RU2165046C1 - Method of protection of ball cocks against wear - Google Patents

Method of protection of ball cocks against wear Download PDF

Info

Publication number
RU2165046C1
RU2165046C1 RU2000106350A RU2000106350A RU2165046C1 RU 2165046 C1 RU2165046 C1 RU 2165046C1 RU 2000106350 A RU2000106350 A RU 2000106350A RU 2000106350 A RU2000106350 A RU 2000106350A RU 2165046 C1 RU2165046 C1 RU 2165046C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sphere
sealing
paste
valve
ball
Prior art date
Application number
RU2000106350A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Д. Седых
Д.Н. Левитский
В.Н. Михайлычев
К.В. Парфенов
А.В. Михайлычев
Original Assignee
Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина filed Critical Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина
Priority to RU2000106350A priority Critical patent/RU2165046C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2165046C1 publication Critical patent/RU2165046C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Taps Or Cocks (AREA)

Abstract

FIELD: gas, chemical and other industries; repair and reconditioning of ball cocks. SUBSTANCE: method consists in introducing sealing polymer paste into ball cock sealing unit followed by delay for completion of polymerization process. This paste is introduced into cavity of cock under pressure through drain pipe union when cock is placed in OPEN position forming the sealing ring-envelope in clearance between surface of sphere, cock body and seats in the course of polymerization of sealing paste. EFFECT: reduced wear of parts in "seat- sphere" contact area; increased service life of ball cocks. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к запорной арматуре, в частности к технологии ремонта и восстановления работоспособности шаровых кранов, и может быть использовано в газовой, химической и других отраслях промышленности, в том числе технологических коммуникациях газодобывающих и газотранспортных систем. The invention relates to valves, in particular to the technology of repair and recovery of ball valves, and can be used in gas, chemical and other industries, including technological communications of gas production and gas transmission systems.

Известен способ защиты от износа шаровых кранов, основанный на введении герметизирующей пасты в узлы уплотнения шарового затвора (см. А.М. Большаков и др. Опытно-промышленный ремонт шаровых кранов. - Газовая промышленность, 1998, N 12.)
Указанный способ не обеспечивает устранение негерметичности запорной арматуры на длительный срок, так как восстановление герметичности экранированной части сопряжения "седло-сфера" требует разработки специализированного стенда, позволяющего получить необходимый разворот шарового затвора, открывающего доступ зонда с пастой в эту часть крана. Такой способ не позволяет получить качественное восстановление уплотнительного элемента седла. Процесс абразивного изнашивания сопряжения, деформация зоны контакта не устраняются и могут прогрессировать, что приводит к необходимости замены самого крана. Кроме того, работы по замене крана, связанные с переврезкой, трудоемки, небезопасны и требуют больших затрат. Замена изношенных уплотнений кранов со сварным корпусом экономически не выгодна и требует больших транспортных и технологических расходов.
A known method of protection against wear of ball valves, based on the introduction of a sealing paste in the seal nodes of the ball valve (see A. Bolshakov and other pilot industrial repair of ball valves. - Gas industry, 1998, N 12.)
The specified method does not provide for the elimination of leaks in shutoff valves for a long time, since restoring the tightness of the shielded part of the saddle-sphere interface requires the development of a specialized stand that allows obtaining the necessary turn of the ball valve that allows the probe with paste to enter this part of the valve. This method does not allow to obtain high-quality restoration of the sealing element of the saddle. The process of abrasive wear of the interface, deformation of the contact zone are not eliminated and can progress, which leads to the need to replace the crane itself. In addition, the work on replacing the crane associated with the re-cutting is time-consuming, unsafe and expensive. Replacing worn-out valve seals with a welded body is not economically viable and requires large transportation and technological costs.

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является способ защиты от износа шаровых кранов, основанный на устранении негерметичности сопряжения "седло-сфера" путем закачки через смазочные каналы с помощью нагнетательного устройства полимерной герметизирующей пасты в положении крана "Закрыто" (см. Г.С. Крутенко, Е.В. Трофимов. "Жидкость для гидросистем и герметизирующий материал для запорных кранов магистральных газопроводов" - обзор ВНИИ ГАЗПРОМа, серия "Транспорт и хранение нефти и газа", 1988, вып. 8). Of the known methods, the closest to the proposed one is a method of protection against wear of ball valves, based on the elimination of leaks in the saddle-sphere conjugation by injection through the lubricating channels using the injection device of the polymer sealing paste in the closed position of the valve (see G.S. Krutenko, EV Trofimov. “Fluid for hydraulic systems and sealing material for shut-off valves of main gas pipelines” - a review by VNII GAZPROM, series “Transport and storage of oil and gas”, 1988, issue 8).

