Плавающий шаровой кран и шаровой кран с цапфой: полное сравнение

Выбор между плавающим шаровым краном и шаровым краном с цапфой влияет на уплотнение, рабочий крутящий момент, размер привода, срок службы и стоимость проекта. Хотя в обоих случаях для изоляции на четверть оборота используется вращающийся шарик, их внутренние опорные конструкции различаются. В плавающем шаровом кране шар удерживается седлом и под давлением может перемещаться к выходному седлу. В шаровом кране с цапфой фиксированные опоры несут большую часть нагрузки на шар и помогают снизить рабочий крутящий момент. В этом руководстве объясняются различия между шаровыми кранами с плавающим шаром и шаровыми кранами с цапфой, преимущества, ограничения, области применения, установка, обслуживание и факторы выбора для промышленных трубопроводных систем.

Оглавление

• Ключевые выводы

• Что такое плавающий шаровой кран?

• Что такое шаровой кран с цапфой?

• Как работают два дизайна

• Плавающий шаровой кран и шаровой кран с цапфой: основные различия

• Преимущества и недостатки

• Соображения по давлению, размеру и крутящему моменту

• Приложения и выбор услуг

• Установка и обслуживание

• Как правильно выбрать шаровой кран

• Часто задаваемые вопросы

• Заключение

Ключевые выводы

• Плавающий шаровой кран использует давление в линии, чтобы прижать неподдерживаемый шар к седлу, расположенному ниже по потоку.

• В шаровом кране с цапфой используются фиксированные опоры, которые несут нагрузку на шар и снижают рабочий крутящий момент.

• Плавающие конструкции часто практичны для линий малого и среднего размера, а также для более простых задач изоляции.

• Конструкции цапф обычно выбираются для больших размеров, более высокого давления, частого срабатывания и требовательного обслуживания трубопроводов.

• Плавающая конструкция может обеспечить прочное уплотнение под давлением, однако нагрузка на седло и крутящий момент могут увеличиваться по мере увеличения размера и давления.

• Конструкция цапфы обычно обеспечивает более предсказуемый крутящий момент, но ее дополнительные компоненты могут увеличить начальную сложность и необходимость технического обслуживания.

• Ни один из дизайнов автоматически не становится лучше; правильный выбор зависит от давления, температуры, среды, размера линии, перекрытия, рабочих циклов и стандартов проекта.

Что такое плавающий шаровой кран?

Плавающий шаровой кран представляет собой четвертьоборотный запорный клапан, в котором шар удерживается между двумя седлами, но не поддерживается нижней цапфой. Шток соединяется с верхней частью шара и передает вращательное движение привода. Шар может слегка перемещаться внутри корпуса, особенно в направлении заднего седла.

Когда клапан закрыт и давление подается со стороны входа, разница давлений толкает шар к седлу ниже по потоку. Это движение под действием давления увеличивает контакт между шаром и седлом и помогает обеспечить плотное закрытие. Чем выше перепад давления в пределах проектных ограничений клапана, тем больше может стать усилие посадки.

Это устройство имеет относительно прямую внутреннюю структуру. Он может обеспечить эффективное уплотнение при меньшем количестве опорных компонентов, что является одной из причин, по которой плавающий шаровой кран широко используется в технологических линиях малого и среднего диаметра, коммунальных системах, газоснабжении и общей промышленной изоляции.

Однако то же действие давления, которое способствует уплотнению, также увеличивает трение между шаром и седлами. По мере увеличения размера клапана, давления или перепада давления сила, необходимая для вращения шара, может значительно увеличиться. По этой причине плавающие конструкции требуют тщательного анализа крутящего момента, прежде чем выбирать ручной или активный режим работы.

Плавающий шаровой кран Didtek представляет собой конструкцию «металл по металлу» с удлиненным штоком. Перечисленный продукт представляет собой 2-дюймовый клапан весом 150 фунтов с корпусом CF8, F304 с металлическим седлом Ni55, температурным диапазоном от -26°C до 420°C, дизайном по стандарту ISO 17292 и пожарной безопасностью API 6FA. Эти детали показывают, что плавающий шаровой кран не ограничивается работой в легких условиях эксплуатации при низких температурах; фактическая работоспособность зависит от материалов, конструкции седла, класса давления и квалификации конструкции.

