מדוע ביצועי האיטום של שסתומי הכדור משתנים עם הטמפרטורה?

מדוע ביצועי האיטום שלשסתומי כדורמשתנים עם שינויי טמפרטורה?

כמרכיב בקרת הליבה בצינורות תעשייתיים, ביצועי האיטום של שסתומי כדור משפיעים ישירות על הבטיחות והאמינות של המערכת. עם זאת, ביישומים מעשיים, השפעת האיטום של שסתומי הכדור לרוב משתנה באופן משמעותי כתוצאה מתנודות טמפרטורה, הקשורות קשר הדוק למאפייני חומר, תכנון מבני ויכולת הסתגלות לתנאי עבודה.

1. הבדלים במקדמי התפשטות תרמית של חומרי איטום

מבנה האיטום שלשסתומי כדורבדרך כלל מורכב ממושבי שסתום מתכת וחומרי איטום רכים (כמו PTFE, ניילון) או חותמות קשות מתכת. כאשר הטמפרטורה עולה, המקדמים השונים של התפשטות תרמית של חומרים שונים יכולים להוביל לשינויים בפער ההתאמה. לדוגמה, טבעות איטום PTFE עשויות להתכווץ בטמפרטורות נמוכות, מה שעלול לגרום לדליפות; התרחבות מוגזמת בטמפרטורות גבוהות עלולה להחמיר את הבלאי ואף לגרום לכדור להיתקע. למרות ששסתומי כדור אטומים קשים יכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר, ההבדל בעיוות התרמי בין מושב שסתום המתכת לכדור עשוי עדיין להוביל לירידה בהתאמת משטח האיטום ויוצרים תעלות דליפה מיקרו.

2. השפעת הטמפרטורה על מדיה נוזלית

שינויי טמפרטורה יכולים לשנות את המצב הפיזי של המדיום, כמו צמיגות ושלב, ובכך להשפיע על ביצועי האיטום של שסתומי הכדור. בתנאי טמפרטורה נמוכים, המדיום עשוי להתמצק או להתגבש, ולחסום את משטח האיטום; מדיה בטמפרטורה גבוהה עשויה להפחית את הקשיות של חומרי איטום ולהאיץ את ההזדקנות. לדוגמה, במערכות קיטור, קיטור בטמפרטורה גבוהה יכול לרכך חותמות PTFE, ואילו זיהומים במים מרוכזים עלולים לשרוט את משטח האיטום, ולגרום לדליפת שסתומי כדור במהלך הפתיחה והסגירה.

3. לא יכולת הסתגלות מספקת בתכנון מבני

כמה עיצובים של שסתומי כדור לא שקלו במלואם מנגנוני פיצוי טמפרטורה. לדוגמה, אם מבנה התמיכה במושב השסתום של שסתום כדור קבוע חסר אלמנטים אלסטיים, הוא לא יכול להתאים אוטומטית את יחס לחץ האיטום כאשר הטמפרטורה משתנה, וכתוצאה מכך איטום. למרות ששסתומי כדור צפים יכולים לפצות על כוח איטום באמצעות תזוזת כדור, תנודות לחץ במדיום בטמפרטורות גבוהות עלולות לגרום לעקירה מוגזמת של הכדור, מה שעלול לפגוע בפועל בחותם. בנוסף, שסתומי כדור המחוברים על ידי ריתוך מועדים לעיוות כתוצאה מריכוז לחץ תרמי בטמפרטורות גבוהות, מה שממלא עוד יותר את הסיכון לדליפה.

הפיתרון: לתנאי עבודה בטמפרטורה גבוהה, אטום מתכת קשהשסתומי כדורניתן לבחור את העיצוב של קפיצי מושב השסתום; תרחישים בטמפרטורה נמוכה דורשים שימוש בחומרים אנטי שבירות (כגון הצצה) והגברת החלקות של פני האיטום. במקביל, בדיקה קבועה של ביצועי האיטום של שסתומי הכדור והתאמת מחזורי התחזוקה המבוססים על עקומות לחץ טמפרטורה יכולה להאריך ביעילות את חיי הציוד.