Atunci când lucrați cu sisteme hidraulice sau conducte de apă, alegerea supapei de reținere potrivite poate face diferența între operațiuni bune și reparații costisitoare. Supapa de reținere galvanizată de tip S a devenit o alegere populară pentru multe aplicații industriale, dar înțelegerea a ceea ce o face diferită de alte opțiuni nu este întotdeauna simplă.
Ce este o supapă de reținere galvanizată de tip S?
O supapă de reținere galvanizată de tip S este un dispozitiv de control al debitului unidirecțional care împiedică curgerea fluidului înapoi în sistemul dumneavoastră de conducte. Partea „zincata” înseamnă că corpul supapei are un strat protector de zinc aplicat fie prin galvanizare la cald, fie prin galvanizare. Acest strat de zinc acționează ca un scut împotriva ruginii și coroziunii, motiv pentru care veți vedea adesea aceste supape în instalațiile exterioare și sistemele de apă.
Denumirea „Tip S” poate însemna lucruri diferite, în funcție de faptul că te uiți la echipamente hidraulice sau la instalații sanitare standard. În aplicațiile hidraulice, tipul S se referă în mod obișnuit la un design de clapete sau piston cu arc, care poate suporta presiuni de până la 450 bar (aproximativ 6.500 psi). Pentru lucrările la conducte, S-ul poate indica o supapă de reținere pivotantă cu conexiuni prin sudură sau o serie specifică a producătorului. Această distincție contează deoarece cele două modele funcționează destul de diferit.
Cum funcționează mecanismul de tip S?
Versiunea hidraulică a unei supape de reținere galvanizate de tip S folosește un piston cu arc care alunecă de-a lungul unei linii centrale. Când presiunea fluidului împinge pistonul suficient de puternic, acesta comprimă arcul și deschide supapa. În momentul în care presiunea scade sau încearcă să se inverseze, arcul prinde pistonul înapoi în locașul său, creând o etanșare etanșă. Acest lucru se întâmplă rapid, ceea ce ajută la prevenirea loviturilor de berbec (acele sunete puternice de bătăi pe care le auzi uneori în țevi).
Conducta de tip S, pe de altă parte, are de obicei un disc sau o clapă care se balansează pe o balama. Gravitația și curgerea înainte împing discul spre deschidere, iar când curgerea se oprește, discul cade înapoi la locul său. Acest design gestionează bine dimensiunile mai mari ale țevilor și nu deranjează particulele solide din apă, dar se închide mai lent decât tipul cu piston. Alegerea dintre aceste două afectează modul în care supapa de reținere galvanizată de tip S funcționează în condiții reale.
Înțelegerea acoperirii galvanizate
Procesul de galvanizare implică scufundarea pieselor de oțel în zinc topit la aproximativ 840°F. Acest lucru creează mai multe straturi: un strat interior de aliaj zinc-fier care se leagă strâns de oțel și un strat exterior de zinc pur care preia impactul de la expunerea la mediu. Când acest strat exterior corodează, de fapt protejează oțelul de dedesubt printr-un proces numit protecție sacrificială.
Galvanizarea la cald produce de obicei o grosime de acoperire de 45 până la 85 de microni, care poate dura peste 50 de ani în condiții atmosferice normale. Supapa de reținere zincată Tip S beneficiază de această protecție de lungă durată, mai ales atunci când este instalată în aer liber sau în clădiri neîncălzite. Cu toate acestea, acoperirea cu zinc are limite de temperatură. Expunerea continuă la peste 200°C (392°F) va deteriora stratul, iar peste 250°C, zincul începe să se desprindă de oțel. Aceasta înseamnă că supapa de reținere galvanizată de tip S funcționează cel mai bine în sistemele care manipulează fluide reci până la calde, nu abur sau ulei hidraulic la temperatură înaltă.
Specificații de presiune și debit
O supapă de reținere galvanizată hidraulică tip S poate face față la presiuni de lucru de la 35 la 40 MPa, în funcție de dimensiunea orificiului. Dimensiunile mai mici (6 mm până la 15 mm) au o valoare de obicei pentru 40 MPa, în timp ce dimensiunile mai mari (20 mm până la 30 mm) pot fi limitate la 35 MPa. Debitele maxime variază de la 15 la 300 de litri pe minut, ceea ce acoperă majoritatea echipamentelor hidraulice mobile și a utilajelor industriale.
