Globe Valve vs Gate Valve – kattava vertailu

1. Esittely

Globe Valve vs Gate Valve on yksi yleisimmistä vertailuista teollisuuden nesteiden ohjauksessa, koska molempia venttiilityyppejä käytetään laajalti putkistoissa eristämiseen ja säätöön.

Vaikka niillä on sama laaja tarkoitus – nesteiden virtauksen säätely, kaasut, tai höyry – niiden sisäiset geometriat, tiivistysmenetelmiä, ja toimintaominaisuudet eroavat huomattavasti.

Näiden kahden välillä valitseminen edellyttää tekijöiden, kuten virtaustehokkuuden, huolellista arviointia, tiivistyssuorituskyky, käyttönopeus, elinkaarikustannukset, ja toimialakohtaiset vaatimukset.

Huono valinta voi lisätä käyttökustannuksia, vähentää luotettavuutta, ja vaarantaa turvallisuuden.

2. Mikä on maapalloventtiili?

Eräs maapalloventtiili on eräänlainen lineaariliikeventtiili, joka on suunniteltu ensisijaisesti virtauksen säätö ja kuristaminen.

Sen nimi tulee varhaisten mallien pallomaisesta rungon muodosta, vaikka nykyaikaiset maapalloventtiilit voivat myös käyttää suoria, kulma, tai Y-kuviokonfiguraatiot.

Toisin kuin sulkuventtiilit, jotka on tarkoitettu täydelliseen sulkemiseen, maapalloventtiilit tarjoavat erinomaisen hallinnan, vaihteleva virtaus suhteellisen lyhyellä iskuliikkeellä.

Maapalloventtiilejä käytetään yleisesti höyryjärjestelmät, kemiallinen prosessointi, sähköntuotanto, ja vedenkäsittely— kaikkialla, missä tarvitaan tarkkaa paineen tai virtauksen säätöä.

Työperiaate

Maapalloventtiilin toiminta perustuu siihen levyn pystysuuntainen liike (pistoke) paikallaan olevaa istuinta vasten.

• Venttiililevy on kytketty karaan, joka liikkuu lineaarisesti käsipyörää tai toimilaitetta käännettäessä.
• Kun levy on laskettu alas, se painaa istuinta vasten, estää virtauksen.
• Kun levyä nostetaan, virtaus kulkee levyn ja istuimen välisen tilan läpi, joka luo mutkaisen S-muotoisen polun.
• Avautumisaste korreloi suoraan virtauksen määrän kanssa, antaa palloventtiileille hyvän kuristustarkkuuden.

Tämä geometria tuo korkeamman virtausvastus (paineen lasku) verrattuna luistiventtiileihin, mutta tarjoaa ylivoimainen ohjaustarkkuus.

Keskeiset ominaisuudet

• Virtauksen säädön tarkkuus: Maapalloventtiilit tarjoavat tarkan säädön, virtauskertoimilla (Cv) jotka mahdollistavat asteittaiset säädöt.
  Esimerkiksi, 6 tuuman palloventtiili voi saavuttaa ohjaustarkkuuden ±5 %:n sisällä.
• Tiivistysvaihtoehdot: Saatavilla kanssa metallista metalliin -istuimet korkean lämpötilan huoltoon (jopa 650 ° C) tai pehmeä istuva malli (Ptfe, elastomeerit) kuplatiiviiseen sulkemiseen matalapainejärjestelmissä.
• Monipuoliset kokoonpanot: Suora kuvio (standardi), kulmakuvio (90° virtauskierros, vähentää varusteita), ja Y-kuvio (pienempi painehäviö).
• Kokoalue & Arviot: Tyypillisesti valmistettu ½ tuumaa 24 tuumaa, paineluokilla alkaen ANSI-luokka 150 luokkaan asti 2500.
• Huolto: Levy ja istuin ovat suhteellisen helposti saatavilla vaihtoa varten, mikä tekee palloventtiileistä suosittuja voimalaitoksissa, joissa istukan eroosio on yleistä.

3. Mikä on porttiventtiili?

Eräs luistiventtiili on lineaarisen liikkeen eristysventtiili, joka on suunniteltu tarjoamaan nestevirtauksen on/off ohjaus.

Toisin kuin palloventtiilit, jotka on optimoitu kuristusta varten, luistiventtiilit on tarkoitettu täysin auki tai kokonaan kiinni.

Niiden määrittävä piirre on litteä tai kiilamainen portti (levy) joka liikkuu kohtisuoraan virtausreitille pysäyttääkseen nesteen.