Что такое шаровой кран с цапфой?

В шаровом кране с цапфой используется фиксированный шар, поддерживаемый нижней цапфой, верхним штоком или другим подшипниковым устройством. Шар не может свободно перемещаться к заднему седлу. Вместо этого цапфы несут на себе большую часть веса шара и сил, создаваемых давлением и работой.

Поскольку мяч поддерживается, сиденьям не нужно нести полную механическую нагрузку мяча. Подпружиненные или нагруженные давлением седла перемещаются по направлению к шару, обеспечивая контакт и герметичность. Полученная конструкция обычно требует меньшего крутящего момента, чем плавающий шаровой клапан аналогичного размера и номинального давления.

Меньший рабочий крутящий момент особенно ценен для крупных клапанов и автоматизированных систем. Это может позволить использовать привод меньшего размера, снизить энергопотребление, необходимое для каждого рабочего цикла, а также упростить управление аварийной изоляцией или дистанционным управлением. Поэтому шаровые краны с цапфой широко распространены в нефте- и газопроводах, газоперерабатывающих, нефтехимических заводах, системах СПГ, энергетических объектах и ​​других критически важных промышленных объектах.

Категория шаровых кранов с цапфой включает в себя различные конфигурации корпуса, седла, внутреннего диаметра, давления и привода. Конструкция с цапфой может поставляться в виде клапана с боковым или верхним входом, с мягкими или металлическими седлами, а также с ручным, электрическим, пневматическим или гидравлическим управлением.

Наличие цапф само по себе не определяет полную работоспособность клапана. Покупателям по-прежнему необходимо проверить материал корпуса, материал седла, диаметр отверстия, номинальное давление и температуру, конструкцию штока, рельеф полости, пожаробезопасную конструкцию, торцевые соединения и применимые стандарты.

Как работают два дизайна

Оба типа клапанов используют один и тот же базовый принцип четвертьоборота. Внутри корпуса клапана вращается шарик со сквозным отверстием. Когда отверстие совмещено с трубопроводом, клапан открыт. Когда шар поворачивается на 90 градусов, твердая сторона шара блокирует путь потока.

Основное различие заключается в том, как поддерживается мяч и как сиденья обеспечивают блокировку.

Работа плавающего шарового клапана

В плавающей конструкции шток вращает шар, в то время как шар удерживается между входным и выходным седлами. Когда клапан закрыт, давление выше по потоку воздействует на шар и перемещает его к седлу ниже по потоку. Это создает герметичное уплотнение.

При низком или умеренном перепаде давления седла и их предварительная нагрузка обеспечивают большую часть первоначального усилия уплотнения. По мере увеличения перепада давления шар может сильнее прижиматься к седлу, расположенному ниже по потоку. Это может быть эффективно для отключения, но также увеличивает трение и рабочий крутящий момент.

Работа шарового клапана цапфы

В конструкции с цапфой шар вращается вокруг неподвижной оси, поддерживаемой цапфами или опорными поверхностями. Седла прижимаются к шару под действием пружин, линейного давления или их комбинации. Поскольку шар поддерживается, силы давления распределяются через конструкцию цапфы, а не передаются полностью на седла и шток.

Такое расположение снижает крутящий момент, необходимый для вращения шара, особенно в клапанах большего размера. Это также может уменьшить нагрузку на сиденье во время работы. Седла по-прежнему должны быть спроектированы так, чтобы обеспечивать необходимое отключение как в условиях высокого, так и в условиях низкого давления.

Что общего у обоих дизайнов

Как плавающие, так и цапфовые шаровые краны могут быть спроектированы с:

• Полнопроходной или уменьшенный проход

• Мягкие или металлические сиденья.

• Двусторонние или многоходовые пути потока

• Кузова с боковым, верхним или полностью сварным доступом.

• Ручной или активный режим

• Пожаробезопасные, антистатические и противовыбросовые характеристики штока.

• Функции двойной блокировки и стравливания или сброса давления в полости, если указано

Конструкция внутренней опоры — это лишь часть полной спецификации клапана. Два клапана с разным расположением опор могут подходить для одной и той же среды, но один из них может быть более подходящим для требуемого размера, давления, рабочего цикла или стратегии технического обслуживания.

