गेट वाल्व आपूर्तिकर्ता

गेट वाल्व: प्रकार, प्रदर्शन & अनुप्रयोग

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1. परिचय

गेट वाल्व एक रैखिक है, ऑन/ऑफ वाल्व को पाइपलाइन के माध्यम से तरल पदार्थ के प्रवाह को पूरी तरह से खोलने या पूरी तरह से बंद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है.

इसमें एक स्लाइडिंग गेट का उपयोग किया गया है (या पच्चर) जो प्रवाह पथ के लंबवत चलता है, पूरी तरह से खुले होने पर न्यूनतम रुकावट और बंद होने पर टाइट सीलिंग प्रदान करता है.

थ्रॉटलिंग वाल्व के विपरीत, गेट वाल्व प्रवाह विनियमन के लिए नहीं बल्कि अलगाव उद्देश्यों के लिए हैं.

Historical Development and Evolution

Gate valves trace back to early steam applications in the 1800s.

As industrial systems grew in complexity and scale, gate valves evolved—from cast-iron bodies and handcrafted wedges to high-performance alloy designs with precision-machined seats.

Modern manufacturing and materials science have enabled valves that withstand extreme pressures (> 250 छड़) और तापमान (–196°C to 600°C), serving demanding oil & गैस, शक्ति, and chemical processes.

2. गेट वाल्व क्या है?

दरवाज़ा वाल्व is a full‑bore shut‑off valve that uses a metal gate (या पच्चर) to block fluid flow.

In its fully open position, the gate withdraws entirely from the flow path, creating a passage equal in diameter to the pipeline bore.

गेट वाल्व
गेट वाल्व

This “straight‑through” configuration minimizes flow resistance and pressure loss, गेट वाल्व को उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त बनाना जहां अधिकतम प्रवाह क्षमता और न्यूनतम ΔP महत्वपूर्ण हैं.

गेट वाल्व डीएन के आकार में निर्मित होते हैं 10 (¾”) डीएन को 2000 (80″) और कक्षा से लेकर दबाव वर्ग 125 (≈ 19 छड़) कक्षा तक 2500 (≈ 413 छड़).

प्रमुख विशेषताएँ:

  • केवल चालू/बंद सेवा: गला घोंटने का इरादा नहीं है; आंशिक स्ट्रोक से सीट का क्षरण हो सकता है.
  • द्वि-दिशात्मक अलगाव: चाहे प्रवाह ऊपर की ओर हो या नीचे की ओर, समान रूप से टाइट सीलिंग प्रदान करता है.
  • दृश्य स्थिति संकेत: उभरता हुआ तना और ओएस&वाई डिज़ाइन ऑपरेटरों को एक नज़र में यह देखने की अनुमति देता है कि वाल्व खुला है या बंद है.

संचालन का सिद्धांत

Gate-and-seat mechanics

गेट वाल्व का संचालन गेट और वाल्व बॉडी के भीतर सीटों के बीच की बातचीत पर आधारित होता है.

जब वाल्व बंद हो, गेट उतरता है और दो सीलिंग सतहों पर बैठता है (सीटें) वाल्व बॉडी में.

पच्चर-प्रकार के द्वारों में, the conical shape of the gate forces it tightly against the seats as it moves downward, एक मुहर बनाना.

Gate Valve Principle of Operation
Gate Valve Principle of Operation

Parallel-type gates rely on the pressure of the fluid or an external force to press the gate against the seats.

When the valve is opened, the gate is lifted out of the flow path, allowing the fluid to pass through the valve with minimal obstruction.

Flow control characteristics

पूरी तरह खुली स्थिति में, gate valves offer a straight-through flow path, resulting in a very low-pressure drop.

This makes them ideal for applications where maintaining high flow rates with minimal energy loss is crucial, such as in long-distance pipelines.

तथापि, gate valves are not suitable for throttling applications.

जब आंशिक रूप से खुला हो, the gate creates a narrow passage for the fluid, which can cause high-velocity flow, अशांति, और गेट और सीटों पर अत्यधिक घिसाव.

इससे शोर हो सकता है, कंपन, और वाल्व का जीवनकाल छोटा हो गया. नतीजतन, गेट वाल्व का उपयोग मुख्य रूप से प्रवाह दरों को लगातार विनियमित करने के बजाय ऑन-ऑफ सेवा के लिए किया जाता है.

3. Design and Construction of Gate Valve

गेट वाल्व की विश्वसनीयता और दीर्घायु उसके घटकों के सावधानीपूर्वक डिजाइन पर निर्भर करती है, विवेकपूर्ण सामग्री चयन, और उचित अंत-कनेक्शन विधियाँ.