Недостатком известного решения является невысокая степень герметизации, обусловленная тем, что смазочные каналы кранов диаметром, равным 1 мм, забиты продуктами полимеризации от смазки и технологической грязью, что не всегда позволяет подать в зону контакта полимеризующийся материал с различной степенью вязкости. Осаждающиеся механические примеси внутри корпуса и фланца крана вследствие вибрации газопровода уплотняются, тщательно сепарируются и заполняют все зазоры (пустоты) внутри крана, в том числе попадают в узлы подпятника и шпинделя крана, а также в зону контакта уплотнительного элемента седла с поверхностью сферы. При этом в процессе вращения сферы и прохождения скоростного потока газа происходит интенсивное изнашивание зоны контакта и как следствие нарушение герметичности крана. A disadvantage of the known solution is the low degree of sealing, due to the fact that the lubricant channels of the cranes with a diameter of 1 mm are clogged with polymerization products from grease and process dirt, which does not always allow the polymerizable material with different degrees of viscosity to be brought into the contact zone. Due to vibration of the gas pipeline, precipitating mechanical impurities inside the valve body and valve flange are compacted, carefully separated, and fill all gaps (voids) inside the valve, including falling into the nodes of the thrust bearing and valve spindle, as well as into the contact zone of the seat sealing element with the sphere surface. At the same time, during the rotation of the sphere and the passage of the high-speed gas flow, intensive wear of the contact zone occurs and, as a result, the valve is leaky.

Инородные тела, такие как окалина, огарки электродов и другие, попадают в зазор между поверхностями сферы, корпуса и фланца, заклиниваются и при вращении сферы образуют поперечные царапины и борозды на уплотнительных элементах седел. Это приводит к полной потере работоспособности шарового крана. Foreign bodies, such as scale, cinder electrodes and others, fall into the gap between the surfaces of the sphere, body and flange, become jammed and, when the sphere rotates, form transverse scratches and grooves on the sealing elements of the seats. This leads to a complete loss of operability of the ball valve.

Кроме того, этот способ предназначен для аварийных ситуаций в положении крана "Закрыто", и число срабатываний крана не превышает 2-3 раз, после чего, как правило, происходит срыв пасты в газопровод или ее "закусывание" сферой. Срыв пасты в газопровод происходит из-за того, что из смазочных каналов под давлением пресс-масленки паста подается на внешнюю сторону уплотнительного элемента седла, находящуюся в зоне проходного сечения крана, где не имеется условий для сопротивления ее воздействию скоростного напора газа. In addition, this method is intended for emergencies in the position of the valve "Closed", and the number of operations of the valve does not exceed 2-3 times, after which, as a rule, the paste breaks into the pipeline or its "biting" sphere. The paste breaks into the gas pipeline due to the fact that paste is supplied from the lubricating channels under the pressure of the grease nipple to the outside of the seat sealing element, located in the tap passage section area, where there are no conditions for its resistance to the gas pressure head.

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа защиты от износа шаровых кранов, обеспечивающего снижение интенсивности изнашивания деталей герметизирующего контакта в сопряжении "седло-сфера" путем создания промежуточного уплотнительного кольца-оболочки из полимеризующегося материала в зазоре между поверхностями сферы, корпусом крана и седлами, следствием чего является увеличение срока службы шаровых кранов. The basis of the present invention is the creation of a method of protection against wear of ball valves, which reduces the wear rate of the parts of the sealing contact in the interface "saddle-sphere" by creating an intermediate sealing ring-shell of polymerizable material in the gap between the surfaces of the sphere, the body of the valve and the saddles which is to increase the service life of ball valves.

Поставленная задача достигается тем, что в способе защиты от износа шаровых кранов, включающем введение полимерной герметизирующей пасты в узел уплотнения шарового крана и последующую выдержку до завершения процесса полимеризации, согласно изобретению указанную пасту вводят в предварительно подготовленную полость крана под давлением, достигаемым серийно-применяемой пресс-масленкой при ΔР = 0,4 МПа через сливной штуцер в положении крана "Открыто" с образованием в процессе полимеризации герметизирующей пасты уплотнительного кольца-оболочки в зазоре между поверхностями сферы, корпусом крана и седлами. The problem is achieved in that in a method of protecting against wear of ball valves, including the introduction of a polymer sealing paste into the seal assembly of a ball valve and subsequent exposure to the completion of the polymerization process, according to the invention, said paste is introduced into a previously prepared valve cavity under pressure achieved by a commercially-used press oiler at ΔР = 0.4 MPa through the drain fitting in the open position of the valve with the formation of a sealing ring-o-ring during the polymerization of the sealing paste Points in the gap between the surface of the sphere, the body of the crane, and saddles.