Плавающий шаровой кран и шаровой кран с цапфой: основные различия

В следующей таблице приведены основные различия при сравнении плавающего шарового крана и шарового крана с цапфой.

Размер и давление

Плавающий клапан не является автоматически непригодным для высокого давления, а цапфовый клапан не требуется автоматически для каждой большой линии. Правильный выбор зависит от конструктивных ограничений производителя и расчета рабочего крутящего момента.

По мере увеличения размера и давления шарик в плавающей конструкции создает большую силу контакта с седлом. Полученный крутящий момент может потребовать более крупного привода и более прочных компонентов штока и седла. Конструкция с цапфой переносит большую часть шариковой нагрузки через опоры, что может сделать ее более практичной для больших номинальных размеров и более высоких классов давления.

Например, представленная Didtek цапфа с металлическим седлом представляет собой 2-дюймовый полнопроходной клапан весом 150 фунтов с корпусом WCB и заявленным диапазоном размеров от 2 до 48 дюймов во всем конструктивном диапазоне. Перечисленные классы давления простираются от класса ASME 150 до 1500, с заявленным диапазоном температур от -29°C до 425°C. Это детали, относящиеся к конкретному продукту, а не универсальные ограничения для каждого шарового крана с цапфой, но они иллюстрируют, как можно сконфигурировать платформу с цапфой для широкого промышленного диапазона.

Крутящий момент и срабатывание

Крутящий момент является одним из наиболее важных инженерных отличий. Плавающий шаровой кран должен преодолевать трение, вызванное прижатием шара к седлу, расположенному ниже по потоку. Крутящий момент может меняться в зависимости от перепада давления, материала седла, температуры, среды и рабочей частоты.

Шаровой кран с цапфой обычно имеет меньший крутящий момент, связанный с трением, поскольку поддерживаемый шар не должен двигаться по седлам таким же образом. Это может упростить выбор привода, особенно если клапаном необходимо управлять дистанционно или многократно.

Привод никогда не следует выбирать только по размеру клапана. Поставщик должен предоставить или подтвердить момент трогания с места, рабочий момент, конечный момент, минимальный рабочий момент, максимальный перепад давления и соответствующий коэффициент безопасности. Условия низкой и высокой температуры, сухого газа, металлического седла и загрязненной среды могут изменить требования к крутящему моменту.

Герметичность

Обе конструкции могут обеспечить эффективную изоляцию при правильном выборе. Плавающая конструкция использует движение шара для увеличения контакта ниже по потоку. Конструкция цапфы основана на подаче напряжения на седло и точном выравнивании вокруг поддерживаемого шара.

Мягкие седла могут обеспечить плотную перекрытие совместимых жидкостей и температур, тогда как металлические седла могут быть выбраны для работы в условиях высоких температур, абразивных или суровых условий. Клапан с металлическим седлом, установленный на цапфе, может быть полезен там, где клапан должен выдерживать износ и повторяющуюся эксплуатацию в сложных условиях. Клапан с плавающим металлическим седлом также может работать эффективно, если его материалы и пределы крутящего момента правильно подобраны для конкретного применения.

Производительность запирания зависит не только от конструкции шаровой опоры. На него влияют геометрия седла, качество поверхности, совместимость материалов, направление давления, температура, загрязнение, производственные допуски и испытания.

Техническое обслуживание и жизненный цикл

Более простое внутреннее устройство поплавкового клапана может сделать его привлекательным, когда первоочередное строительство и базовое обслуживание являются приоритетными. Однако повторяющаяся нагрузка на седло может повлиять на износ, если клапан часто работает или работает с абразивными средами.

Цапфовый клапан содержит дополнительные опорные компоненты, подшипники, пружины и механизмы седла. Это может увеличить количество деталей, подлежащих проверке, но меньший рабочий крутящий момент и контролируемое движение шарика могут обеспечить более длительный срок службы в более крупных или часто используемых системах.

Стоимость жизненного цикла должна включать клапан, привод, установку, запасные части, осмотр, доступ для отключения, потребление энергии и ожидаемые рабочие циклы. Клапан с более высокой закупочной ценой может оказаться более экономичным, если он уменьшит размер привода, частоту технического обслуживания или время незапланированных простоев.

