Клапаны с металлическим седлом против клапанов с мягким седлом: что лучше для сыпучих материалов?

Создано 07.10
Выбор клапана для линии порошка или сыпучих материалов обычно сводится к одному вопросу: мягкое седло или металлическое седло? Это выглядит как небольшая деталь в спецификации, но именно седло определяет, герметичен ли клапан, как часто его нужно заменять и остаётся ли вся линия в графике. Это руководство сравнивает оба типа седел, объясняет третий вариант, который всё чаще указывают заводы по производству порошков, и даёт практический способ подобрать тип седла к вашему фактическому материалу.

Почему седло решает всё

Каждый клапан в линии сыпучих материалов даёт одно обещание: он закрывается, и поток останавливается. Это обещание выполняется небольшим компонентом, на который большинство инженеров завода никогда не смотрят напрямую — седлом. Когда клапан начинает протекать, седло обычно является местом, где начался отказ. Когда клапан работает десятилетие, седло обычно является причиной.
Седла делятся на два семейства. Мягкое седло использует эластомер — нитрильный каучук, EPDM, силикон или компаунд пищевого класса — прижатый к запорному элементу. Металлическое седло использует обработанную нержавеющую сталь или ковкий чугун, поверхность которого непосредственно контактирует с металлом. В техническом паспорте выбор выглядит как одна строка. На производственной площадке, где обрабатываются абразивные, горячие или контактирующие с пищевыми продуктами порошки, это одно из наиболее важных решений в линии.
Это руководство сравнивает оба варианта, рассматривает третий вариант, который всё чаще указывают заводы по производству порошков, и даёт вам способ подобрать тип седла к вашему фактическому материалу.

Что на самом деле делает седло клапана

У седла три задачи, и они конфликтуют между собой. Оно должно герметизировать — не пропускать материал, когда клапан закрыт. Оно должно освобождать — позволять запорному элементу двигаться без разрывов и задиров. И оно должно выдерживать — терпеть абразивный износ, температуру, химическое воздействие и тысячи циклов, не теряя первых двух свойств.
Мягкие материалы отлично герметизируют, но быстрее изнашиваются. Твёрдые материалы изнашиваются медленно, но требуют гораздо большего усилия для герметизации. Всё остальное при выборе седла — это компромисс между этими двумя фактами.

Мягкие седла: варианты эластомеров

Мягкие седла доминируют в обработке порошков и сыпучих материалов, потому что большинство сухих сыпучих материалов обрабатываются при умеренных температурах и давлениях, а также потому что податливый эластомер прощает небольшие несоосности, неизбежные в реальных установках.

NBR (нитрильный каучук)

NBR — это рабочая лошадка. Он обладает хорошей стойкостью к маслам, смазкам и многим углеводородам, хорошо сохраняет форму при сжатии, и его недорого заменять. Типичный рабочий диапазон — примерно от −20 °C до +80 °C. Это седло по умолчанию в нашемпорошковый дисковый затворассортименте для цемента, летучей золы, корма и общего сухого сыпучего материала. Не указывайте NBR для горячего материала выше примерно 80 °C или для агрессивных растворителей.

EPDM

EPDM отказывается от маслостойкости в пользу выдающейся стойкости к воде, пару, озону, атмосферным воздействиям и старению. Его рабочий диапазон простирается выше, чем у NBR, обычно от −40 °C до +120 °C, и пищевые марки легко доступны. Для влажных, промываемых или близких к пару линий порошка — например, комбикормовых заводов и пищевых производств — EPDM обычно является лучшим мягким седлом.

Силикон

Силикон сохраняет свою гибкость в самом широком температурном диапазоне среди распространённых эластомеров, примерно от −50 °C до +200 °C, что делает его решением, когда порошок поступает горячим из сушилки или печи. Компромисс — механический: силикон легче рвётся, чем NBR или EPDM, в условиях абразивного воздействия или высокого давления. Используйте его там, где температура является ограничивающим фактором, а не там, где присутствует абразивный износ.

Эластомер пищевого класса

Для пищевых и фармацевтических порошков седло должно быть совместимым, нетоксичным, неабсорбирующим составом, который можно чистить на месте. Эластомеры класса FDA обычно поставляются белого цвета, чтобы загрязнение и износ были видны при осмотре. Они стоят дороже и не более износостойки, чем стандартный состав — их указывают для соответствия требованиям, а не для срока службы.

Металлические седла: нержавеющая сталь и ковкий чугун

Металлические седла выбирают, когда материал слишком абразивный, слишком горячий или слишком агрессивный для эластомера. Типичная конструкция сочетает уплотнительную поверхность из нержавеющей стали 304 или 316 с обработанным седлом корпуса из нержавеющей стали; в более тяжёлых условиях или когда стоимость имеет решающее значение, вместо этого используется диск из ковкого чугуна с упрочнённой износостойкой поверхностью. В наш ассортимент также входит вариант диска с износостойкой пластиной для линий, транспортирующих остроугольный минеральный продукт.
Компромиссы реальны. Металл по металлу требует большего усилия привода для достижения той же герметичности и всё равно может пропускать небольшое количество мелкого порошка. Там, где твёрдое седло обязательно — кальцинированный материал, горячая пыль клинкера, суспензия с высоким содержанием твёрдых частиц — эта утечка обычно принимается как плата за срок службы. Там, где она неприемлема, ответом является мягкое седло за металлической защитой или вообще другой тип клапана.

