कोयले से तेल बनाने हेतु उपयोग में आने वाले वाल्वों की सूची।

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इस पोस्ट को अंतिम बार yinkuilin6868 द्वारा 2015-11-23 08:36 पर संपादित किया गया। कोयले से तेल बनाने हेतु आवश्यक उपकरणों में रिएक्शन चैम्बर, टैंक एवं पाइपलाइनें आदि शामिल हैं; जबकि वाल्व, इन उपकरणों को नियंत्रित करने हेतु महत्वपूर्ण उपकरण हैं। जनरल प्रयोग हेतु उपयोग में आने वाले वाल्व, जैसे कि गेट वाल्व, कट-ऑफ वाल्व, रिवर्स वाल्व, बॉल वाल्व एवं बटरफ्लाई वाल्व आदि, को उच्च तापमान (480℃), उच्च दबाव (30 MPa), हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, ज्वलनशील/विस्फोटक पदार्थों, क्षरण एवं स्थायी क्षति जैसी परिस्थितियों का सामना करना पड़ता है। ऐसी परिस्थितियों में, उच्च तापमान एवं दबाव को सहन करने हेतु धातु से बने, टिकाऊ बॉल वाल्वों का ही उपयोग किया जाता है; यह वाल्व उद्योग में उच्च तकनीक वाले उत्पादों के विकास की दिशा के अनुरूप भी है। कोयले से तैयार किए गए तेल उत्पादन हेतु उपयोग में आने वाले धातु-सील्ड, स्थायी-सीलिंग वाले बॉल वाल्व, इनकी संरचना एवं स्थापना की प्रक्रिया के आधार पर विभिन्न रूपों में उपलब्ध होते हैं; जैसे – धातु-सील्ड द्वि-भागीय संरचना वाले वाल्व, विभाजित संरचना वाले वाल्व, अपवर्तित अर्धगोलाकार संरचना वाले व 1. धातु-सील्ड द्विखंडीय बॉल वाल्व – धातु-सील्ड द्विखंडीय बॉल वाल्व, एक स्थिर गेंद वाली हार्ड-सीलिंग वाली संरचना है। उच्च तापमान को सहन करने में सक्षम, द्विपक्षीय सीलिंग वाला, मजबूत संरचना वाला, विश्वसनीय सीलिंग क्षमता वाला; इसका उपयोग उच्च तापमान एवं आग-विस्फोटक परिस्थितियों वाले हाइड्रोजनीकरण उपकरणों की पाइपलाइनों में किया ज 2. धातु-सील वाले विभाजित गोलाकार वाल्व
धातु-सील वाले विभाजित गोलाकार वाल्व, वाल्व-स्टीम की केंद्रीय रेखा को आधार बनाकर बने होते हैं; इनमें गेंद को मजबूती से सील किया जाता है। गेंद एवं ऊपर/नीचे के वाल्व-स्टीम, उच्च समकेंद्रता वाली संरचना में जुड़े होते हैं। वाल्वों में उच्च तापमान सहन करने की क्षमता, द्विपक्षीय सीलिंग, अच्छी संरचनात्मक मजबूती, एवं विश्वसनीय सीलिंग क्षमता जैसी विशेषताएँ होती हैं। दो वाल्व-बॉडीयों के बीच स्थित फिलिंग भागों के सीलिंग संरचना संबंधी प्रतिबंधों के कारण, इसका उपयोग मध्यम दबाव वाली पाइपलाइनों, कम टॉर्क वाले डब्बों, एवं रिएक्शन टैंकों में अवशेषों के निकास हेतु किया जाता है; इसे लॉक-वॉल्व, लॉक-ग्राउंड वॉल्व आदि के रूप में भी उपयोग में लाया जाता है। 3. धातु-सील्ड एक्सेंट्रिक अर्धगोलाकार वाल्व – धातु-सील्ड एक्सेंट्रिक अर्धगोलाकार वाल्व में, गोलाकार भाग त्रिज्यीय रूप से एक्सेंट्रिक संरचना वाले ढाले गए अर्धगोलाकार आकार का होता है; इसमें V-आकार की दरारें भी हो सकती हैं। सीलिंग हेतु उपयोग में आने वाला भाग वलयाकार आकार का होता है। वाल्व स्टीम एवं गेंद के ऊपरी हिस्से को नुकीले दाँतों या आयताकार दाँतों वाले स्क्रू के माध्यम से जोड़ा जाता है; इससे बल समान रूप से वितरित होता है, एवं संरेखण भी अच्छा रहता है। गोले का निचला हिस्सा, नीचे के कवर के धुरी-कवर के साथ केंद्रित/संरेखित होता ह चूँकि यह वाल्व उच्च तापमान को सहन कर