Luistiventtiilejä käytetään laajasti öljy & kaasuputket, kunnallinen vedenjakelu, voimalaitoksia, ja yleinen prosessiteollisuus joissa vaaditaan täysi virtaus ja minimaalinen painehäviö.

Työperiaate

Luistiventtiili toimii nostamalla tai laskemalla a kiila- tai rinnakkaislevy kahden istuinrenkaan väliin:

• Kun käsipyörää tai toimilaitetta käännetään, varsi liikuttaa porttia ylöspäin, vedä se kokonaan pois virtausreitiltä.
  Täysin avoimessa asennossa, poraus on esteetön, mahdollistaa virtauksen merkityksettömällä vastuksella.
• Suljettuna, portti painetaan istuimeen, estää kulkua ja varmistaa eristyksen.
• Luistiventtiilit ovat ei suositella kuristukseen, koska osittainen avaaminen altistaa portin ja istuimen nopealle nesteelle, aiheuttaen tärinää, eroosio, ja tiivistevaurioita.

Levyjä on kaksi päämallia:

• Rinnakkaislevy luistiventtiilit (tasainen portti yhdensuuntaisten istuinten välissä).
• Kiilasulkuventtiilit (kiinteä tai joustava kiila, joka tarjoaa paremman istuimen tiukkuuden ja kohdistusvirhetoleranssin).

Keskeiset ominaisuudet

• Minimaalinen virtausvastus: Täysin avoimessa asennossa, suora läpireikä tuottaa painehäviön lähellä nollaa (virtauskerroin Cv on huomattavasti suurempi kuin samankokoisissa palloventtiileissä).
• Kaksisuuntainen palvelu: Luistiventtiilit voivat yleensä tiivistää paineita vastaan ​​kummasta tahansa suunnasta, mikä tekee niistä soveltuvia eristämiseen monimutkaisissa putkiasennoissa.
• Kokoalue & Arviot: Yleisesti saatavilla osoitteesta 2 tuumaa asti 60 tuumaa tai enemmän, paineluokituksella alkaen ANSI-luokka 150 luokkaan 2500, tehdä niistä ensisijainen valinta halkaisijaltaan suuria putkia.
• Hidas toiminta: Luistiventtiilit vaativat useita karan kierroksia avautuakseen tai sulkeutuakseen kokonaan, tekee niistä vähemmän sopivia kohteisiin, joissa tarvitaan nopeaa toimintaa.
• Tiivistysteho: Tyypillisesti suunniteltu tapaamaan API 598 vuotokriteerit, mutta ei yleensä saatavilla tiukoissa sulkuluokissa (Luokan VI kuplantiivis, kuten pallo- tai palloventtiilit pehmeillä istukkailla).
• Huoltonäkökohdat: Istuimen ja kiilan vaihto voi olla monimutkaista rungon suuren koon vuoksi, ja eroosiota tai rappeutumista voi esiintyä, jos sitä käytetään väärin kuristukseen.

4. Design & Maapalloventtiilin ja luistiventtiilin sisäinen geometria

Perimmäisin ero palloventtiilit ja luistiventtiilit piilee heidän sisäinen virtausreitti ja levyrakenne, joka vaikuttaa suoraan paineen laskuun, tiivistys, ja käyttökelpoisuus.

Maapalloventtiilin suunnittelu & Geometria

• Virtauspolku: Maapalloventtiilissä, nesteen on vaihdettava suuntaa - ensin alaspäin istuimen läpi ja sitten takaisin ylös - mikä johtaa mutkikkaampaan virtausreitti.
• Levyn/pistokkeen muoto: Sulkuelementti on tyypillisesti a pistoke, levy, tai kartio joka painaa istuinrengasta kohtisuorassa virtaukseen nähden.
• Istuimen suunta: Istuimet on järjestetty vaakasuoraan, tekee maapalloventtiileistä sopivia kuristukseen ja toistuvaan käyttöön.
• Varren liike: Varsi liikkuu lineaarisesti, suhteellisen lyhyellä matkalla luistiventtiileihin verrattuna (noin 25-30 % reiän koosta).
• Rakenteelliset vaikutukset: Kompakti virtauskammio luo suuremman painehäviön, mutta mahdollistaa tarkemman virtauksen hallinnan.

Luistiventtiilin suunnittelu & Geometria

• Virtauspolku: Virtauskanava sulkuventtiilissä on suoraan läpi. Kun täysin auki, portti on täysin poissa virrasta, tarjoaa lähes nollan painehäviön.
• Levyn/kiilan muoto: Sulkuelementti on a kiila- tai laattaportti joka laskeutuu kahden pystysuoran istuimen väliin.
• Istuimen suunta: Istuimet ovat pystysuora ja yhdensuuntainen virtausreitille.
• Varren liike: Varren liike on suuri – yhtä suuri kuin venttiilin koko reikä (100% reiän kokoa)- hidastaa toimintaa, mutta varmistaa täydellisen esteettömän virtauksen.
• Rakenteelliset vaikutukset: Vaatii korkean ikeen ja konepellin pitkän varren liikkeen vuoksi; tiiviys uhrataan alhaisen virtausvastuksen vuoksi.