Преимущества и недостатки

Преимущества плавающего шарового крана

Плавающий шаровой кран может быть предпочтителен по следующим причинам:

• Простая и компактная внутренняя структура

• Эффективное отключение по давлению

• Часто экономично для приложений малого и среднего размера.

• Меньше поддерживающих компонентов, чем в конструкции с цапфой

• Подходит для ручного четвертьоборотного управления.

• Доступен с мягкими или металлическими сиденьями для различных услуг.

• При правильном проектировании может быть сконфигурирован для высокотемпературных или изолированных применений.

Перечисленная плавающая модель Didtek «металл по металлу» демонстрирует, как можно использовать конфигурацию с удлиненным стержнем для требований, связанных с высокими температурами, абразивностью и изоляцией. Фактическую спецификацию продукта следует проверить перед применением клапана в конкретной системе.

Недостатки плавающего шарового клапана

Потенциальные ограничения включают в себя:

• Рабочий крутящий момент может увеличиваться с увеличением размера и перепада давления.

• Повышенное трение сиденья может повлиять на частую езду на велосипеде.

• Для требовательных услуг могут потребоваться более крупные приводы.

• Износ седла может стать проблемой при использовании абразивных или загрязненных сред.

• Движение шара может увеличить нагрузку на седло во время работы.

• Очень большие установки или приложения с высоким давлением могут более эффективно обслуживаться с помощью конструкции с цапфой.

Преимущества цапфового шарового крана

Шаровой кран с цапфой имеет ряд преимуществ:

• Меньший рабочий крутящий момент для многих применений с большими объемами или высоким давлением.

• Более стабильное положение шара во время работы.

• Снижение механической нагрузки на шток и седла.

• Хорошая совместимость с электрическими, пневматическими и гидравлическими приводами.

• Подходит для изоляции трубопроводов и частого дистанционного управления.

• Гибкие конфигурации для полнопроходного, уменьшенного проходного сечения, металлических седел, а также двойной блокировки и стравливания.

• Практичен для требовательных применений в нефтегазовой, газовой, СПГ, нефтехимической и энергетической отраслях.

Шаровые краны с цапфой WCB с металлическим седлом характеризуются полнопроходной конструкцией, металлическим седлом, работой с низким крутящим моментом, блокировкой и выпуском воздуха, сбросом давления в полости, пожаробезопасной конструкцией, противовыбросовой конструкцией штока и антистатической конструкцией. Эти функции являются полезными примерами того, что покупатели могут оценить в критически важной промышленной арматуре, но необходимые функции должны быть подтверждены для каждого проекта.

Недостатки шарового крана с цапфой

Потенциальные ограничения включают в себя:

• Более сложная конструкция, чем базовая плавучая конструкция.

• Более высокая первоначальная стоимость покупки для некоторых размеров и диапазонов давления.

• Больше внутренних компонентов для проверки или замены

• Больший вес корпуса в некоторых конфигурациях

• Требует точного определения размера привода и планирования технического обслуживания.

• Может быть ненужным для редко эксплуатируемых линий низкого давления и малого диаметра.

Цель этого сравнения не состоит в том, чтобы обозначить один дизайн как универсально превосходящий. Правильный выбор – это тот, который обеспечивает необходимое отключение, крутящий момент, номинальное давление, срок службы и доступ для обслуживания при приемлемой стоимости жизненного цикла.

Соображения по давлению, размеру и крутящему моменту

Давление, размер трубопровода и крутящий момент тесно связаны между собой. Если рассматривать их как отдельные решения о покупке, это может привести к неправильному выбору клапана или привода.

Дифференциальное давление

Давление, действующее на закрытый клапан, влияет на нагрузку седла и рабочий крутящий момент. Плавающий шаровой клапан может испытывать больший крутящий момент, поскольку перепад давления сильнее прижимает шар к седлу на выходе. Цапфовый клапан может поддерживать меньший крутящий момент, поскольку шар поддерживается, но его пружины седла и конструкция с усилителем давления все равно должны преодолевать силы уплотнения и трения.

Поставщик должен проверить как нормальный, так и максимальный перепад давления. Приводу может потребоваться запустить клапан после длительного простоя, когда увеличились отложения или трение седла.

