเสมอภายใต้สภาวะการเริ่มต้นและหยุดทำงานบ่อยครั้ง ช่วยเพิ่มความเสถียรของอุณหภูมิและลดข้อร้องเรียนในการดำเนินงาน

เครื่องทำความเย็นสำหรับครัวเรือน

วาล์วความปลอดภัยทองเหลืองแบบกะทัดรัดให้การป้องกันแรงดันที่เชื่อถือได้ พร้อมทั้งตอบสนองข้อจำกัดด้านพื้นที่และความเงียบที่เข้มงวดในอุปกรณ์ทำความเย็นสำหรับครัวเรือน

สรุป

วาล์วความปลอดภัยแบบเกลียวทั้งตัวทำจากทองเหลืองมีบทบาทสำคัญในการป้องกันระบบทำความเย็น โดยช่วยลดแรงดันได้อย่างน่าเชื่อถือ ตอบสนองอย่างรวดเร็ว และมีความเข้ากันได้ดีกับวัสดุต่างๆ การเลือกใช้และติดตั้งอย่างเหมาะสมตามการคำนวณและสภาพแวดล้อม จะช่วยให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยในระยะยาว ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา และรักษาระบบให้ทำงานอย่างมั่นคง