Целесообразно введение полимерной пасты под давлением осуществлять до появления ее в отверстии декомпрессионного штуцера крана. It is advisable to introduce the polymer paste under pressure until it appears in the tap decompression fitting hole.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид шарового крана; на фиг. 2 изображен узел смазки; на фиг. 3 показан общий вид крана после закачки в него герметизирующей пасты; на фиг. 4 показан узел смазки после закачки в него герметизирующей пасты. The essence of the method is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a ball valve; in FIG. 2 shows a lubrication assembly; in FIG. 3 shows a general view of the tap after pumping the sealing paste into it; in FIG. 4 shows the lubrication unit after injection of the sealing paste into it.

Шаровой кран включает корпус 1, подшипник 2 подпятника 3, уплотнительное кольцо 4, сферу 5, фланец крана 6, узел смазки 7, состоящий, собственно, из масленки 8, смазочных каналов 9, проходящих в корпусе седла 10 для подачи смазки в зону контакта уплотнительного элемента 11 со сферой 5. В корпусе крана расположен шпиндельный узел 12 с подшипниками скольжения 13, а также имеются декомпрессионное 14 и сливное 15 штуцерные отверстия диаметром 14 мм, через которые с помощью дренажных клапанов 16, диаметром 0,5 мм, осуществляется соответственно сброс давления газа и слив скопившейся жидкости (вода, конденсат) в атмосферу, причем механические примеси, продукты коррозии, инородные тела практически не удаляются. The ball valve includes a housing 1, a bearing 2 of a thrust bearing 3, an o-ring 4, a sphere 5, a flange of a valve 6, a lubrication unit 7, consisting essentially of a grease fitting 8, lubricant channels 9 passing in the housing of the seat 10 to supply lubricant to the sealing contact zone element 11 with a sphere 5. In the crane body there is a spindle unit 12 with sliding bearings 13, and there are also decompression 14 and drain 15 choke holes with a diameter of 14 mm, through which, using drain valves 16, with a diameter of 0.5 mm, pressure is correspondingly relieved gas and drain accumulated liquid (water condensate) to the atmosphere, wherein the mechanical impurities, corrosion products, almost no foreign bodies are removed.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

После тщательной промывки полости крана в закрытом или слегка приоткрытом положении и растворении образовавшихся на поверхности сферы 5 (см. фиг. 2) продуктов адгезии полость крана продувается и высушивается. Затем в положении крана "Открыто" под давлением через сливной штуцер 15 запрессовывается полимерная герметизирующая паста, так чтобы были выбраны все зазоры между поверхностью сферы 5 и внутренней поверхностью корпуса 1 и фланца 2 крана. Контроль заполнения пастой всего объема зазоров осуществляют путем фиксации момента появления ее в отверстии декомпрессионного штуцера 14. После истечения некоторого времени, когда завершится процесс полимеризации, образуется третье, запорно-регулирующее кольцо-оболочка 17, находящаяся между двумя основными 11, причем полученное кольцо-оболочка полностью находится во внутренней полости крана, заполнив все зазоры и места скопления механических примесей, а также между внутренними поверхностями уплотнительных элементов 11 седла 10 (фиг. 4) и, следовательно, практически не подвергается воздействию скоростного напора газа при срабатывании крана, что увеличивает долговечность кольца-оболочки. After thoroughly washing the cavity of the crane in a closed or slightly ajar position and dissolving the adhesion products formed on the surface of the sphere 5 (see FIG. 2), the crane cavity is blown and dried. Then, in the "Open" position of the valve, a polymer sealing paste is pressed through the drain fitting 15 under pressure so that all the gaps between the surface of the sphere 5 and the inner surface of the body 1 and the valve flange 2 are selected. The control of filling the entire gap volume with the paste is carried out by fixing the moment it appears in the opening of the decompression fitting 14. After some time has passed, when the polymerization process is completed, a third, locking and regulating ring-shell 17 is formed, located between the two main 11, and the resulting ring-shell completely located in the internal cavity of the crane, filling all the gaps and accumulation of mechanical impurities, as well as between the inner surfaces of the sealing elements 11 of the saddle 10 (Fig. 4) and, therefore, it is practically not exposed to high-speed gas pressure when the valve is triggered, which increases the durability of the shell ring.