Presiunea de cracare (presiunea minimă necesară pentru deschiderea supapei) este un alt număr important. Pentru majoritatea modelelor de tip S, aceasta variază de la 0 la 0,6 MPa. O presiune de crăpare mai mică înseamnă că supapa se deschide mai ușor, ceea ce reduce pierderea de energie în sistemul dumneavoastră. Cu toate acestea, o setare prea mică poate face ca supapa să fluture atunci când debitul fluctuează. Supapa de reținere galvanizată de tip S ar trebui să se potrivească cu presiunea minimă de funcționare a sistemului pentru a evita această problemă.
Rezistența la curgere în designul de tip S este mai mare decât o supapă de reținere oscilantă, deoarece fluidul trebuie să împingă pistonul drept în sus împotriva tensiunii arcului. Acest lucru creează o cădere de presiune similară cu ceea ce ați vedea într-o supapă cu glob. Pentru aplicațiile cu debit mare în care căderea de presiune contează foarte mult, poate doriți să calculați dacă un tip S este alegerea potrivită sau dacă o verificare a oscilației ar funcționa mai bine.
Considerații de temperatură pentru supapele galvanizate
Intervalul de temperatură pentru o supapă de reținere galvanizată de tip S variază de obicei de la -20°C la 80°C pentru fluidul din interior. Temperatura ambiantă trebuie să se mențină între -20°C și 50°C. Aceste limite provin atât din acoperirea cu zinc, cât și din materialele de etanșare utilizate în interiorul supapei.
Când temperaturile urcă peste 200°C în mod continuu, stratul de zinc începe să se descompună. Expunerea scurtă până la 350°C ar putea să nu provoace defecțiuni imediate, dar ciclul repetat la temperaturi ridicate va scurta cu siguranță durata de viață a supapei. Dacă sistemul dumneavoastră rulează în mod regulat apă caldă peste 180°F, probabil că ar trebui să vă uitați la opțiunile din oțel inoxidabil în loc de o supapă de reținere galvanizată de tip S.
Temperaturile reci sunt, în general, mai puțin problematice pentru acoperirea galvanizată în sine, dar trebuie să aveți grijă la formarea gheții în sistemele de apă. Corpul supapei se poate crăpa dacă apa din interior îngheață și se extinde. Iernarea adecvată sau utilizarea amestecurilor de glicol ajută la prevenirea acestei probleme în sistemele sezoniere.
Acolo unde supapa de reținere galvanizată de tip S funcționează cel mai bine
Sistemele de protecție împotriva incendiilor sunt o aplicație majoră pentru supapele de reținere galvanizate. Certificarile UL și FM necesare pentru supapele de reținere a serviciului de incendiu specifică adesea construcția din fontă galvanizată sau din fontă ductilă. Un design de tip S al acestor sisteme previne refluxul de la ascensoarele sprinklerelor de incendiu și asigură că apa este întotdeauna disponibilă atunci când este necesar. Acoperirea galvanizată oferă zeci de ani de protecție chiar și în încăperile umede ale supapelor sau în instalațiile exterioare.
Sistemele de irigare beneficiaza si de instalatii cu supape de retinere galvanizate Tip S. Stațiile de pompare agricole, sistemele de apă ale terenurilor de golf și rețelele municipale de irigare folosesc supape de reținere pentru a menține amorsarea în liniile de pompare și pentru a preveni curgerea inversă. Acoperirea cu zinc gestionează expunerea la îngrășăminte și minerale din apa de irigare mai bine decât oțelul nu, deși nu la fel de bine ca oțelul inoxidabil.
Echipamentele hidraulice mobile, cum ar fi excavatoarele, macaralele și mașinile agricole, folosesc în mod obișnuit versiunea hidraulică de înaltă presiune a unei supape de reținere galvanizate de tip S. Aceste supape protejează pompele hidraulice și motoarele de vârfurile de presiune atunci când mașina se oprește sau când sarcinile se schimbă brusc. Designul compact se potrivește în spațiile înguste, iar finisajul galvanizat rezistă la rugină de la expunerea la ploaie și noroi pe șantierele de lucru.