ज़रूरी भाग

अवयव समारोह & विशेषताएँ
शरीर आंतरिक भागों को सुरक्षित रखता है और लाइन के दबाव को बनाए रखता है. आमतौर पर ढला हुआ या जाली; क्लास तक झेलने के लिए बॉडी वॉल की मोटाई ASME B16.34 के अनुरूप है 2500 (≈ 413 छड़).
ढक्कन बॉडी चैम्बर को ढकता और सील करता है. बोनट-टू-बॉडी जोड़ को बोल्ट किया जा सकता है, लड़ी पिरोया, या वेल्डेड. रखरखाव के लिए पहुँच प्रदान करता है.
दरवाज़ा (डिस्क) चलती बाधा. डिज़ाइन में सॉलिड वेज शामिल है, लचीली कील (थर्मल विस्तार को अवशोषित करने के लिए अक्षीय कटौती), और विभाजित पच्चर (स्व-संरेखण के लिए दो स्वतंत्र हिस्से).
सीटें Precision‑machined surfaces on which the gate seals. May be integral (metal‑to‑metal) or replaceable soft rings (पीटीएफई, निकल).
तना Transmits motion from actuator to gate. आमतौर पर 20 MnV6 or stainless steel for corrosion resistance. Thread standards (उदा।, Acme or trapezoidal) ensure smooth travel.
पैकिंग & ग्रंथि Sealing around the stem. Graphite or PTFE packings achieve leak rates ≤ 10⁻⁶ m³/s; gland nuts compress packing uniformly. Periodic re‑packing restores seal integrity.
हैंडव्हील/एक्चुएटर Converts manual or remote control inputs into gate movement. Electric actuators provide up to 10 000 Nm torque for DN > 300 mm or Class 1500+ वाल्व.

Materials Selection

Material choice is driven by pressure, तापमान, द्रव रसायन, और लागत. Below is a summary of common materials and their service envelopes:

Stainless steel Gate valves
Stainless steel Gate valves
सामग्री विशिष्ट अनुप्रयोग तापमान की रेंज संक्षारण प्रतिरोध
कच्चा लोहा (में 1561) पानी, कम दबाव वाली भाप -10°C से 150 ° C मध्यम; not suitable for acidic/alkaline media
कार्बन स्टील (ए216 डब्ल्यूसीबी) तेल & गैस, सामान्य औद्योगिक भाप -29°C से 425 ° C अच्छा; जब तक लेपित न किया जाए, CO₂/H₂S क्षरण के प्रति संवेदनशील
स्टेनलेस स्टील (304/316) खाना, दवा, समुद्री जल -196°C से 550 ° C उत्कृष्ट; रसायनों के व्यापक स्पेक्ट्रम का प्रतिरोध करता है
मिश्र धातु इस्पात (WC6/CrMo) उच्च तापमान वाली भाप, पेट्रो 450 ° C को 600 ° C अधिक शक्ति; रेंगना और सल्फिडेशन का विरोध करता है
डुप्लेक्स/सुपर डुप्लेक्स एसएस अपतटीय तेल & गैस, क्लोराइड -50°C से 300 ° C गड्ढे और तनाव संक्षारण के लिए असाधारण प्रतिरोध
प्लास्टिक (पीवीसी/सीपीवीसी/पीपी) एसिड, कास्टिक, कम तापमान वाला पानी 0 ° C को 65 ° C मजबूत अम्ल/क्षार के लिए अच्छा है; सीमित तापमान सीमा

कनेक्शन समाप्त करें (निकला हुआ किनारा, लड़ी पिरोया, वेल्डिंग)

निकला हुआ किनारा

फ़्लैंग्ड कनेक्शन गेट वाल्व के लिए उद्योग मानक हैं.

प्रत्येक वाल्व के सिरे में एक फ्लैट होता है, गोलाकार निकला हुआ किनारा जो बोल्ट और गास्केट के माध्यम से पाइपलाइन पर एक मिलान वाले निकला हुआ किनारा से जुड़ता है.

यह व्यवस्था एक लीक-टाइट सील प्रदान करती है जो उच्च दबाव और तापमान को झेलने में सक्षम है, साथ ही रखरखाव या निरीक्षण के लिए त्वरित स्थापना और हटाने की अनुमति भी देता है.

लड़ी पिरोया हुआ

थ्रेडेड सिरे - या तो आंतरिक (महिला) या बाहरी (पुरुष)—are common on small‑bore valves (typically ≤ DN 50). They offer quick, simple make‑up without the need for gaskets or bolting.

तथापि, their service envelope is limited: thread connections can loosen or leak under cyclic loads, अत्यधिक तापमान, or high-pressure swings, and are therefore unsuitable for critical or high‑pressure systems.