5. Virtauksen ominaisuudet & Hydraulinen suorituskyky

Se virtausdynamiikka määrittää, kuinka tehokkaasti se voi säätää, kaasu, tai eristää prosessinesteitä.

Maapallon ja luistiventtiilien sisäinen geometria luo selkeän hydraulisen käyttäytymisen.

Maapalloventtiilin virtausominaisuudet

• Lineaarinen / Equal Percentage Flow Control: Maapalloventtiilit tarjoavat lähes lineaarisen tai yhtä suuren prosentuaalisen suhteen varren liikkeen ja virtausnopeuden välillä, tehdä niistä hyvin sopivia modulointi- ja kuristuspalvelu.
• Paineen pudotus: Johtuen äkillisestä virtaussuunnan muutoksesta istuimen poikki, palloventtiilit tuottavat suhteellisen suuria painehäviöitä.

• • 6 tuuman luokka 300 maapalloventtiilissä voi olla a painehäviö 2,5–3,5 psi at 100 GPM, verrattuna alle 1 psi samankokoiselle luistiventtiilille.

• Cv (Virtauskerroin): Pienempi Cv venttiilikokoa kohti (≈30–60 % luistiventtiilistä) — rajoittaa maksimivirtausta, mutta parantaa tarkkuutta osittain avoimissa olosuhteissa.

Luistiventtiilin virtausominaisuudet

• Käytössä-pois käytöstä: Luistiventtiilit on suunniteltu eristämiseen kuristuksen sijaan. Kiilaportti tarjoaa lähes esteettömän virtauksen täysin auki.
• Minimaalinen paineen lasku: Suoralla läpireiällä, hydraulinen vastus vastaa lähes samankokoista putkenpalaa.

• • Esimerkiksi, täysin avoimessa 6 tuuman luistiventtiilissä on tyypillisesti a paineen lasku <0.5 psi at 100 GPM.

• Huono kuristussopivuus: Luistiventtiilin käyttäminen osittain auki johtaa turbulenssiin, kavitaatio, ja istuimen/portin eroosio.
• Cv-arvot: Erittäin korkeat Cv-arvot (≈90–100 % putken nimelliskoosta) tekevät luistiventtiileistä ihanteellisia järjestelmiin, jotka vaativat minimaalista virtausrajoitusta.

6. Tiivistysteho & Vuotoluokat

Venttiilin kyky ylläpitää a tiivis tiiviste on kriittinen prosessin turvallisuuden kannalta, tuotteen laatu, ja tehokkuutta.

Maapalloventtiili vs luistiventtiili saavuttavat tiivistyksen eri tavoin, mikä vaikuttaa vuotokykyyn ja soveltuvuuteen tiettyihin palveluihin.

Maapalloventtiilin tiiviste

• Istuimen ja levyn välinen kosketus:
  Maapalloventtiilit käyttävät a levy painaa istuinrengasta vasten. Koska kosketuspinta on pieni ja tiivistysvoima on keskittynyt, maapalloventtiilit voivat saavuttaa korkealaatuinen sulku.
• Vuotoluokat:

• • Pystyy tapaamaan ANSI/FCI 70-2 Luokka IV tai V (teollinen tiukka sulku).
  • Pehmeästi istuvilla tai elastomeerisisäkkeillä, jotkut maapalloventtiilit voivat saavuttaa Luokka VI (kuplatiivis sulku).

• Kaksisuuntainen tiivistys:
  Useimmat mallit ovat yksisuuntaisia (optimoitu myötävirtapuolen paineelle), mutta tietyt mallit, joissa on kaksinkertainen istukkajärjestely, tukevat kaksisuuntaista tiivistystä.
• Kaasu & Käyttää:
  Koska palloventtiilejä käytetään usein kuristuspalvelu, istuimen kuluminen ajan myötä voi lisätä vuotoja.
  Kovapintaisia ​​materiaaleja, kuten Stellite- tai volframikarbidipinnoitteita, käytetään usein parantamaan käyttöikää.