Sistemele municipale de distribuție a apei folosesc uneori supape de reținere batante galvanizate mai mari (care ar putea fi numite Tip S de către anumiți producători) la stațiile de pompare și la limitele zonelor de presiune. Aceste instalații împiedică curgerea apei înapoi prin pompe atunci când acestea se opresc, protejând echipamentul și menținând zone de presiune corespunzătoare în rețeaua de distribuție.
Cele mai bune practici de instalare
Instalarea corectă a unei supape de reținere galvanizate de tip S începe cu confirmarea direcției de curgere. Fiecare supapă de reținere are o săgeată turnată sau ștanțată pe corp care arată în ce direcție trebuie să curgă fluidul. Instalarea lui înapoi înseamnă că supapa rămâne închisă tot timpul, blocând complet sistemul dumneavoastră.
Supapa poate fi instalată în orice orientare (orizontală, verticală sau unghiulară), dar instalarea verticală cu debit ascendent este adesea preferată pentru designul de tip S, deoarece gravitația ajută locașul pistonului în mod corespunzător la închidere. În cursele orizontale, asigurați-vă că există un suport adecvat pe ambele părți ale supapei pentru a preveni transferul tensiunii pe conductă către corpul supapei.
Conexiunile filetate au nevoie de un etanșant adecvat, dar evitați introducerea de bandă sau compus în interiorul supapei unde ar putea interfera cu părțile mobile. Pentru instalațiile cu supapă de reținere galvanizată filetată de tip S, utilizați bandă PTFE sau un dop pentru țevi compatibil cu fluidul dumneavoastră. Nu strângeți excesiv conexiunile filetate, deoarece acest lucru poate crăpa corpul supapei, în special în cazul construcției din fontă.
Conexiunile cu flanșă necesită un cuplu uniform al șuruburilor, urmând un model în stea pentru a asigura poziționarea corectă a garniturii. Finisajul galvanizat pe fețele flanșei ar trebui să fie suficient de neted pentru etanșarea garniturii, dar galvanizarea brută ar putea necesita șlefuire ușoară înainte de asamblare. Verificați compatibilitatea materialului dvs. de garnitură atât cu fluidul, cât și cu temperatura de funcționare a supapei de reținere galvanizate de tip S.
Cerințe de întreținere
Inspecția regulată face ca supapa de reținere galvanizată de tip S să funcționeze în mod fiabil. În primele șase luni de la instalare, verificările lunare ajută la identificarea timpurie a oricăror probleme de instalare. După aceea, inspecțiile trimestriale sunt de obicei suficiente pentru majoritatea aplicațiilor. În timpul inspecțiilor, căutați semne de scurgere în jurul corpului supapei, zgomote neobișnuite în timpul funcționării sau modificări ale presiunii sistemului care ar putea indica probleme cu supapa.
Părțile interne ale unei supape de reținere galvanizate de tip S se pot murdări cu resturi din sistemul de conducte. Instalarea unei sitări sau a unui filtru în amonte (filtrarea de 15 microni este recomandată pentru aplicațiile hidraulice) împiedică particulele solide să blocheze pistonul sau să se adună sub scaunul supapei. Această adăugare simplă poate prelungi semnificativ durata de viață a supapei și poate reduce nevoile de întreținere.
Dacă observați ciocan de berbec sau sunete puternice de închidere, supapa ar putea fi supradimensionată pentru debitul dvs. sau presiunea de crăpare ar putea fi setată prea scăzută. Reglarea preîncărcării arcului (dacă proiectarea supapei o permite) sau înlocuirea supapei cu o dimensiune diferită poate rezolva aceste probleme. Scurgerile persistente dincolo de scaunul supapei înseamnă de obicei resturi blocate pe suprafața de etanșare sau scaunul s-a uzat și necesită înlocuire.
Acoperirea galvanizată externă necesită întreținere minimă, dar dacă observați că se formează rugina albă (pătă de depozitare umedă) pe suprafață, ștergeți-o și lăsați supapa să se usuce bine. Acest produs alb de coroziune este oxid de zinc și, deși arată rău, protejează de fapt oțelul de dedesubt. Coroziunea adevărată până la metalul de bază apare ca rugina roșie sau maro și indică că stratul de zinc a eșuat în acel loc.