Мягкое против металлического: компромисс в одной таблице

Свойство
Мягкое седло (эластомер)
Металлическое седло
Герметичность уплотнения
Отлично, видимой утечки нет
Хорошо; мелкий порошок может проходить
Износостойкость
Умеренная — основной вид износа
Высокая
Предел температуры
80 °C (NBR) / 120 °C (EPDM) / 200 °C (силикон)
Ограничено корпусом и уплотнением, значительно выше эластомера
Требуемое усилие срабатывания
Низкое
Высокое
Стоимость запасных частей и замены
Низкая; быстроизнашиваемый элемент
Выше; обычно требует мастерской
Оптимальное применение
Цемент, корм, пищевой порошок, общие сухие сыпучие материалы
Горячий, абразивный или агрессивный продукт

Подбор седла под ваш материал

Применение
Рекомендуемое седло
Типовой выбор клапана
Цемент, летучая зола, общий сухой порошок
Мягкое седло NBR
Корм и зерно, влажная среда производства
Мягкое седло EPDM
Порошковый дисковый затвор V.FS
Горячий порошок из сушилки или печи
Силиконовое или металлическое седло
Порошковый дисковый затвор; сначала проверьте температуру
Порошок для пищевой и фармацевтической промышленности
Эластомер класса FDA
Абразивная минеральная суспензия
Металлическое седло или эластомерная манжета
Разгрузка автоцистерн и силосов
Резиновая или EPDM манжета

Третий вариант: дисковые затворы с надувным уплотнением

Существует конструкция, которая позволяет обойти большую часть споров между мягким и металлическим уплотнением. дисковый затвор с надувным уплотнением имеет гибкое уплотнение по периферии диска, которое для закрытия заполняется сжатым воздухом. Поскольку уплотнение расширяется в седло корпуса, а не проталкивается через него, при каждом цикле отсутствует скользящий контакт и истирание.
Результатом является клапан, который герметично закрывается даже в абразивных средах, выдерживает более широкий диапазон размеров частиц, чем обычная поворотная заслонка, и сохраняет свои герметизирующие свойства при большом количестве циклов. Цена — это подача сжатого воздуха и немного более сложная установка. Для линий пневмотранспорта плотной фазы и точек разгрузки силосов, где утечка обходится дорого, он часто оказывается самым дешёвым клапаном на предприятии за весь срок службы. См. ассортимент поворотных заслонок с надувным седлом для размеров и опций.

Почему гильзы шланговых клапанов — это другой вопрос

У шлангового клапана нет седла в обычном смысле. Его запорный элемент — это гибкая гильза, которая сжимается давлением воздуха или маховиком, поэтому гильза одновременно является седлом, футеровкой корпуса и путём потока.
Именно поэтому шланговые клапаны так хорошо справляются с абразивной пульпой: среда контактирует только с эластомером, никогда с металлом. Это также причина, по которой выбор материала гильзы — единственное материальное решение, которое имеет значение. Мы поставляем гильзы из натурального каучука для общего абразивного износа и минеральной пульпы, а также из EPDM пищевого класса для контакта с пищевыми и фармацевтическими продуктами. Если вы сравниваете шланговый клапан с мягкоседельным дисковым затвором, полезное сравнение — это срок службы гильзы против срока службы седла, а не седло против седла. Наш руководство по выбору клапанов для пневмотранспорта порошков и сыпучих материалов подробно рассматривает это сравнение.

Срок службы, запасные части и обслуживание

Независимо от материала седла, рассматривайте его как быстроизнашиваемую деталь и планируйте это. Три привычки значительно продлевают срок службы седла:
  • Держите клапан полностью открытым или полностью закрытым.
  • Проводите осмотр по графику, а не после отказа.
  • Держите запасной комплект.
Наши клапаны имеют 12-месячную гарантию на корпус клапана; эластомерные седла, гильзы и другие быстроизнашивающиеся детали являются расходными материалами и не покрываются гарантией, что является обычной практикой в отрасли. Руководство по подбору типоразмеров, гильз и седел доступно на нашей странице поддержки, и наша команда будет рада рассмотреть конкретную заявку вместе с вами.

Практический контрольный список для выбора

  1. Какова температура материала при нормальной работе и при запуске после промывки или остановки? Именно при переходных процессах запуска мягкие седла выходят из строя.
  2. Насколько абразивен продукт — имеет ли он острые кромки или это округлые гранулы?
  3. Утечка измеряется в пыли или в потерях продукта? Определите реальную стоимость утечки.
  4. Применяется ли продукт в пищевой, фармацевтической или иной регулируемой отрасли? Если да, состав седла определяется требованиями соответствия, а не износом.
  5. Сколько циклов в день? Именно количество циклов, а не календарное время, определяет износ седла.
  6. Доступен ли сжатый воздух у клапана? Это открывает возможности для клапанов с надувным седлом и шланговых клапанов.
Ответьте на эти шесть вопросов, и тип седла обычно выбирается сам собой. Если вы хотите получить второе мнение, отправьте нам материал, размер линии и рабочую температуру, и мы вернемся с конкретной рекомендацией. Просмотрите полныйассортимент клапанов или напишите нашей технической команде.
Contact
Leave your information and we will contact you.