Welded

Welding permanently fuses the valve to the pipeline—either via socket‑weld (for ≤ DN 50) or butt‑weld (बड़े आकार के लिए).

This method produces an exceptionally strong, zero‑leak joint ideal for high‑pressure, high‑temperature, or safety‑critical services.

The trade‑off is maintenance complexity: removal typically requires cutting and re‑welding the pipeline.

Stem Variations: rising vs. non‑rising stem; outside screw & yoke (OS&वाई)

Rising‑Stem vs. Non‑Rising‑Stem

  • Rising‑Stem: The stem thread engages the gate, so as the valve opens the stem visibly extends above the bonnet.
    This provides an unambiguous, at‑a‑glance indication of valve position—valuable in large installations or where rapid status checks are required.
  • Non‑Rising‑Stem: The stem remains at a fixed height and turns within the bonnet; the gate moves internally.
    This compact design suits confined spaces or overhead piping, eliminating clearance concerns and protecting the stem from external hazards.

Outside Screw & घोड़े का अंसबंध (OS&वाई)

OS&Y valves are a subtype of rising‑stem design in which the screw threads remain external to the pressure boundary, supported by a welded yoke. Advantages include:

  • Accessible Maintenance: Exposed threads stay clean and lubricated, simplifying packing replacement and lubrication.
  • Clear Position Indication: The exposed screw travel directly corresponds to gate position.
  • High‑Pressure Capability: Commonly specified for large‑diameter or Class 600+ installations where reliable, visible isolation is critical.

4. Types and Classification of Gate Valve

Gate valves are engineered in diverse configurations to suit varying pressure, तापमान, and media characteristics.

Based on Body and Disc Design

Gate valves differ primarily in the geometry and construction of their disc (दरवाज़ा) and how that disc interacts with the body seats.

Solid Wedge Gate Valve
Solid Wedge Gate Valve

ठोस (Rigid) Wedge Gate Valve

  • ज्यामिति: Single, tapered disc machined with a 3°–5° cone angle.
  • सीलिंग तंत्र: Metal‑to‑metal contact as the wedged disc is forced into the matching tapered seats.
  • ताकत:
    • Exceptional durability in constant‑temperature services.
    • Simplest design yields the fewest leak paths and the lowest manufacturing cost.
  • सीमाएँ:
    • Susceptible to binding or jamming when faced with thermal expansion or seat misalignment; actuation torque can rise by up to 30 %.
    • Not ideal for frequent thermal cycling.

Flexible Wedge Gate Valve

  • ज्यामिति: One‑piece disc with one or more axial slots (usually 1–2 cuts) allowing it to flex by 0.5–1 mm.
  • सीलिंग तंत्र: Tapered faces maintain full contact even under differential expansion between disc and body.
  • ताकत:
    • Automatically compensates for seat misalignment or distortion from temperature swings (± 50 ° C).
    • Maintains uniform sealing pressure, reducing leakage risk under thermal cycling.
  • सीमाएँ:
    • Slightly higher material and machining costs (approximately 10–15 % premium over solid wedges).
    • Flexural fatigue must be considered in very high-cycle applications.

विभाजित करना (Dual) Wedge Gate Valve

  • ज्यामिति: Two independent half-discs connected loosely by a spring, नत्थी करना, or tie‑rod.
  • सीलिंग तंत्र: Each half aligns independently to its respective seat, ensuring uniform metal‑to‑metal contact.
  • ताकत:
    • तक सीट की खामियों और गलत संरेखण के प्रति सहनशील 1 सील से समझौता किए बिना मिमी.
    • उच्च दबाव के लिए आदर्श (कक्षा 600-1500) और उच्च कंपन वातावरण जहां कठोर वेजेज जाम हो सकते हैं.
  • सीमाएँ:
    • भागों की संख्या और जटिलता में वृद्धि; स्पेयर-पार्ट इन्वेंट्री और रखरखाव का समय दोगुना हो सकता है.
    • स्प्रिंग या पिन घटक अतिरिक्त संभावित घिसाव बिंदु प्रस्तुत करते हैं.

Parallel Slide Gate Valve

  • ज्यामिति: समतल, डिस्क पर समानांतर चेहरे; कोई अंतर्निहित टेपर नहीं.
  • सीलिंग तंत्र: बाहरी स्प्रिंग्स या सिस्टम दबाव डिस्क को डाउनस्ट्रीम सीट पर धकेलता है; मशीनीकृत कंधा अक्सर अधिक यात्रा करने से रोकता है.
  • ताकत:
    • पूरे डिस्क फेस पर एकसमान बैठने का बल, गेट की स्थिति की परवाह किए बिना, स्थानीयकृत तनाव और घिसाव को कम करना.
    • अपघर्षक या घोल सेवाओं के लिए उपयुक्त, चूंकि निचली वेजिंग बल कण एम्बेडिंग और गैलिंग को कम करते हैं.
  • सीमाएँ:
    • सहायक हार्डवेयर की आवश्यकता है (स्प्रिंग्स या दबाव-संतुलन बंदरगाह), adding cost and potential leak paths.
    • Sealing integrity depends on spring force or sufficient differential pressure; may not seal reliably at very low pressures.