Compararea opțiunilor de materiale
Când vă decideți între o supapă de reținere galvanizată de tip S și alte materiale, costul și rezistența la coroziune sunt factorii principali. Oțelul galvanizat se află la mijloc: costă cu aproximativ 40% mai puțin decât oțelul inoxidabil, dar oferă o protecție mult mai bună împotriva coroziunii decât oțelul carbon sau fonta.
Supapele de reținere din oțel inoxidabil (de obicei 316 sau 304) oferă cea mai bună rezistență la coroziune, în special în medii cu apă sărată sau chimice. Aceștia suportă temperaturi mai ridicate fără deteriorarea stratului și durează mai mult în condiții dure. Cu toate acestea, oțelul inoxidabil costă de 2,5 până la 5 ori mai mult decât o supapă de reținere galvanizată de tip S. Pentru proiectele care țin cont de buget în medii industriale cu apă dulce sau ușoare, opțiunea galvanizată are mai mult sens financiar.
Supapele de reținere din bronz funcționează bine în instalațiile sanitare rezidențiale și acolo unde sunt necesare temperaturi mai ridicate, dar sunt limitate la presiuni mai mici decât o supapă de reținere galvanizată de tip S. Capacitatea de 450 de bari a designului hidraulic de tip S depășește cu mult ceea ce bronzul poate suporta. Bronzul costă, de asemenea, mai mult pe supapă, deși nu la fel de mult ca oțelul inoxidabil.
Supapele de reținere din oțel goale sau fontă costă mai puțin în avans, dar necesită vopsire sau altă protecție în medii corozive. Costurile de întreținere și durata de viață mai scurtă compensează de obicei orice economii inițiale. O supapă de reținere galvanizată de tip S oferă o valoare mai bună pe termen lung în majoritatea situațiilor în care nu este necesară rezistența extremă la coroziune.
Probleme și soluții comune
Crăpăitul sau fluturarea apare atunci când supapa se deschide și se închide rapid din cauza fluctuațiilor de presiune în apropierea pragului de presiune de cracare. Această problemă apare adesea atunci când o supapă de reținere galvanizată de tip S este supradimensionată pentru debitul real. Soluția este fie să instalați o supapă mai mică, fie să creșteți setarea presiunii de fisurare, dacă designul supapei dvs. permite ajustarea. În unele cazuri, adăugarea unui orificiu mic sau a unei restricții de curgere în aval poate stabiliza modelul de curgere.
Ciocanul de berbec se manifestă prin zgomote puternice când supapa se închide brusc. Designul pistonului de tip S se ocupă, în general, de acest lucru mai bine decât verificările de balansare, deoarece închiderea cu arc are loc rapid și fără probleme. Dacă încă mai apare lovitura de berbec, este posibil să aveți nevoie de o supapă diferită cu caracteristici de închidere mai lentă sau de adăugarea unui dispozitiv de oprire a loviturii în sistem. Suportul adecvat al țevii ajută, de asemenea, la minimizarea zgomotului și a tensiunii cauzate de supratensiunile de presiune.
Scurgerea dincolo de scaunul supapei permite curgerea inversă, ceea ce anulează întregul scop de a avea o supapă de reținere. Cantități mici de scurgeri (sub 0,25 cm³/min sau aproximativ 5 picături pe minut) se încadrează în specificațiile acceptabile pentru majoritatea modelelor de supape de reținere galvanizate de tip S. Scurgerile excesive înseamnă, de obicei, resturi care s-au depus în scaun, suprafețele de etanșare s-au uzat sau arcul s-a slăbit. Curățarea sau înlocuirea componentelor interne rezolvă majoritatea problemelor de scurgere.
Scurgerile externe din jurul corpului sau ale conexiunilor indică defecțiunea garniturii sau carcasa crăpată. Strângerea șuruburilor ar putea opri plânsul minor, dar dacă scurgerea persistă, va trebui să dezasamblați supapa, să inspectați suprafețele de etanșare și să înlocuiți garniturile. Fisurile din corpul supapei necesită înlocuirea completă a supapei, deoarece integritatea structurală este compromisă.
