Zakaj uporabljati zaporni ventil namesto krogelnega ventila? Tri-poglobljene tehnične analize

Kroglični ventili so široko razširjeni zaradi hitrega vklopa-izklopa in kompaktne strukture pri izbiri ventilov. Vendar se strokovnjaki, ki iščejo "zakaj uporabiti zaporni ventil namesto krogelnega ventila", običajno srečajo s praktičnimi težavami, kot so visoko{2}}temperaturno uhajanje pare, zagozditev krogle zaradi gnojevke ali naraščajoča poraba energije črpalke zaradi čezmernega padca tlaka v cevovodu.🔸 V kombinaciji z API 600 (standard za zaporne ventile) in API 608 (standard za krogelne ventile) ta članek pojasnjuje odgovor treh osnovne tehnične perspektive.

1. Značilnosti poti ravnega toka: Zmanjšanje trajne izgube tlaka

▶️ Tudi ko je popolnoma odprta, notranja stena krogelnega priključka v krogelnem ventilu povzroči rahle nenadne spremembe pretoka. Če za primer vzamemo 2-palčni krogelni ventil s polnimi odprtinami, njegov koeficient pretočnega upora (povezan zCvvrednost) se giblje od 35 do 50. Pri zapornih ventilih, še posebej klinastih zapornih ventilih, so zapornica popolnoma dvignjena na vrh votline telesa ventila, ko je popolnoma odprta, in tvori skoraj ravno in gladko pretočno pot s koeficientom pretočnega upora, ki je tako nizek kot 10 do 20.

▶️ Inženirski podatki: Pri cevovodu za paro DN150 s skupno dolžino 1000 metrov lahko zaporni ventil zmanjša izgubo zaradi trenja v cevovodu za dodatnih 8 % do 12 % v primerjavi s krogelnim ventilom. To pomeni več deset tisoč kilovatnih-ur, prihranjenih letno za črpalke in kompresorje. Zato so zaporni ventili najprimernejša možnost za znižanje skupnih stroškov lastništva (TCO) v-visokotlačnih-cevovodih za zemeljski plin na dolge razdalje in visoko{2}}cevovodih za paro.

2. Odpornost na grobe medije: Prilagoditev na gnojevko in medije v obliki delcev

▶️ Učinkovitost tesnjenja krogelnih ventilov je odvisna od natančnega prileganja med PTFE (politetrafluoroetilen) ali kovinskimi sedeži in kroglo. Če tekočina vsebuje trde delce, kot sta mineralna gošča in leteči pepel, se bodo delci med delovanjem ventila vgradili v mehke sedeže ali opraskali površino polirane krogle, kar skrajša življenjsko dobo tesnila na samo 3 do 6 mesecev.

▶️ Zasuni imajo vzporedne ali klinaste-oblikovane ravne tesnilne površine, ki jih je mogoče prekriti s Stellite zlitino (trdota: HRC 38-45). Med vrati in sedeži med odpiranjem in zapiranjem pride do strganja, ki odstrani oprijete delce s tesnilnih površin. Glede na primerjalne teste, objavljene vJournal of Fluid Control, 2022, pri delovnih pogojih z gnojevko, ki vsebuje 15 % kremenčevega peska, zaporni ventil zdrži 6200 delovnih ciklov pred prvim puščanjem, medtem ko krogelni ventil zdrži le 800 ciklov. Iz tega razloga imajo zaporni ventili prednost pri čiščenju odpadne vode, metalurgiji in premogovništvu.

3. Strukturna stabilnost pri visoki temperaturi in visokem tlaku

▶️ Običajni kroglični ventili z mehkim-sedežem s sedeži iz PTFE imajo največjo temperaturno odpornost samo 200 stopinj. Celo pri krogelnih ventilih s kovinskim-do-kovinskim sedežem je njihova tesnilna struktura med-stikom med kroglo in sedeži nagnjena k zatikanju in zunanjemu puščanju zaradi razlik v koeficientih toplotnega raztezanja, ko se temperatura močno spremeni.

▶️ Zaporni ventili imajo klinasto samozatezno-strukturo. Ko temperatura naraste, se ohišje ventila in vratca sinhrono razširita, kar posledično poveča tesnilni specifični tlak. V skladu z ASME B16.34 lahko liti zaporni ventili stabilno delujejo pri temperaturah od -29 stopinj do 550 stopinj in tlačnem razredu do razreda 1500.

▶️ Terenski primer: Kemična tovarna je prvotno uporabljala kovinske -na-krogelne ventile s kovinskim sedežem na cevovodih za pregreto paro (450 stopinj, 4,0 MPa), zasuk sedeža pa je prihajal vsake 4 mesece. Po prehodu na zasunke, skladne z API 600, so cevovodi neprekinjeno delovali 28 mesecev brez kakršnih koli okvar.

📌Zaključek: referenčna tabela za izbiro ventilov

📝 Povzetek

Za cevovodne sisteme, ki zahtevajo trajno nizko izgubo tlaka, močno odpornost proti delcem in zanesljivo delovanje pri ultra-visoki temperaturi in tlaku,zaporni ventilislužijo kot bolj zanesljiva inženirska izbira kot kroglični ventili. Priporočljivo je, da se končna izbira izvede na podlagi lastnosti medija, temperature in tlaka (v skladu s standardi ASME/API) in vzdrževalnih ciklov.