Based on Pressure–Temperature Ratings

Gate valves must be specified to match both the maximum operating pressure and temperature of the system.

Resilient Wedge Gate Valves DEZE
Resilient Wedge Gate Valves DEZE

Standards define discrete “classes” or “ratings” that guarantee a valve’s pressure capability at a reference temperature (आम तौर पर 38 ° C), along with a permissible pressure–temperature envelope beyond that point.

Selecting the correct rating ensures safe, leak‑free performance under all expected service conditions.

Common Rating Standards

मानक पद का नाम Pressure @ 38 ° C Temperature Range¹ विशिष्ट सामग्री
ANSI/ASME B16.34 कक्षा 150 ≤ 19 छड़ -29°C से 425 °C² डब्ल्यूसीबी, CF8M, WC6
कक्षा 300 ≤ 51 छड़ -29°C से 425 °C² डब्ल्यूसीबी, CF8M, WC6
कक्षा 600 ≤ 124 छड़ -29°C से 425 °C² डब्ल्यूसीबी, WC6, CrMo
कक्षा 900 ≤ 196 छड़ -29°C से 550 °C³ WC6, CrMo
कक्षा 1500 ≤ 258 छड़ -29°C से 550 °C³ WC6, CrMo, मिश्र धातु 625
कक्षा 2500 ≤ 413 छड़ -29°C से 550 °C³ मिश्र धातु 625, डुप्लेक्स एसएस
आईएसओ 5208 / DIN PN पीएन 6 ≤ 6 छड़ 0 ° C को 120 ° C नमनीय लोहे, पीवीसी
पीएन 10 ≤ 10 छड़ 0 ° C को 120 ° C नमनीय लोहे, पीपी
पीएन 16 ≤ 16 छड़ -10°C से 150 ° C कच्चा लोहा, डब्ल्यूसीबी
पीएन 25 ≤ 25 छड़ -10°C से 200 ° C डब्ल्यूसीबी, WC6
पीएन 40 ≤ 40 छड़ -10°C से 225 ° C WC6, CrMo

Special‑Purpose Gate Valves

Ultra High Vacuum Gate Valve
Ultra High Vacuum Gate Valve

क्रायोजेनिक गेट वाल्व

  • प्रारुप सुविधाये: विस्तारित बोनट (up to 2× valve height) -196 डिग्री सेल्सियस क्रायोजेन से पैकिंग को अलग करने के लिए; कम तापमान वाली मिश्रधातुएँ (A351 CF8M, एएसटीएम ए182 एफ304एल).
  • मुख्य डेटा: रिसाव ≤ 1 × 10⁻7 मी³/से; तक तापीय संकुचन भत्ता 2 मिमी.
  • मामलों का प्रयोग करें: एलएनजी प्रसंस्करण, औद्योगिक गैस वितरण.

High‑Temperature Gate Valves

  • प्रारुप सुविधाये: WC6 या CrMo मिश्र धातु निकाय, ग्रेफाइट/धातु पैकिंग के लिए मूल्यांकित 600 ° C, वैकल्पिक भाप-गर्म जैकेट.
  • मुख्य डेटा: रेंगने की ताकत ≥ 30 एमपीए और 550 ° C; सीट लीकेज क्लास IV (≤ 0.1 % क्षमता) ऊंचे तापमान पर.
  • मामलों का प्रयोग करें: अत्यधिक गरम भाप लाइनें, रिफाइनरी भट्टियाँ.

Abrasive and Slurry‑Service Valves

  • प्रारुप सुविधाये: कठोर चेहरे वाली ट्रिम्स (सितारे, WC-Co ओवरले), सिरेमिक/पीयू अस्तर, बलि के आसन के छल्ले एक घंटे से कम समय में बदले जा सकते हैं.
  • मुख्य डेटा: कटाव दर < 0.05 मिमी/वर्ष पर 10 मैसर्स घोल वेग; जीवन सुधार > 5× अप्रवर्तनित ट्रिम्स पर.
  • मामलों का प्रयोग करें: खनन अवशेष, गूदा & पेपर स्टॉक लाइनें, रेत युक्त पानी.