Luukkuventtiilin tiivistys

• Wedge Gate Yhteystiedot:
  Tiivistys tapahtuu välissä portti (kiila/levy) ja istuin soi. Tiukka sulku perustuu oikeaan kiilan kohdistukseen ja istuinvoimaan.
• Vuotoluokat:

• • Tyypillisesti saavuttaa Luokka III tai IV sulku metalli-istuttavassa versiossa.
  • Pehmeät tai joustavat kiilasulkuventtiilit voivat ulottua Luokka V tai VI, mutta nämä ovat vähemmän yleisiä korkeapainepalveluissa.

• Kaksisuuntainen ominaisuus:
  Useimmat luistiventtiilit ovat luonnollisia kaksisuuntainen, pystyy tiivistämään virtausta kumpaankin suuntaan.
• Rajoitukset:
  Osittain avoimissa asennoissa, virtaus osuu suoraan tiivistepintoihin, johtaa eroosioon ja istuimen vuoto ajan myötä. Tästä syystä, sulkuventtiilit eivät sovellu kuristushuoltoon.

Sovelluksen vaikutukset

• Maapallon venttiilit suositaan missä tiivis suorituskyky ja virtauksen modulointi ovat välttämättömiä, kuten höyryn eristys, kondenssiveden säätö, ja kemikaalien syöttöjärjestelmät.
• Luistiventtiilit ovat suosiossa on-off-eristyspalvelu, erityisesti putkistoissa, veden jakelu, ja öljyä & kaasun siirto, jossa kaksisuuntainen sulkeminen minimaalisella vuodolla on riittävä.

7. Toimintanopeus, Aktivointi & Automaatio

8. Paine-lämpötila -ominaisuus & Aineelliset näkökohdat

Venttiilin valinnassa on otettava huomioon käyttöpaine, lämpötila, ja materiaalien yhteensopivuus, koska nämä tekijät vaikuttavat suoraan turvallisuuteen, kestävyys, ja käyttöikä.

Maapallo- ja luistiventtiilit eroavat suunnittelutoleransseista ja materiaalin käyttäytymisestä P–T-äärimmäisissä olosuhteissa.

Paine & Lämpötilaluokitukset

Aineelliset näkökohdat

• Maapalloventtiili:

• • Materiaalin valinta riippuu korroosio, eroosio, ja kuluta vastus, erityisesti kuristukseen tai nopeaan virtaukseen.
  • Yleiset seokset: Hiiliteräs, ruostumaton teräs (304/316/316Lens), dupleksi, nikkeliseokset (Hastelloy, Moneli) aggressiivisille kemikaaleille.
  • Tiivisteet & Istuimet: Metalli-metalliin tai pehmeät istuimet (Ptfe, grafiitti, elastomeerit) käsitellä laajoja P–T-alueita.

• Porttiventtiili:

• • Suunniteltu ensisijaisesti täysreikäinen, matalan vastuksen virtaus.
  • Materiaalit: Hiiliteräs, ruostumaton teräs, pronssi, kevytmetalliterät.
  • Istuimet: Metalliset istuimet hallitsevat korkeaa painetta, korkean lämpötilan palvelut; pehmeät istuimet matalapaineisiin, tiukka sulku.

9. Kestävyys & Huolto

• Maapalloventtiilit: Istuimen/levyn rajapinnassa on kulumista kuristuksen vuoksi, ja tiivisteen kulumaa varressa. Helpompi huoltaa trimmaa irrottamatta venttiilirunkoa.
• Luistiventtiilit: Alttia kiinteiden aineiden jumiutumiseen, istuimen eroosiota kuristettuna, ja varren korroosio. Huolto voi vaatia konepellin purkamista ja joskus rungon irrottamista.

Käyttöikä

• Maapalloventtiili: 10– 20 vuotta kohtalaista palvelua, lyhyempi eroosio-/kuristinsovelluksissa ilman huoltoa.
• Porttiventtiili: 15– 25 vuotta eristyspalveluun, mutta käyttöikä lyhenee dramaattisesti osittaisen avauksen tai suuren nopeuden nesteolosuhteissa.

10. Maapalloventtiilin ja luistiventtiilin tyypilliset teollisuussovellukset

Valinta pallo- ja luistiventtiilien välillä riippuu virtauksen ohjausvaatimukset, paine, lämpötila, ja toimintataajuutta.

Maapalloventtiilisovellukset

Maapalloventtiilit ovat erinomaiset virtauksen säätely, kaasu, ja säännöllinen käyttö.

Niiden suunnittelu mahdollistaa nesteen virtauksen ja painehäviön tarkan hallinnan, joten ne sopivat järjestelmiin, joissa tarvitaan modulaatiota.