Кроме того, вследствие изменения траектории движения скоростного потока газа с механическими примесями устраняется интенсивное изнашивание поверхности уплотнительного элемента 11 седла 10, контактирующей с поверхностью сферы 5, что также способствует увеличению срока службы сопряжения "седло-сфера". In addition, due to a change in the trajectory of the high-speed gas flow with mechanical impurities, intensive wear of the surface of the sealing element 11 of the seat 10 in contact with the surface of the sphere 5 is eliminated, which also contributes to an increase in the service life of the saddle-sphere conjugation.

При незначительном открытии крана высокоскоростной поток газа устремляется только в отверстие переходного сечения крана и не попадает в зазор между поверхностями сферы 5 и корпуса 1 крана, т.к. там находится кольцо-оболочка 17, препятствующая перетоку газа через зазор, сепарации механических примесей, а также гидратообразованию и наружному оледенению крана. When the valve is slightly opened, a high-speed gas flow rushes only into the opening of the transition section of the valve and does not fall into the gap between the surfaces of the sphere 5 and the valve body 1, because there is a shell ring 17, which prevents the flow of gas through the gap, separation of mechanical impurities, as well as hydrate formation and external glaciation of the valve.

В процессе запрессовки полимеризующегося уплотнительного материала и незначительных проворотах сферы 5 материал проникает в подшипник 2, подпятник 3 и заполняются все зазоры в этой части крана. В результате этого происходит так называемый эффект "всплытия" сферы 5 крана заключающийся в том, что сфера занимает строго фиксированное рабочее положение, при этом устраняются все технические перекосы и заклинивания в подшипнике 2 и подпятнике 3 и резко уменьшается усилие, необходимое для вращения сферы 5. Такое ее устойчивое положение сохраняется и после полимеризации уплотнительного материала. In the process of pressing the polymerizable sealing material and minor twists of the sphere 5, the material penetrates into the bearing 2, thrust bearing 3 and all the gaps in this part of the crane are filled. As a result of this, the so-called “ascent” effect of the crane sphere 5 occurs, namely that the sphere occupies a strictly fixed working position, while all technical distortions and jamming in the bearing 2 and the thrust bearing 3 are eliminated and the force required to rotate the sphere 5 is sharply reduced. Such a stable position is maintained after the polymerization of the sealing material.

При выборе герметизирующего уплотнительного материала, используемого в предлагаемом способе, необходимо руководствоваться следующим:
- в процессе закачки материала в зазор между корпусом и сферой крана, он должен заполнить все зазоры в сопряжении "седло-сфера";
- материал должен обладать минимально возможной адгезией к поверхности сферы;
- обладать высокими прочностными характеристиками, обеспечивающими сопротивление перепаду давления газа до 8-10 Мпа;
- вязкостные характеристики материала практически не должны меняться в широком диапазоне температур (-45 - 120oC);
- материал должен быть доступен по цене, обеспечивая экономически выгодный процесс восстановления кранов;
- материал должен обеспечивать наименьшую трудоемкость при запрессовке (подаче) его во внутреннюю полость крана.
When choosing a sealing sealing material used in the proposed method, you must be guided by the following:
- in the process of pumping material into the gap between the body and the sphere of the crane, it must fill in all the gaps in the interface "saddle-sphere";
- the material should have the smallest possible adhesion to the surface of the sphere;
- to have high strength characteristics, providing resistance to the differential pressure of gas up to 8-10 MPa;
- the viscosity characteristics of the material should practically not change over a wide temperature range (-45 - 120 o C);
- the material should be affordable, providing a cost-effective recovery process for cranes;
- the material should provide the least complexity when pressing (feeding) it into the internal cavity of the crane.

В качестве такого герметизирующего уплотнительного материала можно использовать полимерные композиции, например, на основе полисульфидных каучуков (тиоколы), полиэфирных смол (ПН-1), или полиуретановых каучуков (К-31, СКПС), содержащих или не содержащих отвердитель (последний определяет время полимеризации композиции). As such a sealing sealing material, polymer compositions can be used, for example, based on polysulfide rubbers (thiocols), polyester resins (PN-1), or polyurethane rubbers (K-31, SKPS) containing or not containing a hardener (the latter determines the polymerization time composition).

Такие герметизирующие материалы выпускаются как отечественной промышленностью, так и за рубежом, например фирмой "Диамант" Германия. Such sealing materials are produced both by domestic industry and abroad, for example by the company "Diamond" Germany.

Проведенные стендовые испытания показали, что при реализации описанной схемы обеспечивается получение кольца-оболочки, которое не разрушается при срабатывании крана от 23 и более циклов при ΔP = 0,4 МПа. Conducted bench tests showed that when implementing the described scheme, a shell ring is obtained that does not collapse when the crane is triggered by 23 or more cycles at ΔP = 0.4 MPa.