Corrosion‑Resistant / Lined Valves

  • प्रारुप सुविधाये: पीटीएफई/एफईपी लाइनिंग तक 3 मिमी मोटी, स्टेनलेस-स्टील या हास्टेलॉय गीले हिस्से, आक्रामक रसायनों को संभालने के लिए डबल-लिप पैकिंग.
  • मुख्य डेटा: के साथ अनुकूलता 98 % H₂SO₄, 50 % NaOH; रिसाव दर ≤ 1 × 10⁻6 m³/s.
  • मामलों का प्रयोग करें: एसिड/कास्टिक खुराक, क्लोरीन सेवा, फार्मास्युटिकल सीआईपी लाइनें.

Pressure‑Balanced Gate Valves

  • प्रारुप सुविधाये: आंतरिक बाईपास चैनल डिस्क पर दबाव को बराबर करते हैं; संतुलित डिस्क डिज़ाइन असंतुलित समापन बलों को 60-80 तक कम कर देता है %.
  • मुख्य डेटा: से एक्चुएशन टॉर्क में कमी 5 000 एनएम को 1 000 एक डीएन पर एनएम 600 कक्षा 900 वाल्व.
  • मामलों का प्रयोग करें: बड़े-व्यास वाले जलमार्ग, उच्च दबाव हाइड्रोकार्बन पाइपलाइन.

5. Gate Valve Performance Parameters

गेट-वाल्व का चयन और आकार तीन प्रमुख प्रदर्शन मेट्रिक्स पर निर्भर करता है: वे कितना प्रवाह पार करते हैं (सीवी और दबाव में गिरावट),

वे कितनी कसकर सील करते हैं (रिसाव वर्ग), और उन्हें संचालित करने के लिए कितना बल या टॉर्क आवश्यक है (क्रियान्वयन आवश्यकताएँ).

तन्य लौह गेट वाल्व
तन्य लौह गेट वाल्व

दबाव ड्रॉप और प्रवाह गुणांक (सीवी)

प्रवाह गुणांक (सीवी):

अमेरिका की संख्या के रूप में परिभाषित. गैलन प्रति मिनट (जीपीएम) पानी का पर 60 °F जो वाल्व से होकर गुजरेगा 1 पीएसआई दबाव में गिरावट.

विशिष्ट सीवी मान:

वाल्व का आकार (डीएन/इन) के.वी (मी³/घंटा) सीवी (जीपीएम/पीएसआई^½)
डीएन 50 (2″) 50-70 60-85
डीएन 100 (4″) 200-240 240-290
डीएन 200 (8″) 800-1 000 960-1 200
डीएन 300 (12″) 2 500-3 000 3 000-3 600

दबाव में गिरावट:

गेट वाल्व फुल-बोर हैं, तो हेड-लॉस गुणांक (K) पूरी तरह से खुली स्थिति में यह बहुत कम है - आमतौर पर 0.03–0.08.

उदाहरण के लिए, a DN 100 valve passing 20 m³/h of water yields ΔP ≈ 0.05 छड़. Low ΔP minimizes pumping energy and operational costs in large pipeline systems.

रिसाव दर और जकड़न वर्ग

एएनएसआई/एफसीआई 70‑2 रिसाव कक्षाएं:

कक्षा Maximum Leakage (% of valve capacity per minute)
कक्षा I ≤ 10 %
कक्षा II ≤ 1 %
Class III ≤ 0.1 %
चतुर्थ श्रेणी ≤ 0.01 %
कक्षा V ≤ 0.001 %
कक्षा VI ≤ 0.00001 %
  • कक्षा IV-VI valves are used for critical services (उदा।, steam isolation, toxic or hazardous fluids).
  • एपीआई 598 परीक्षा:
    • शैल परीक्षण: Valve body pressurized to 1.5× rated pressure, no leakage permitted.
    • Seat test: Valve closed against rated pressure (upstream side), with allowable leakage per ANSI/FCI class (पानी या हवा).

नरम बैठा बनाम. धातु बैठे:

  • नरम सीटें (पीटीएफई, इलास्टोमर) often achieve Class VI tightness at low-to-moderate temperatures (< 200 ° C).
  • धातु की सीटें rely on precise machining and line pressure to seal, typically Class IV in high-temperature service.

ऑपरेटिंग टॉर्क और एक्चुएशन मेथड्स

  • Manual Operation (Handwheel):
    • Required torque increases with valve size, दबाव वर्ग, and seat tightness.
    • Typical Manual Torques:
वाल्व का आकार (डीएन) कक्षा 150 टॉर्कः (एनएम) कक्षा 600 टॉर्कः (एनएम)
डीएन 50 15-30 30-60
डीएन 200 150-250 300-450
डीएन 600 800-1 200 2000-3000
  • इलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स:
    • Provide precise control and torque up to ~ 10 000 Nm for large‑diameter or high‑pressure valves.
    • Features include torque/position feedback, variable speed, and integration with DCS/SCADA.
  • Pneumatic Actuators:
    • Use compressed air (4–8 bar supply) to drive a piston or diaphragm, delivering high-speed operation and torques up to ~ 5 000 एनएम.
    • Common in fail-safe designs (spring‑return) for emergency shut‑off.
  • Hydraulic Actuators:
    • Employ incompressible fluid to generate very high torques (5 000–20 000 एनएम) and rapid cycling under extreme conditions.
    • Suited for remote or offshore installations where electric or air power may be limited.

