बटरफ्लाई वाल्व सील: संरचना, सामग्री और अनुप्रयोग विश्लेषण

बटरफ्लाई वाल्वों को उनकी लागत-प्रभावशीलता और तीव्र सक्रियता के लिए व्यापक रूप से महत्व दिया जाता है, जहांसील प्रदर्शन​ सीधे तौर पर वाल्व की विश्वसनीयता और जीवनकाल को निर्धारित करता है। सील डिज़ाइन काफी भिन्न होते हैं, और प्रत्येक विशिष्ट परिचालन स्थितियों के लिए उपयुक्त होता है। यह लेख कोर सील संरचनाओं, सामग्रियों और उनके व्यावहारिक अनुप्रयोगों की जाँच करता है।

​1. कोर सील संरचनाएं और कार्य​

बटरफ्लाई वाल्व सील में शामिल हैंसीट रिंग​ और ​डिस्क किनारे सीलिंग सतह, दो प्राथमिक प्रकारों में वर्गीकृत:

• ​सॉफ्ट सील्स:​​
  एक विशेषता​इलास्टोमेरिक सीट​ (रबर, PTFE) वाल्व बॉडी या डिस्क में लगाया जाता है। बंद करने से डिस्क का किनारा (आमतौर पर धातु का) नरम सीट में दब जाता है, जिससे यह एक मज़बूत सील के लिए विकृत हो जाता है।
  लाभ:कम सीलिंग तनाव, लगभग शून्य रिसाव (कक्षा VI संभव), कम लागत, न्यूनतम टॉर्क।
  नुकसान:सीमित तापमान/दबाव/रासायनिक प्रतिरोध; क्षरण और कण क्षति के प्रति संवेदनशील; बार-बार थ्रॉटलिंग के लिए अनुपयुक्त।
• ​धातु हार्ड सील (ट्रिपल ऑफसेट डिज़ाइन - चित्र 1):​​
  धातु-से-धातु सीलिंग का उपयोग करें (जैसे, स्टेनलेस स्टील, मिश्र धातु)। मुख्य डिज़ाइन तत्व:
  • ​पहला ऑफसेट:​​ स्टेम अक्ष पाइपलाइन केंद्र से ऑफसेट.
  • ​दूसरा ऑफसेट:​​ डिस्क सीलिंग फेस सेंटर से स्टेम अक्ष ऑफसेट।
  • ​तीसरा ऑफसेट (क्रिटिकल):​​ शंक्वाकार-कोण सीलिंग प्रोफ़ाइल लाइन/छोटे-क्षेत्र संपर्क को सक्षम बनाता है।
    लाभ:असाधारण तापमान/दबाव/क्षरण/गुहिकायन प्रतिरोध; दीर्घ जीवन; संभावित पुन: प्रयोज्यता।
    नुकसान:उच्च विनिर्माण लागत; उच्च सीटिंग तनाव; बढ़ी हुई टॉर्क; संभावित कम दबाव रिसाव (आमतौर पर वर्ग IV)।

​चित्र 1: ट्रिपल ऑफसेट मेटल सील संरचना​
(दृश्य: संचालन के दौरान फिसलन घर्षण को समाप्त करने वाले शंक्वाकार रेखा संपर्क का प्रदर्शन)

​2. प्रमुख प्रदर्शन तुलना​

​सॉफ्ट सील बनाम हार्ड सील:​​

• ​तापमान:​नरम सील -50°C और 200°C (PTFE/रबर पर निर्भर) के बीच काम करती हैं, जबकि धातु सील -196°C से 600°C+ तक के चरम तापमान को झेल सकती हैं।
• ​दबाव:​सॉफ्ट सील ≤ PN25 (≈ ANSI 150) के लिए उपयुक्त हैं। मेटल सील PN16-PN150 (≈ ANSI 900) के लिए उपयुक्त हैं।
• ​रिसाव:​नरम सीलें लगभग शून्य रिसाव (क्लास VI) प्राप्त करती हैं। धातु सीलें क्लास IV/V तक पहुँच जाती हैं, और उच्च दबाव में बेहतर होती हैं।
• ​मीडिया संगतता:​नरम सील पानी/हवा/तटस्थ तरल पदार्थों के साथ उत्कृष्ट रूप से काम करती हैं। धातु की सील भाप, हाइड्रोकार्बन, स्लरी, संक्षारक तरल पदार्थ और गर्म गैसों को सहन कर सकती हैं।
• ​मजबूती:​धातु की सीलें कणों, क्षरण और घिसाव के प्रति बेहतर प्रतिरोध प्रदान करती हैं। नरम सीलें घर्षण या बार-बार थ्रॉटलिंग सेवा में तेज़ी से खराब हो जाती हैं।
• ​लागत और संचालन:​सॉफ्ट सील की लागत कम होती है और इसके लिए न्यूनतम टॉर्क की आवश्यकता होती है। धातु की सील के लिए ज़्यादा शुरुआती निवेश और टॉर्क की आवश्यकता होती है, लेकिन ये कठोर परिस्थितियों में भी लंबे समय तक चलती हैं।
• ​अनुप्रयोग:​नरम सील एचवीएसी, जल प्रणालियों और निम्न-दाब गैस में प्रमुखता से उपयोग की जाती हैं। धातु की सील रिफाइनिंग, स्टीम लाइनों, रासायनिक प्रसंस्करण और तेल/गैस में आवश्यक हैं।