Кроме того, предлагаемый способ восстановления работоспособности и увеличения срока службы шаровых кранов может быть использован как в процессе эксплуатации кранов, так и в процессе их изготовления в заводских условиях. In addition, the proposed method for restoring performance and increasing the service life of ball valves can be used both in the operation of the valves and in the process of their manufacture in the factory.

Claims (2)

1. Способ защиты от износа шаровых кранов, включающий введение полимерной герметизирующей пасты в узел уплотнения шарового крана и последующую выдержку до завершения процесса полимеризации, отличающийся тем, что указанную пасту вводят в предварительно подготовленную полость крана под давлением через сливной штуцер в положении крана "Открыто" с образованием с процессе полимеризации герметизирующей пасты уплотнительного кольца - оболочки в зазоре между поверхностями сферы, корпусом крана и седлами. 1. The method of protection against wear of ball valves, including the introduction of a polymer sealing paste into the seal assembly of the ball valve and subsequent exposure to the completion of the polymerization process, characterized in that the paste is introduced into the pre-prepared cavity of the valve under pressure through the drain fitting in the open position of the valve with the formation with the polymerization process of the sealing paste of the sealing ring - the shell in the gap between the surfaces of the sphere, the body of the valve and the seats. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что введение полимерной герметизирующей пасты осуществляют до появления ее в отверстии декомпрессионного штуцера крана. 2. The method according to claim 1, characterized in that the introduction of the polymer sealing paste is carried out before it appears in the opening of the decompression fitting of the tap.
RU2000106350A 2000-03-14 2000-03-14 Method of protection of ball cocks against wear RU2165046C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000106350A RU2165046C1 (en) 2000-03-14 2000-03-14 Method of protection of ball cocks against wear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000106350A RU2165046C1 (en) 2000-03-14 2000-03-14 Method of protection of ball cocks against wear

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2165046C1 true RU2165046C1 (en) 2001-04-10

Family

ID=20231857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000106350A RU2165046C1 (en) 2000-03-14 2000-03-14 Method of protection of ball cocks against wear

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2165046C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107131318A (en) * 2017-06-02 2017-09-05 浙江金浦实业有限公司 It is sealed without friction ball valve with automatically controlling
RU211956U1 (en) * 2022-02-21 2022-06-29 Открытое акционерное общество "Волгограднефтемаш" BALL VALVE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Крутенко Г.С., Трофимов Е.В. Жидкость для гидросистем и герметизирующий материал для запорных кранов магистральных газопроводов. Обзор ВНИИ ГАЗПРОМа. Серия "Транспорт и хранение нефти и газа". - М., 1988, вып. 8. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107131318A (en) * 2017-06-02 2017-09-05 浙江金浦实业有限公司 It is sealed without friction ball valve with automatically controlling
RU211956U1 (en) * 2022-02-21 2022-06-29 Открытое акционерное общество "Волгограднефтемаш" BALL VALVE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4281819A (en) Balanced stem gate valve
US4889184A (en) Polished rod stuffing box with safety valve for a beam pumped production well
US6065736A (en) Ball valve having a non-integral upstream seat and at least one integral downstream seat
CA2535473C (en) Hollow ball valve assembly
CN103249976A (en) Ball valve
US20110260088A1 (en) Ball valve having complex valve seat
Zappe Valve selection handbook
WO2008054242A1 (en) Ball cock-condensate accumulator
RU2165046C1 (en) Method of protection of ball cocks against wear
US3463446A (en) Low stress stem connection
CN113048258A (en) Seabed high pressure ball valve seal structure
RU2232328C2 (en) Shut-off adjusting valve
CN212509954U (en) End face sealing structure for rotary compensator and rotary compensator
CN212273346U (en) End face sealing structure for rotary compensator and rotary compensator
CN104154264A (en) Safety double-sealed ball valve
US3226081A (en) Lubricating system for valve actuator
Bollfrass Sealing tubular connections
CN219263206U (en) Novel adjustable throttle valve of thermal recovery and pipeline flange who connects it
SU1523815A1 (en) Ball valve
RU2228474C1 (en) Gate valve
CN217842767U (en) Large-caliber petroleum pipeline ball valve
US11300229B2 (en) Packing module and stuffing box assembly
RU161426U1 (en) LOCKING DEVICE
CN212361163U (en) Rotary compensator end face sealing structure and rotary compensator
CN212361162U (en) Rotary compensator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120315