Mengapa Kebanyakan Katup Gerbang Menggunakan Gerbang Baji Daripada Pelat Datar?

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa begitu banyak katup gerbang yang dilengkapi dengan agerbang bajibukannya piring datar sederhana? Saya juga bingung saat pertama kali mulai bekerja dengan katup. Nanti setelah membongkar beberapa valve dengan teknisi senior dan mempelajari standar ASME dan artikel darinyaDunia Katup, Saya menyadari bahwa permukaan bersudut kecil ini menyimpan banyak pengetahuan teknik.

 

Apa Sebenarnya Fungsi Gerbang Wedge?

Sederhananya, gerbang baji memiliki satu tujuan: untuk mematikan cairan dalam pipa sepenuhnya dan mencegah kebocoran. Namun mencapai “penghentian total” ini tidaklah mudah. Media pipa berada di bawah tekanan, dapat berubah suhu, dan katup sering kali beroperasi.

 

Jika hanya pelat datar yang digunakan, gerbang akan sulit menempel erat pada kursi setelah ditutup; bahkan kekuatan sekecil apa pun akan menciptakan kesenjangan. Struktur baji menggunakan permukaan bersudut: saat gerbang didorong ke bawah hingga ke kursi, gerbang tersebut menekan kedua permukaan penyegelan secara horizontal, sehingga menghasilkan kekuatanmenyegel tekanan tertentu.

 

Hal ini mirip dengan mendorong irisan kayu ke bawah kusen pintu - semakin keras Anda memukulnya, semakin kuat tekanannya ke samping. Dalam industri katup, tindakan ini dikenal sebagai mekanisme penyegelan baji. Berdasarkan API 600, sudut baji biasanya dirancang antara 2 derajat dan 5 derajat.

Perusahaan kami COVALVE telah melakukan pengujian: pada katup gerbang Kelas 150 berukuran 8 inci dengan irisan padat 5 derajat, laju kebocoran permukaan penyegelan berada di bawah 0,1 cm³/menit pada 1,1 kali tekanan terukur (kira-kira 2,0 MPa), jauh di bawah persyaratan standar 10 cm³/menit.

 

Tiga Desain Utama Gerbang Wedge

Pelanggan sering bertanya: "Apakah semua gerbang baji sama?" Jelas tidak. Insinyur memilih struktur yang berbeda berdasarkan kondisi operasi:

 

Baji Padat

Tipe paling kokoh dan paling umum. Ini dicetak atau ditempa secara integral, dengan kekakuan tinggi dan ketahanan benturan. Namun, ia memiliki kelemahan: cenderung tersangkut selama ekspansi dan kontraksi termal. Misalnya, pada pipa uap, gerbang yang diperluas menjadi tersangkut di dudukannya saat dipanaskan dan sulit ditarik kembali setelah pendinginan. Oleh karena itu, umumnya kami merekomendasikannya untuk media bersih pada suhu normal.

 

Baji Fleksibel

Alur melingkar atau slot sempit dibuat di sekitar tengah gerbang untuk memberikan sedikit fleksibilitas. Hal ini menjaga baji-mengunci sendiri sekaligus menyerap deformasi termal pada pipa. Lebar alur biasanya 3–6 mm, dengan kedalaman mencapai sekitar dua-pertiga ketebalan gerbang. Menurut sebuah makalah diJurnal Internasional Teknik Katup, pengujian menunjukkan bahwa setelah siklus suhu 100 derajat, torsi pengoperasian irisan fleksibel adalah 35% lebih rendah dibandingkan irisan padat, dengan skor yang jauh lebih sedikit pada permukaan penyegelan.

 

Belah Baji

Terdiri dari dua segmen gerbang independen, yang dipisahkan oleh pegas atau batang dorong berbentuk bola. Desain ini cocok untuk aplikasi-gas non-korosif atau suhu-rendah. Keuntungan dari airisan terbelahadalah meskipun dudukannya tidak sejajar (karena penyimpangan pengecoran atau deformasi pengelasan), kedua segmen masih dapat tersegel satu per satu. Kelemahannya adalah strukturnya yang rumit dan biaya yang lebih tinggi.