Tärkeimmät sovellukset:

• Steam Control Systems: Tarkka virtauksen ja paineen säätö kattilan syöttövesi- ja lämmitysjärjestelmissä.
• Kemian ja petrokemian tehtaat: Tarkka annostelu, kuristamalla syövyttäviä tai korkean lämpötilan nesteitä.
• LVI ja kaukolämmitys: Moduloivat venttiilit lämpötilan ja paineen säätöön suurissa putkiverkostoissa.
• Vedenkäsittelylaitokset: Virtauksen ohjaus suodatusta varten, kemiallinen injektio, ja annostelusovellukset.
• Energia ja voimalaitokset: Syöttöveden säätely, jäähdytysveden virtaus, ja turbiinien ohitusjärjestelmät.

Luistiventtiilisovellukset

Luistiventtiilejä käytetään ensisijaisesti on/off eristys minimaalisella painehäviöllä täysin auki.

Ne soveltuvat halkaisijaltaan suuriin putkiin ja sovelluksiin, joissa virtauksen modulointia ei tarvita.

Tärkeimmät sovellukset:

• Öljy & Kaasuputket: Päälinjan eristys, pumppuasemat, ja raakaöljykuljetukset.
• Vedenjako & Jätevesi: Suurihalkaisijaiset verkko- ja puhdistuslaitoksen eristysventtiilit.
• Sähköntuotanto: Jäähdytysveden eristäminen, höyryotsikot, ja polttoaineletkut.
• Teollisuuden prosessilinjat: Ei-kuristava kemikaalien eristys, paineilma, tai kaasuputkia.
• Meren & Laivanrakennus: Painolastiveden ja polttoaineen eristysjärjestelmät.

11. Vertaileva yhteenvetotaulukko – maapalloventtiili vs. luistiventtiili

12. Johtopäätös

Molemmat palloventtiilit vs. luistiventtiilit ovat välttämättömiä teollisuuden putkistojärjestelmissä, mutta heidän roolinsa eroavat huomattavasti.

Maapalloventtiilit ovat täydellinen ratkaisu tarkkaan virtauksen säätöön ja luotettavaan sulkemiseen korkeassa paineessa, korkea lämpötila, ja prosessikriittiset ympäristöt.

Luistiventtiilit, sitä vastoin, ovat taloudellisempia ja energiatehokkaampia halkaisijaltaan suuriin eristystöihin, joissa pieni painehäviö on välttämätöntä.

Oikea valinta riippuu siitä, priorisoiko sovellus ohjauksen tarkkuus tai virtauksen tehokkuus.

Insinöörien ja laitossuunnittelijoiden on punnittava elinkaarikustannuksia, prosessin tarpeisiin, ja käyttöolosuhteet optimaalisen suorituskyvyn ja luotettavuuden varmistamiseksi.

 

Faqit

Voidaanko luistiventtiiliä käyttää kuristukseen?

Ei – osittain avoimet sulkuventtiilit aiheuttavat turbulenssia ja kavitaatiota, lyhentää käyttöikää 70% ja aiheuttaa virtauksen epävakautta (±20–30 % poikkeama).

Jalostamo, joka käytti sulkuventtiilejä kuristukseen, koki 3 kertaa enemmän istukkavikoja kuin palloventtiilejä käyttävissä tehtaissa.

Mikä on pehmeä-istukkaisen maapalloventtiilin maksimilämpötila?

Pehmeä istuin (Ptfe) palloventtiilit on rajoitettu ≤260 °C:seen. Korkeampiin lämpötiloihin (260-650 °C), käytä metallitiivisteisiä palloventtiilejä Stelliten kanssa 6 leikata.

Yli 650°C, metalliset sulkuventtiilit ovat edullisia (PTFE hajoaa, ja palloventtiilien painehäviö tulee tehottomaksi).

Kumpi venttiili on kustannustehokkaampi öljyputkessa?

Luistiventtiilit – niiden 10 vuoden TCO ($29,000 12 tuumalle) on 28% matalampi kuin palloventtiilit ($40,000).

Luistiventtiilien alhainen painehäviö säästää $120,000 vuosittain pumpun energiakustannuksissa, kompensoi korkeammat etukäteisseisontakustannukset.

Soveltuvatko sulkuventtiilit syövyttäville nesteille, kuten merivedelle?

Kyllä – käytä kaksipuolista tulostusta 2205 tai 316L luistiventtiilit metalli-metallitiivisteillä.

Duplex-käyttöinen merialusta 2205 sulkuventtiilit saavuttivat 10 vuoden käyttöiän merivedessä, ilman korroosiota (korroosionopeus <0.001 mm/vuosi). Vältä pehmeästi istuvia sulkuventtiilejä (tiivisteet hajoavat suolaisessa vedessä).