Полнопроходной и уменьшенный проход

Полнопроходные клапаны имеют проходной канал, близкий к диаметру присоединяемой трубы. Их часто выбирают, когда важны низкие потери давления, восстановление продукта или очистка трубопровода скребками. Клапаны с уменьшенным проходным отверстием имеют меньший проход и могут снизить вес, стоимость или общий размер, но могут увеличить скорость и потерю давления.

Цапфовая или плавающая конструкция может поставляться как с полным, так и с уменьшенным проходом, в зависимости от семейства продукции. Выбор отверстия должен основываться на технологических расчетах и ​​требованиях к очистке трубопровода, а не только на конструкции опоры.

Номинальное давление-температура

Номинальное давление клапана необходимо проверять вместе с его температурным диапазоном. Допустимое давление может уменьшаться по мере повышения температуры, а материалы седла могут налагать более низкие практические ограничения, чем металлический корпус.

Соответствующие вопросы включают в себя:

• Каково нормальное и максимальное рабочее давление?

• Каков максимальный перепад давления при открытии и закрытии?

• Какова минимальная, нормальная и максимальная температура?

• Является ли среда чистой, абразивной, коррозионной, токсичной, легковоспламеняющейся или криогенной?

• Клапан с мягким или металлическим седлом?

• Ожидаются ли термические циклы, воздействие пожара или быстрая разгерметизация?

• Клапан установлен над землей, под землей, на море или внутри блока?

Размер привода

Плавающие конструкции могут потребовать более высокого срывного момента, чем ожидалось, особенно с металлическими седлами, высоким перепадом давления или работой при низких температурах. Конструкции с цапфой обычно обеспечивают более предсказуемый профиль крутящего момента, но размер привода все равно должен соответствовать полному рабочему диапазону.

При выборе привода следует учитывать требования к открытию и закрытию при отказе, давление подачи воздуха или гидравлической системы, электрическую мощность, время аварийного отключения, защиту окружающей среды, ручное управление, обратную связь по положению и тестирование частичного хода, где это применимо.

Приложения и выбор услуг

Нефтегазопроводы

Шаровые краны с цапфой обычно используются для изоляции трубопроводов, поскольку они могут выдерживать большие размеры, высокие классы давления, автоматизированную работу и длительные интервалы обслуживания. Полнопроходные конфигурации могут быть предпочтительными, когда важны очистка трубопровода или низкие потери давления.

Плавающие шаровые краны также могут использоваться в нефтегазовой отрасли, особенно в небольших ответвлениях, соединениях оборудования, инженерных системах и в изолирующих задачах среднего размера. Решение должно отражать фактическое давление, размер, среду и операционные циклы, а не только название отрасли.

Химические и нефтехимические заводы

Химическая работа требует пристального внимания к коррозии, совместимости материалов, неорганизованным выбросам, пожарной безопасности и характеристикам седла. Клапаны с металлическим седлом могут быть выбраны для высоких температур или абразивных сред, тогда как клапаны с мягким седлом могут подходить для совместимых химикатов в пределах их температуры и давления.

Для технологических установок покупателю может потребоваться указать антистатическую конструкцию, противовыбросовые штоки, испытания на пожаробезопасность, разгрузку полостей, отделку из специального сплава или испытания на выбросы. Требуемые характеристики должны быть записаны в паспорте клапана.

СПГ и криогенные системы

Работа при низких температурах может привести к сжатию металлов и потере гибкости некоторых уплотнений. Как плавающие, так и цапфовые шаровые краны могут быть специально разработаны для криогенных применений, но стандартный клапан, рассчитанный на температуру окружающей среды, не следует использовать без подтверждения его пригодности для низких температур.

Важные соображения включают удлиненную конструкцию крышки, низкотемпературные материалы корпуса и отделки, характеристики седла, тепловое сжатие, изоляционный зазор, сброс уловленной жидкости и криогенные испытания. Проект, требующий работы при низких температурах, должен быть рассмотрен с учетом соответствующей линейки промышленных шаровых кранов и специальной проектной документации по криогенной технике.