6. उद्योगों के अनुप्रयोग

Gate valves’ robust on/off isolation, bi‑directional sealing, and minimal flow resistance make them indispensable across a broad spectrum of process industries.

Gate Valve Parts
Gate Valve Parts

तेल & गैस

नदी के ऊपर:

  • Wellhead Isolation: गेट वाल्व (DN 50–DN 150; कक्षा 1500-2500) provide positive shut‑off on Christmas trees and choke manifolds, handling pressures up to 345 bar and sour service (एच₂एस) स्थितियाँ.
  • Drilling Fluid Control: Sizes DN 25–DN 100 with flexible‑wedge discs regulate mud returns and protect pumps from backflow.

मझधार:

  • Pipeline Blocks: Large‑bore DN 600–DN 1200 कक्षा 600 valves isolate 20–50 km pipeline sections for maintenance or pigging.
    Valve Cv often exceeds 3 000 to accommodate crude oil flows of 10 000 मी³/घंटा.
  • Compressor Stations & Metering Skids: Class 900–1500 valves withstand cyclic pressures (तक 100 cycles/day) and temperatures from –40 °C (winter) को +50 ° C (summer).

डाउनस्ट्रीम:

  • Refinery Process Units: Gate valves with corrosion‑resistant trims (Hastelloy C‑276, मोनेल) isolate high‑temperature (400 ° C) reactor feeds and naphtha stabilizer bottoms.
  • LNG Terminals: Cryogenic gate valves (extended bonnets, soft-seat options) operating at –162 °C ensure leak‑free isolation during transfer and storage.

विद्युत उत्पादन

भाप सेवा:

  • Boiler Isolation: गेट वाल्व (DN 100–DN 500; कक्षा 600-900; WC6/CrMo body, graphite packing) handle 100–160 bar steam at 520 ° C, providing safety‑critical shut‑off for burner controls and superheater loops.
  • Turbine Bypass & Drain Lines: High‑integrity Class 1500 valves isolate emergency bypass networks; quick action pneumatic actuators close in under 5 seconds to protect turbines during trip events.

ठंडा पानी & Condensate:

  • Condenser Isolation: DN 300–DN 800 Class 150–300 cast‑iron or carbon‑steel gate valves regulate flows of 5 000-15 000 m³/h at 25–40 °C.
  • Maintenance Bypass: Flanged‑end gate valves enable condenser tube bundle cleaning without grid outages.

जल और अपशिष्ट जल उपचार

Raw Water Intake:

  • Screen Isolation: Large‑diameter (DN 800–DN 2000) ductile‑iron gate valves control flows of 10 000-30 000 m³/h from reservoirs, with Class 150–300 ratings at up to 16 छड़.
  • Pump Station Isolation: DN 150–DN 400 valves protect multistage pumps; resilient-seated options provide Class VI shut‑off to prevent cross‑contamination.

अपशिष्ट & Effluent:

  • Sludge Lines: Abrasion‑resistant trims (tungsten‑carbide overlays) in DN 100–DN 300 valves endure slurries with 10–30 % solids and velocities up to 3 एमएस.
  • UV Disinfection Bypass: DN 50–DN 150 plastic-lined (PVC/CPVC) gate valves resist chlorine and UV lamp coolant chemicals at ambient temperatures.

रासायनिक और पेट्रोकेमिकल प्रसंस्करण

Corrosive Services:

  • Acid/Alkali Lines: PTFE‑lined gate valves (DN 15–DN 200; PN 16–PN 40) handle 98 % H₂SO₄ and 50 % NaOH at 80 ° C, achieving leak rates ≤ 1 × 10⁻⁶ m³/s.
  • Chlorine & Chlorosulfonic Acid: Hastelloy C‑276 trims and double‑lip graphite packing maintain integrity at 120 डिग्री सेल्सियस और 20 छड़.

Hydrocarbon Processes:

  • Reaction Feed Isolation: Stainless‑steel Class 600 valves isolate C₄/C₅ feedstocks into reactors at 200 ° C, minimizing vapor leakage and environmental emissions.
  • Glycol Regeneration Units: Flexible‑wedge Class 300 valves in DN 50–DN 150 sizes handle 200 °C rich glycol with entrained solids.