सकता है, इसकी एकल-पक्षीय सीलिंग क्षमता अच्छी है, इसे आसानी से खोला/बंद किया जा सकता है; एवं सीलिंग घटकों के अलग होने पर भी सीलिंग सतहों में कोई क्षति नहीं होती, इसलिए इसका उपयोगी जीवनकाल बढ़ जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से उन पाइपलाइनों में किया जाता है, जहाँ राख, फाइबर या पेस्ट जैसे पदार्थों को नियंत्रित एवं बंद करने की आवश्यकता हो 4. धातु-सील्ड रेल-आधारित बॉल वाल्व: धातु-सील्ड रेल-आधारित बॉल वाल्व में, गेंद की संरचना खोखले अर्धगोलाकार आकार की होती है; सीलिंग हेतु उपयोग में आने वाला हिस्सा वृत्ताकार आकार का होता है। गेंद के ऊपरी हिस्से में स्थित 2 क्रॉस-पिन, वाल्व-स्टीम के निचले हिस्से में स्थित 7°–10° के कोण पर स्थित वेज-सतहों के साथ मिलकर काम करते हैं; जबकि गेंद का निचला हिस्सा, वाल्व-बॉडी के निचले हिस्से में स्थित गोलाकार छिद्रों के साथ मिलकर काम करता वाल्व स्टीम में, एक ओर तो वाल्व स्टीम को ऊपर-नीचे ले जाने हेतु आवश्यक ट्रेपेज़ॉइडल थ्रेड होता है; दूसरी ओर, सपोर्ट पिनों के कारण वाल्व स्टीम 90° तक घूम सकता है। खोलने या बंद करने की प्रक्रिया में, गेंद के घूमने से सीलिंग सतहें वाल्व सीट से अलग हो जाती हैं या उससे चिपक जाती हैं; इससे वाल्व खुलता या बंद हो जाता है। इस तरह, गेंद एवं सीलिंग सतहों के बीच होने वाला घर्षण कम हो जाता है, जिससे सीलिंग सतहों का क्षय भी कम हो जाता है। चूँकि वाल्व के निचले हिस्से में स्थित वेज एवं गेंद के आड़े भाग पर, वाल्व को खोलने/बंद करने की प्रक्रिया में अत्यधिक भार पड़ता है; इसलिए ऐसे वाल्वों का उपयोग मध्यम-कम दबाव वाली, छोटे आकार की पाइपलाइनों में, जहाँ राख/पेस्ट जैसे पदार्थ प्रवाहित होते हैं, वाल्व खोलने/बंद करने हेतु किया जाता है। 5. ओपन-टाइप बॉल वाल्व – ओपन-टाइप बॉल वाल्व (बॉल वाल्व) भी धातु से बने सीलिंग वाल्वों में ही आते हैं। इनका उपयोग पेट्रोकेमिकल उद्योग में कोकिंग एवं फ्यूजन प्रक्रियाओं में किया जाता है। लेकिन इनकी जटिल संरचना, अधिक घटकों की आवश्यकता, बड़े आकार एवं भारी वजन के कारण इनका उपयोग कुछ हद तक सीमित रह जाता है। कोयले से तेल बनाने हेतु उपयोग में आने वाले धातु-सील्ड, क्षय-प्रतिरोधी बॉल वाल्वों का सामान्य व्यास 50 से 400 मिमी होता है; अधिकतम व्यास 600 मिमी तक हो सकता है। दबाव स्तर 2.0 से 26.0 MPa के बीच होता है; अधिकतम दबाव 42 MPa तक हो सकता है। वाल्वों के विभिन्न उपयोग-संबंधी परिस्थितियों के आधार पर, वाल्व की सामग्री के रूप में कार्बन स्टील (WCB), हीट-प्रतिरोधी स्टील (WC9), ऑस्टेनाइट स्टेनलेस स्टील (CF8M) या फिर फंक्शनल लाइनिंग (F51) जैसी स्टेनलेस स्टील सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। गेंद की सामग्री ऑस्टेनाइट स्टेनलेस स्टील (316) है; इसकी सतह पर उच्च कठोरता वाली मिश्र धातु की परत लगी हुई है। वाल्व स्टीम एवं गेंद में एक ही छड़ की संरचना हो सकती है। वाल्व स्टीम का निर्माण आमतौर पर हीट-ट्रीटेड, पेटेंटेड हार्डनिंग स्टेनलेस स्टील (17-4PH) से किया जाता है; एजिंग प्रक्रिया के बाद इसकी कठोरता 35–40 HRC हो जाती है। वाल्व सीट के अगले हिस्से पर मुख्य सीलिंग सतह पर उच्च-कठोरता वाली सामग्री लगाई गई है। वाल्व सीट