Энергетические и паровые системы

В системах высокотемпературного пара, питания котлов, топлива и вспомогательных систем могут использоваться шаровые краны с металлическим седлом, когда требуется быстрая изоляция и устойчивость к износу. Корпус, отделка, покрытия седел, набивка штока, привод и требования пожарной безопасности должны проверяться вместе.

Плавающий продукт, упомянутый выше, имеет температурный диапазон от -26°C до 420°C и металлическое седло, но это не означает, что каждый поплавковый клапан может работать в таких условиях. Выбор всегда должен зависеть от характеристик конкретного продукта и требований инженера-технолога.

Водоснабжение и общепромышленное обслуживание

Плавающие шаровые краны часто подходят для воды, масла, воздуха, газа и других совместимых жидкостей в системах малого и среднего размера. Цапфовые клапаны можно выбрать для более крупных линий передачи воды, систем высокого давления или приложений, требующих моторизованного управления и более низкого крутящего момента.

При работе в загрязненных или абразивных условиях материал седла и условия промывки могут быть более важными, чем то, является ли клапан плавающим или установлен на цапфе. Металлические седла, наплавка, конструкция полостей и процедуры очистки должны быть согласованы с производителем.

Установка и обслуживание

Правильная установка важна для обеих конструкций клапанов. Хорошо спроектированный клапан может столкнуться с проблемами преждевременной утечки или крутящего момента, если трубопровод не выровнен, загрязнен, перегружен или неправильно закреплен.

Контрольный список установки

Перед установкой:

1. Подтвердите требования к маркировке клапана, размеру, классу давления, внутреннему диаметру, материалу и направлению потока.

2. Осмотрите корпус, торцевые соединения, шток, привод и защитную упаковку на наличие повреждений.

3. Очистите трубопровод и удалите сварочный шлак, ржавчину, песок и другой мусор.

4. Убедитесь, что труба правильно выровнена и имеет независимую опору.

5. Не используйте клапан для устранения перекоса трубы.

6. Подтвердите размеры фланца, прокладки, болта и монтажной длины.

7. Проверьте ориентацию привода, проводку управления, подачу воздуха и положение неисправности.

8. После установки эксплуатируйте клапан в соответствии с инструкциями производителя.

Шаровые краны обычно следует устанавливать в полностью открытом или полностью закрытом положении, если только конструкция не предназначена специально для управления. Если оставить стандартный запорный шаровой клапан частично открытым, это может привести к турбулентности, эрозии и повреждению седла.

Обслуживание плавающего клапана

Техническое обслуживание плавающего шарового крана должно включать проверку герметичности седла, уплотнений штока, уплотнения, соединения ручки или привода, соединений корпуса и внешней коррозии. Если рабочий крутящий момент возрастает, прежде чем принудить клапан, исследуйте условия давления, загрязнение, повреждение седла, отложения и проблемы с приводом.

Поплавковые клапаны с металлическим седлом, используемые в условиях абразивных или высокотемпературных условий, могут потребовать более частой проверки поверхностей шара и седла. Интервал проверки должен зависеть от серьезности обслуживания и истории эксплуатации.

Техническое обслуживание цапфового клапана

Техническое обслуживание цапфового клапана может включать проверку герметичности седла, уплотнений штока, опорных поверхностей, пружин, сброса давления в полости, средств аварийного впрыска герметика, работы привода и индикации положения. Для критически важной трубопроводной арматуры функциональные испытания и испытания на частичный ход могут быть включены в программу обеспечения целостности активов.

Меньший рабочий крутящий момент цапфового клапана не исключает необходимости проведения испытаний. Пружины, седла, подшипники, уплотнения и приводы по-прежнему могут разрушаться из-за коррозии, загрязнения, термоциклирования или длительного простоя.

Хранение и ввод в эксплуатацию

Храните оба типа клапанов в чистом, сухом и защищенном месте. Сохраняйте торцевые защитные приспособления установленными до тех пор, пока клапан не будет готов к подключению, и следуйте инструкциям производителя по смазке, ориентации, консервации и вводу привода в эксплуатацию.

Перед вводом системы в эксплуатацию проверьте испытания корпуса и седла, промывку трубопровода, калибровку привода, настройки концевых выключателей, логику аварийного отключения и всю необходимую документацию. Тестирование должно проводиться в соответствии с применимыми процедурами проекта и производителя.