​3. सॉफ्ट सील सीट सामग्री​

सामग्री का चयन प्रदर्शन की सीमाओं को परिभाषित करता है:

• ​एनबीआर (नाइट्राइल रबर):​तेल, हाइड्रोकार्बन (-20°C से 80°C) के प्रति प्रतिरोधी।उपयोग: जल, संपीड़ित वायु, पेट्रोलियम आधारित तरल पदार्थ।
• ​ईपीडीएम (एथिलीन प्रोपाइलीन डायन):​गर्म पानी/भाप (<150°C), ओजोन, क्षार का प्रतिरोध करता है।उपयोग: हीटिंग सिस्टम, भोजन/पेय पदार्थ, आर्द्र हवा।
• ​एफकेएम (फ्लोरोकार्बन विटोन®):​तेल, ईंधन, एसिड, उच्च तापमान (-20°C से 200°C) को संभालता है।उपयोग: रासायनिक प्रसंस्करण, ईंधन लाइनें, अम्लीय मीडिया।
• ​पीटीएफई (पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन):​रासायनिक रूप से निष्क्रिय (-50°C से 200°C), कम घर्षण। उपयोग:
  • शुद्ध सीटें:संक्षारण प्रतिरोध, मध्यम सील.
  • प्रबलित सीटें (कांच/ग्रेफाइट):बेहतर शीत-प्रवाह प्रतिरोध.
  • पंक्तिबद्ध सीटें (लिप/बबल-ट्यूब):लोच और रासायनिक प्रतिरोध को जोड़ती है।

​4. धातु सील सामग्री और उपचार​

प्रदर्शन सामग्री युग्मन और सतह इंजीनियरिंग पर निर्भर करता है:

• ​सामग्री रणनीति:​​
  • असमान सामग्री का संयोजन गैलिंग को रोकता है (उदाहरण के लिए, स्टेनलेस बनाम स्टेलाइट®)।
  • सीट सतह कठोरता > डिस्क सतह कठोरता (~HRC 2-5 तक), जिससे डिस्क को बदला जा सकता है।
• ​सतह संवर्द्धन:​​
  • ​हार्डफेसिंग:​​ **स्टेलाइट 6®​ (कोबाल्ट-आधारित, एचआरसी 40-50) या ​इनकोनेल 625®**​ (निकल-आधारित) ओवरले घिसाव/संक्षारण का प्रतिरोध करते हैं।गंभीर सेवा के लिए प्राथमिक समाधान.
  • ​केस हार्डनिंग:​ज्वाला/प्लाज्मा/लेजर सख्तीकरण या नाइट्राइडिंग (≥HV 1000) घिसाव/गलन प्रतिरोध को बढ़ाता है।
  • ​थर्मल स्प्रे:​​ HVOF-लागू ​डब्ल्यूसी (टंगस्टन कार्बाइड)​​ या ​क्रोमियम ऑक्साइड​ कोटिंग्स अत्यधिक सतह स्थायित्व प्रदान करती हैं।
• ​विदेशी मिश्र धातु:​​ हेस्टेलॉय® या डुप्लेक्स स्टील का उपयोग अत्यधिक संक्षारक वातावरण (उच्च लागत) में किया जाता है।

​5. सीमाएँ और चयन मानदंड​

​मुख्य विचार:​​

• ​सॉफ्ट सील सीमाएँ:​​ स्थायी संपीड़न सेट, रासायनिक असंगति (सूजन/क्षरण), शीत-प्रवाह/रेंगना (PTFE/रबर), कण क्षति।
• ​हार्ड सील सीमाएँ:​संभावित कम दबाव रिसाव, उच्च लागत/टॉर्क।
• ​चयन चालक:​मीडिया गुण (टी, पी, संक्षारकता, ठोस), रिसाव आवश्यकताएं, जीवन चक्र आवृत्ति, परिचालन गंभीरता और बजट।

​निष्कर्ष:​​
बटरफ्लाई वाल्व का चयन ​ द्वारा परिभाषित किया जाता हैसील संरचना-सामग्री तालमेल. ​नरम सील(ईपीडीएम/एनबीआर/पीटीएफई) लागत-संवेदनशील, कम दबाव वाले जल/वायु अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट हैं।एफकेएम सॉफ्ट सील या पीटीएफई कंपोजिट​ संक्षारक मीडिया को संबोधित करें।ट्रिपल-ऑफ़सेट धातु सील​ के साथ ​स्टेलाइट®/कठोर सतहेंभाप, हाइड्रोकार्बन, उच्च T/P और अपरदनकारी प्रवाह के लिए ये अनिवार्य हैं। निकल-आधारित सामग्री चरम स्थितियों में काम आती है। परिचालन मापदंडों और सामग्री गुणों का कठोर मूल्यांकन अत्यंत महत्वपूर्ण है; सील विनिर्देशों की अनदेखी करने से रिसाव, समय से पहले विफलता और महंगा डाउनटाइम का खतरा होता है।