Opțiuni de piață și furnizori
Mai mulți producători importanți produc modele de supape de reținere galvanizate de tip S pentru diferite piețe. Bosch Rexroth, Parker Hannifin și PONAR Wadowice oferă versiuni hidraulice de precizie cu capacități de înaltă presiune și dimensiuni compacte necesare pentru echipamentele mobile și mașinile industriale. Aceste companii oferă date tehnice detaliate și pot ajuta la selectarea corectă a supapelor pentru aplicații hidraulice solicitante.
Pentru aplicații de apă și instalații sanitare, companii precum Watts (inclusiv marca lor Ames), Mueller și diverși producători chinezi (FCV, Dervos, Neway) produc supape de reținere galvanizate care ar putea fi desemnate ca tip S sau coduri de serie similare. Aceste supape îndeplinesc de obicei standardele ANSI/AWWA pentru serviciul de apă și vin cu certificări adecvate pentru protecția împotriva incendiilor sau utilizarea apei potabile atunci când este necesar.
Prețurile variază foarte mult în funcție de dimensiune, gradul de presiune și certificări. Unitățile de tip S cu supape de reținere galvanizate hidraulice mici (porturi de la 6 mm la 15 mm) ar putea costa sub 100 USD, în timp ce modelele certificate pentru pompieri cu dimensiunea de 4 inci costă între 800 și 900 USD. Unitățile mari cu flanșă de 12 inchi pot depăși 5.000 USD, în special cu listele UL sau FM. Costurile de certificare și cerințele de testare se adaugă semnificativ la preț în comparație cu supapele industriale necertificate.
Atunci când achiziționați o supapă de reținere galvanizată de tip S, luați în considerare dacă aveți nevoie de un distribuitor cu inventar local pentru livrare rapidă sau dacă puteți comanda direct de la producători pentru prețuri mai bune la cantități mai mari. Calitatea suportului tehnic contează și ea, în special pentru aplicațiile hidraulice în care selecția corectă afectează performanța sistemului și protecția echipamentului.
Făcând alegerea corectă
Alegerea unei supape de reținere galvanizate de tip S are sens atunci când aveți nevoie de o protecție bună împotriva coroziunii la un preț rezonabil în sistemele care funcționează sub 200°C cu expunere moderată la substanțe chimice. Capacitatea de înaltă presiune a designului hidraulic de tip S se potrivește echipamentelor mobile și mașinilor industriale în cazul în care spațiul este îngust și vârfurile de presiune sunt frecvente. Pentru sistemele de apă, acoperirea galvanizată oferă zeci de ani de funcționare în aplicații de la irigare până la protecția împotriva incendiilor.
Cu toate acestea, o supapă de reținere galvanizată de tip S nu este întotdeauna cea mai bună opțiune. Sistemele cu temperatură înaltă peste 180°F de funcționare continuă trebuie să utilizeze oțel inoxidabil. Aplicațiile cu apă sărată sau cu substanțe chimice foarte corozive beneficiază, de asemenea, de trecerea la oțel inoxidabil, în ciuda costului mai mare. Dimensiunile foarte mari ale țevilor (peste 12 inchi) ar putea funcționa mai bine cu controale de balansare acoperite cu epoxi sau din oțel inoxidabil, mai degrabă decât cu modelele galvanizate de tip S.
Factorii cheie în decizia dumneavoastră ar trebui să fie presiunea de funcționare, intervalul de temperatură, compatibilitatea fluidelor și expunerea la mediu. Potriviți specificațiile supapei cu cerințele actuale ale sistemului, mai degrabă decât să supraspecificați pentru condiții care nu vor apărea. O supapă de reținere galvanizată de tip S selectată corespunzător va oferi ani de service fiabil cu întreținere minimă, protejându-vă pompele și echipamentele, menținând în același timp proiectul în limitele bugetului.
Înțelegerea a ceea ce înseamnă Tip S în contextul dvs. specific (verificarea pistonului hidraulic vs. verificarea balansării conductei) vă ajută să vă asigurați că obțineți supapa potrivită pentru aplicația dvs. În cazul în care aveți îndoieli, consultați producătorul sau un distribuitor calificat care poate revizui parametrii sistemului dumneavoastră și poate recomanda configurația corespunzătoare a supapei. Alocarea timpului pentru a face alegerea corectă acum previne greșelile costisitoare și timpul de nefuncționare ulterioară.