Как правильно выбрать шаровой кран

Используйте следующий процесс выбора при выборе между плавающей и цапфовой конфигурацией.

1. Определите основную функцию

Подтвердите, предназначен ли клапан для плановой изоляции, аварийного отключения, секционирования трубопровода, изоляции оборудования, отклонения потока или для специального устройства двойной блокировки и стравливания. Клапану, предназначенному для частого аварийного срабатывания, может потребоваться другой привод и план испытаний, чем тот, который используется раз в год.

2. Сбор данных процесса

Укажите название жидкости, давление, температуру, скорость потока, вязкость, содержание твердых частиц, коррозионные компоненты, токсичность и воспламеняемость. Включите нормальные, минимальные, максимальные и ненормальные условия.

3. Выберите плавающую или цапфовую опору.

Рассмотрите возможность использования плавающего шарового крана, когда линия относительно небольшого или среднего размера, рабочая частота ограничена и подходит уплотнение под давлением. Рассмотрите шаровой кран с цапфой, когда линия больше, давление выше, срабатывание происходит часто или крутящий момент необходимо уменьшить и контролировать.

Это отправные точки, а не фиксированные правила. Производитель должен подтвердить конструкцию посредством расчетов давления, крутящего момента, седла и жизненного цикла.

4. Выберите материалы сиденья и отделки.

Выбирайте мягкие или металлические седла в зависимости от температуры, химической совместимости, истираемости, пожаробезопасности, требований к утечкам и термоциклирования. В тяжелых условиях эксплуатации может потребоваться наплавка или специальные сплавы для защиты от эрозии и износа.

5. Подтвердите отверстие и торцевые соединения.

Укажите полнопроходное или уменьшенное отверстие, стандарт фланца, приварные или резьбовые концы, где это применимо, габаритные размеры, класс давления и ориентацию установки. Полнопроходные клапаны могут быть важны для очистки скребков или контроля потери давления.

6. Определите функции срабатывания и безопасности.

Подтвердите ручное, электрическое, пневматическое или гидравлическое управление. Определите необходимое аварийное положение, время отключения, действие при отказе, ручное управление, обратную связь по положению, запирающее устройство, антистатическую конструкцию, противовыбросовой шток, разгрузку полости и требования пожаробезопасности.

7. Обзор стандартов и документации

В зависимости от проекта спецификация может ссылаться на API 6D, ISO 17292, ASME B16.34, API 607, API 6FA, API 598, NACE MR0175/ISO 15156 или другие стандарты. Каждый стандарт рассматривает различные аспекты проектирования, испытаний, материалов, пожарной безопасности или пригодности для эксплуатации. Точный выпуск и объем необходимо подтвердить перед заказом.

8. Сравните общую стоимость владения

Сравните цену покупки, размер привода, установку, запасные части, проверку, ожидаемые рабочие циклы, доступ для обслуживания, энергопотребление и стоимость замены. Цапфовый клапан может иметь более высокую начальную цену, но обеспечивает преимущества в течение жизненного цикла в большой, автоматизированной или часто эксплуатируемой системе. Плавающий клапан может быть более эффективным выбором для небольшой и менее требовательной линии.

Часто задаваемые вопросы

В чем основное отличие плавающего шарового крана от шарового крана с цапфой?

Основное отличие – поддержка мяча. Плавающий шаровой клапан имеет шар, удерживаемый штоком и седлом, что позволяет ему двигаться к выходному седлу под давлением. Шаровой кран с цапфой имеет шар, поддерживаемый неподвижными цапфами или подшипниками, что уменьшает перемещение и обычно снижает рабочий крутящий момент.

Шаровой кран с цапфой лучше, чем плавающий шаровой кран?

Ни один из дизайнов не является в целом лучшим. Шаровой кран с цапфой часто больше подходит для более крупных систем с более высоким давлением или часто срабатываемых систем. Плавающий шаровой кран может быть более экономичным и практичным для изоляции небольших или средних размеров. Правильный выбор зависит от фактических данных процесса и размера клапана.

Когда следует использовать плавающий шаровой кран?