के पिछले हिस्से में सहायक सीलिंग व्यवस्था है; इसमें लचीली सीलिंग, अग्निरोधक गुण एवं अवशेषों को हटाने की क्षमता भी है। इस प्रकार के वाल्वों को खोलने/बंद करने हेतु आवश्यक टॉर्क, समान मापदंडों वाले सॉफ्ट-सीलिंग बॉल वाल्वों की तुलना में कई गुना अधिक होता है। ड्राइव उपकरण द्वारा उत्पन्न होने वाले टॉर्क का चयन, निर्माण प्रक्रिया के स्तर एवं उत्पाद की गुणवत्ता (सतह की खुरदराहट एवं समकेंद्रता) के आधार पर किया जाना चाहिए। वाल्व का गोलाकार सीलिंग घटक, धातु से बने सीलिंग-प्रतिरोधी बॉल वाल्वों का महत्वपूर्ण हिस्सा है। संरचनात्मक डिज़ाइन, प्रतिरोधी सामग्रियों का उपयोग, स्प्रे-प्रक्रिया, एवं गोलाकार सतहों की प्रोसेसिंग जैसे पहलुओं के माध्यम से ही इन तकनीकी चुनौतियों का समाधान संभव है। गोलाकार सतहों पर, सीलिंग क्षमता को बढ़ाने हेतु (75 मेगापास्कल) एवं खाली जगहों की मात्रा को कम करने हेतु (3% से 5%), आमतौर पर 304/316 मैट्रिक्स पर अल्ट्रासोनिक स्प्रे विधि से निकल-आधारित टंगस्टन कार्बाइड (Ni-WC) का उपयोग किया जाता है। सतही कठोरता > 832HV (> 65HRC) है। स्प्रे पाउडर के रूप में जर्मनी की स्टार्क, अमेरिका की प्लेक्स, या जापान की फुकुमी के आयातित उत्पादों का उपयोग किया जा सकता है। वाल्व सीट की मुख्य सीलिंग सतह, 304/316 मैट्रिक्स पर थर्मल-स्प्रे विधि से निकल-आधारित मिश्रधातुओं (Ni55, Ni60) का उपयोग करके बनाई जाती है; इसकी सतही कठोरता 55–60 HRC होती है। गोले की गोलाकारता 0.01–0.02 मिमी होनी चाहिए, एवं गोले की सतह की खुरदरापन स्तर Ra 0.4 माइक्रोमीटर से कम होना चाहिए। गेंद की सीलिंग सतह को पहले मोटे दानों वाले अभ्रक से पीसा जाना चाहिए; इसके बाद इसे कटोरे के आकार वाले अभ्रक से या अभ्रक से लैस ग्राइंडिंग डिस्क से बारीकी से पीसा जाना चाहिए। अंत में, वाल्व सीट की सीलिंग सतह को गेंद की सतह के साथ अच्छी तरह से जोड़ा जाना चाहिए, ताकि वाल्व की सीलिंग प्रणाली पूरी तरह से कार्यक्षम रहे, एवं धातुओं के बीच कोई लीकेज न हो। 　　चूँकि धातु-सील वाले घर्षण-प्रतिरोधी बॉल वाल्वों की सामग्री की लागत अधिक होती है, इनके निर्माण हेतु आवश्यक तकनीकें भी जटिल होती हैं; इसके अलावा गुणवत्ता संबंधी जोखिम भी अधिक होते हैं। इसलिए, वाल्व की मुख्य सामग्री एवं सीलिंग सामग्री का चयन, साथ ही गेंद की गोलाकारता, सतह की चिकनाई, सीलिंग सतहों का आपसी मेल, एवं गेंद एवं धुरी का समकेंद्रीय होना आदि के मानक भी बहुत ऊँचे होते हैं। इन कारणों से, ऐसे वाल्वों की कीमत आयातित समान वाल्वों की तुलना में भी बहुत अधिक होती है; यह कीमत समान मानकों वाले सॉफ्ट-सील वाल्वों की कीमत का 6 से 10 गुना होती है। वही धातु से बने हार्ड-सील वाले वाल्व, आयातित वाल्वों की कीमतें घरेलू रूप से निर्मित वाल्वों की तुलना में 3 से 5 गुना अधिक होती हैं। आयात किए गए टिकाऊ वाल्वों की सीलिंग सतहों पर विभिन्न उन्नत स्प्रे तकनीकों का उपयोग किया गया है। कुछ मामलों में तो टंगस्टन कार्बाइड का उपयोग भी किया गया है; जैसा कि अमेरिका की Moges या Everlasting कंपनियों द्वारा निर्मित टिकाऊ वाल्वों में किया गया है। इससे वाल्वों में बेहतर सीलिंग प्रभाव प्राप्त होता है, एवं उनका उपयोग लंबे समय तक किया जा सकता है।