7. लाभ & गेट वाल्व के नुकसान

लाभ

  • Minimal Pressure Loss
    जब पूरी तरह खुला हो, the gate retracts completely, offering a straight‑through flow path with head‑loss coefficients as low as 0.03–0.08.
    This translates to negligible ΔP, reducing pumping energy and operating costs in high‑flow systems.
  • Positive, Bi‑Directional Shut‑Off
    Wedge‑type gates (ठोस, flexible or split) generate metal‑to‑metal contact pressure
    that increases with line pressure, delivering ANSI/FCI Class IV–VI tightness in both flow directions—essential for safe isolation during maintenance or emergencies.
  • Broad Media Compatibility
    Available in materials from cast iron and carbon steel to duplex stainless and special alloys, gate valves accommodate liquids, गैसों, and slurries across a wide pH and temperature spectrum (-196°C से +600 ° C).
  • Scalable Size and Rating
    Manufactured from DN 10 डीएन को 2000 and rated ANSI Class 150 के माध्यम से 2500 (or PN 6–PN 40), gate valves suit everything from small instrumentation lines to large‑bore pipeline block valves.
  • सहनशीलता & Low Lifecycle Cost
    With simple internals (8–12 major parts), flanged ends for easy access, and replaceable seats,
    properly maintained gate valves can exceed 20 years of service in intermittent‑duty isolation roles.
Brass gate valve
Brass gate valve

नुकसान

  • Not Intended for Flow Regulation
    Partial opening creates a narrow slot that accelerates fluid, causing turbulence, कंपन, and accelerated seat/gate erosion—Cv can drop by up to 30 % after repeated throttling cycles.
  • धीमा संचालन & High Torque
    Large or high‑pressure valves may require 20–60 turns to stroke fully, and closing torque can exceed several thousand Nm—necessitating gearboxes or powered actuators for rapid or remote actuation.
  • Bulky Footprint
    Especially in rising‑stem or OS&Y designs, gate valves demand significant vertical clearance (तक 400 mm stem travel) and can weigh over a tonne in DN ≥ 600 mm sizes, increasing structural support requirements.
  • Higher Upfront Cost for Specialty Designs
    Special alloys, flexible‑wedge or split‑wedge trims, and high‑integrity seats (soft or metal) command premiums of 10–30 % over simpler valve types, though often offset by reduced maintenance and longer service life.

8. इंस्टालेशन, संचालन, और रखरखाव

इंस्टालेशन & संरेखण

  • निरीक्षण & अभिविन्यास: Verify valve and internals are damage‑free and clean. Install with flow arrow matching pipeline direction.
  • Flanged Ends: Align faces parallel (< 0.5 मिमी), use a criss‑cross torque pattern on bolts.
  • Threaded/Welded Ends: Apply appropriate sealant on threads; engage certified welders for butt‑ or socket‑weld joints.
  • सहायता: Brace piping near the valve (within 1–1.5× valve diameter) to prevent body stress and misalignment.

चालू होना, शट डाउन & थ्रॉटलिंग

  • Slow Cycling: Open/close in 1–2 minutes (छोटे वाल्व) or 3–5 minutes (बड़ा) to avoid water hammer and seat impact.
  • Full Stroke Only: Always operate gate valves fully open or closed—never throttle. For flow control, install a globe or control valve in series.
  • Pressure Equalization: उच्च-विभेदक रेखाओं पर, साइकिल चलाने से पहले दबाव को संतुलित करने के लिए बाईपास या इक्वलाइजिंग वाल्व का उपयोग करें.

निरीक्षण & समस्या निवारण

  • दृश्य जाँच: पैकिंग में लीक के लिए मासिक निरीक्षण करें, ढक्कन, और समाप्त होता है.
  • टोक़ निगरानी: कोई नोट करें > 10 % वृद्धि—सीट घिसाव का संकेत देती है, मलबा, या संक्षारण.
  • पैकिंग सेवा: विशिष्ट करने के लिए रेटोर्क ग्रंथि नट; रिसाव या गिरावट का पहला संकेत मिलते ही पैकिंग बदल दें.
  • सामान्य उपाय:
    • रिसाव: गोद या मशीन सीटें; पैकिंग नवीनीकृत करें.
    • चिपका हुआ गेट: मलबा बहाएं, चक्र वाल्व, क्षरण के लिए निरीक्षण करें.
    • High Torque: तने के धागों को साफ/चिकनाई करें; सीटों को पुनः व्यवस्थित करें या घिसे हुए हिस्सों को बदलें.