Плавающий шаровой кран может подойти для трубопроводов малого и среднего диаметра, общей технологической изоляции, газа, воды, нефти и других совместимых жидкостей. Это особенно практично, когда давление и рабочий крутящий момент остаются в пределах проектных значений и клапан не будет использоваться для постоянного дросселирования.

Когда следует использовать шаровой кран с цапфой?

Шаровой кран с цапфой часто рассматривают для трубопроводов больших размеров, работы под высоким давлением, изоляции трубопроводов, нефтегазовых объектов, систем СПГ, нефтехимических заводов и приложений, требующих частого или дистанционного срабатывания. Шарик с опорой может снизить требования к крутящему моменту и приводу.

Какой клапан имеет меньший рабочий момент?

Во многих сопоставимых применениях шаровой кран с цапфой имеет меньший рабочий крутящий момент, поскольку его фиксированные опоры несут большую часть нагрузки на шар. Фактический крутящий момент по-прежнему зависит от давления, материала седла, температуры, среды, диаметра отверстия, смазки и условий эксплуатации.

Можно ли использовать поплавковый шаровой кран для работы при высоких температурах?

Да, плавающий шаровой кран может быть спроектирован для работы при высоких температурах, если корпус, шар, седла, набивка, шток и конструкция с удлиненным штоком подходят. Конкретные номинальные значения давления и температуры и материалы седла должны быть подтверждены из паспорта производителя.

Подходят ли шаровые краны с цапфой для абразивных сред?

Они могут быть подходящими, если они оснащены соответствующими металлическими седлами, наплавкой, материалами, а также средствами для промывки или очистки. Работа с абразивом может повредить любой клапан, если седло, шар и скорость потока не соответствуют среде должным образом.

Оба типа клапанов обеспечивают герметичное перекрытие?

Оба могут обеспечить герметичное отключение при правильном проектировании и обслуживании. В плавающих клапанах используется движение шара под давлением, в то время как в цапфовых клапанах используются седла с давлением или пружиной вокруг поддерживаемого шара. Характеристики утечки также зависят от материалов седла, обработки поверхности, температуры, среды и результатов испытаний.

Можно ли использовать любой клапан для дросселирования?

Стандартные плавающие и цапфовые шаровые краны представляют собой в основном запорные клапаны. Постоянное дросселирование может вызвать турбулентность, вибрацию, эрозию и повреждение седла. Если требуется регулирование расхода, используйте регулирующий клапан или шаровой кран, специально разработанный и рассчитанный для управления.

Какую информацию я должен предоставить при запросе ценового предложения?

Укажите среду, размер трубопровода, класс давления, нормальное и максимальное давление, температурный диапазон, расход, требования к внутреннему диаметру, торцевое соединение, материал седла, материал корпуса, метод срабатывания, время отключения, условия установки, применимые стандарты, а также необходимые проверки или документацию. Эта информация позволяет поставщику точно сравнить варианты с плавающей запятой и цапфой.

Заключение

Решение о выборе плавающего шарового крана или шарового крана с цапфой в первую очередь зависит от конструкции опоры, нагрузки на седло, рабочего крутящего момента, размера, давления и требований к обслуживанию. Плавающий шаровой клапан основан на движении шара под давлением к выходному седлу и может стать компактным, практичным и экономичным решением для многих изолирующих устройств малого и среднего размера. Шаровой кран с цапфой использует фиксированные опоры для стабилизации шара и снижения крутящего момента, что делает его отличным вариантом для более крупных трубопроводов, более высоких классов давления, автоматизированной работы и требовательного промышленного обслуживания.

Самый надежный процесс выбора начинается со среды, давления, температуры, размера трубопровода, рабочей частоты, требований к отключению, привода и применимых стандартов. Материалы седла и трима одинаково важны, особенно для высокотемпературных, абразивных, коррозийных, пожароопасных или криогенных применений. Покупателям также следует сравнивать затраты на установку, проверку, запасные части и жизненный цикл, а не сосредотачиваться только на начальной цене клапана.

Didtek предлагает конфигурации как с плавающим шаровым краном , так и с шаровым краном с цапфой для различных промышленных требований. Сопоставляя конструкцию клапана с реальными условиями технологического процесса, инженеры и отделы закупок могут выбрать надежное решение для изоляции с соответствующими характеристиками уплотнения, совместимостью с приводом и сроком службы.