 

Berapa Sudut Baji yang Tepat? Jangan Remehkan Beberapa Derajat Itu

Banyak orang beranggapan bahwa sudut baji yang lebih besar lebih baik, namun hal itu tidak benar. Jika sudutnya terlalu kecil (<2°), sufficient lateral force cannot be generated. If too large (>7 derajat ), gerbang dapat menggores tempat duduk selama pengoperasian, dan pengoperasian katup menjadi kaku.

Kami meninjau tinjauan teknis tahun 2021 diDunia Katup, yang menunjukkan bahwa sebagian besar katup gerbang industri menggunakan sudut baji antara 2,5 derajat dan 5 derajat. Misalnya, katup gerbang baja karbon COVALVE menggunakan sudut baji standar 3,5 derajat, dengan lapisan paduan Stellite pada permukaan penyegelan, mencapai kekerasan 40–45 HRC. Hal ini menjamin kecukupangaya duduk baji katuptanpa merusak kursi.

 

Tiga Pertanyaan Umum Terjawab

Bisakah gerbang baji dipasang terbalik?

Ya. Badan katup biasanya ditandai dengan panah arah aliran, tetapi gerbang baji itu sendiri tidak berarah. Satu-satunya aturan instalasi:

• Slot pada baji fleksibel harus menghadap saluran keluar (sisi hilir). Jika tidak, tekanan media dapat memperluas slot dan merusak penyegelan.
• Untuk split wedge, mekanisme pegas harus menghadap sisi saluran masuk; jika tidak, segmen gerbang dapat dibuka paksa oleh aliran.

 

Apa yang harus dilakukan jika gerbang baji sudah aus?

Goresan kecil dapat diperbaiki dengan cara dilap. Namun perlu diperhatikan bahwa lapping biasanya mengubah sudut baji -, menghilangkan ketebalan 0,1 mm akan mengubah sudut sebesar 0,1 derajat –0,2 derajat . Jika sudutnya menyimpang melebihi kisaran desain (misalnya, dari 3,5 derajat hingga 4,0 derajat), penggantian wajib dilakukan. Oleh karena itu, sebagian besar manual perawatan merekomendasikan maksimal tiga operasi pemukulan per katup.

 

Kapan katup gerbang baji TIDAK boleh digunakan?

Dalam media bubur yang mengandung partikel keras. Saat menutup, partikel terperangkap di antara permukaan penyekat dan menggores gerbang dan tempat duduk. Dalam kasus seperti ini, katup gerbang pisau atau katup kupu-kupu lebih disukai. Alat ini juga tidak direkomendasikan untuk siklus frekuensi tinggi (misalnya, satu pengoperasian per menit), karena gesekan berulang akan mempercepat keausan baji.

 

Pengalaman Lapangan

Di COVALVE, kami menangani-kasus purna jual: katup gerbang pabrik kimia gagal menutup rapat. Pembongkaran menunjukkan lapisan endapan kokas polimer pada irisan padat. Pelanggan mengira gerbangnya rusak, namun masalahnya adalah media cenderung berpolimerisasi pada suhu 120 derajat. Kami menggantinya dengan irisan fleksibel yang dilengkapi dengan alur pengikis, yang secara otomatis menghilangkan endapan kokas selama setiap pengoperasian, sehingga memecahkan masalah tersebut. Hal ini menunjukkan bahwa pemahaman prinsip gerbang baji itu penting, namun pemilihan juga harus mempertimbangkan karakteristik media dan suhu.

 

Tujuan dari gerbang baji bukan hanya untuk "menghalangi aliran", namun untuk mencapai gelembung-penutup rapat dalam kondisi sulit - termasuk fluktuasi tekanan, perubahan suhu, dan pengoperasian yang sering - melalui sudut baji yang presisi, desain struktur yang sesuai, dan material yang sesuai.