जीवन-चक्र लागत & विश्वसनीयता

  • लागत विकार: प्रारंभिक खरीदारी≈ 40%, स्थापना≈ 10%, रखरखाव≈ 30%, डाउनटाइम≈ 20%.
  • लंबी उम्र & लागत पर लाभ: हालाँकि अग्रिम लागत अधिक हो सकती है, उचित रूप से निर्दिष्ट गेट वाल्व अक्सर अलगाव सेवा में 15-20 वर्षों में विकल्पों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं - विशेष रूप से निवारक रखरखाव और गुणवत्ता सामग्री के साथ.

9. मानकों, कोड्स & विनियामक अनुपालन

गेट-वाल्व डिजाइन, उत्पादन, परीक्षण, and documentation must conform to recognized standards and regulations to ensure safety, विश्वसनीयता, and legal compliance.

अंतरराष्ट्रीय मानक

  • ASME B16.34 “Valves—Flanged, लड़ी पिरोया हुआ, and Welding End”
    Defines pressure–temperature ratings, सामग्री, DIMENSIONS, सहिष्णुता, अंकन, and inspection requirements for gate (और अन्य) valves in Classes 150–2500.
  • एपीआई 600 “Steel Gate Valves—Flanged and Butt‑Welding Ends”
    Specifies requirements for metal‑seated, bolted‑bonnet steel gate valves used in oil, गैस, and petrochemical service, including materials, डिज़ाइन, निरीक्षण, और परीक्षण.
  • आईएसओ 5208 “Industrial Valves—Pressure Testing”
    Standardizes shell, सीट, and backseat test procedures and allowable leakage rates for different valve classes (A–F), ensuring consistent performance verification worldwide.

क्षेत्रीय & उद्योग कोड

  • पीईडी (2014/68/यूरोपीय संघ)
    European Pressure Equipment Directive mandates essential safety requirements, conformity assessment procedures, and CE marking for pressurized equipment above 0.5 छड़, including gate valves.
  • ASME B31.3 “Process Piping”
    डिजाइन को नियंत्रित करता है, छलरचना, विधानसभा, and inspection of piping systems in chemical, पेट्रोलियम, and related industries; references valve standards for pressure integrity and material compatibility.
  • API 6D “Pipeline Valves”
    Covers design, परीक्षण, and documentation for valves used in pipeline transport of oil, गैस, और हाइड्रोकार्बन, with additional requirements for fugitive emissions and cycle testing.
  • जन्म MR0175/ISO 15156
    Specifies materials and corrosion controls for sour service (H₂S environments), mandating qualified alloys and hardness limits to prevent sulfide stress cracking.

10. अन्य वाल्वों के साथ तुलना

विशेषता गेट वाल्व विश्व वाल्व बॉल वाल्व चोटा सा वाल्व
प्रवाह प्रतिरोध बहुत कम (K ≈ 0.03–0.08) मध्यम (K ≈ 5–10) बहुत कम (K ≈ 0.05–0.1) निम्न-मध्यम (K ≈ 0.2–0.5)
थ्रॉटलिंग सिफारिश नहीं की गई उत्कृष्ट गोरा (cavitation risk) अच्छा (but non‑linear Cv)
Shut‑off Tightness कक्षा IV-VI (metal/soft seats) कक्षा IV-V (धातु सीटें) कक्षा VI (नरम सीटें) कक्षा IV-VI (depending on disc)
Bi‑directional हाँ नहीं हाँ हाँ
ऑपरेशन की गति धीमा (20–60 turns) धीमा (15–40 turns) बहुत तेज (¼–½ turn) तेज़ (¼–½ turn)
आकार सीमा DN 10–DN 2000+ DN 10–DN 800 DN 2–DN 300 DN 50–DN 2000
दबाव रेटिंग एएनएसआई 150-2500 / पीएन 6-पीएन 40 एएनएसआई 150-900 / पीएन 6-पीएन 40 एएनएसआई 150-600 / पीएन 6-पीएन 25 एएनएसआई 150-600 / पीएन 6-पीएन 40
लागत (per DN) मध्यम उच्च उच्च कम
रखरखाव मध्यम (पैकिंग, सीटें) उच्च (many parts) कम (few parts) कम (few parts)
पदचिह्न & वज़न Large and heavy in big sizes बड़ा सघन सघन

11. निष्कर्ष

Gate valves remain vital components in fluid-handling systems worldwide due to their robust construction, tight shut‑off capability, and versatility across pressure and temperature regimes.

By understanding the nuances of design, सामग्री चयन, and maintenance best practices—and by adhering to industry standards—engineers can optimize valve performance and longevity.

As digital integration, उन्नत सामग्री, and additive manufacturing reshape the industry, the gate valve will continue to evolve, underpinning the next generation of safe, कुशल, and reliable process systems.

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