Teljes portgömbszelep | Precíziós casting & Egyedi gyártó

1. Bevezetés

A teljes portgömbszelep egy golyóval rendelkezik, amelynek port átmérője megegyezik a belső csővezeték átmérőjével.

Ez a kialakítás kiküszöböli az áramlási korlátozást a szelepen, A nyomásesés minimalizálása, Az erózió csökkentése, és lehetővé téve a pigingot a csővezeték -szolgáltatásban.

Ezen előnyök miatt az olajban széles körben használják őket & gáz, petrolkémiai, víz, gyógyszerészeti és nagy tisztességű rendszerek.

A kompromisszumok valamivel nagyobb méretűek és súlyok, és magasabb költségek a csökkentett portos szelepekhez képest-de sok ipari alkalmazásban a működési előnyök meghaladják a növekményes költségeket.

Ez a cikk a teljes portgömbszelepeket elemzi a műszaki, gyártás, Működési és beszerzési perspektívák, és tartalmaznak adatközpontú útmutatásokat a kiválasztáshoz és a specifikációhoz.

2. Mi az a teljes portos golyószelep?

A teljesport (más néven fúrás) golyószelep egy negyed fordulószelep, amelynek labdája (A nyílás a labdán keresztül) Ugyanaz a névleges átmérő, mint a csövekbe.

Más szavakkal, A szelep bemutatja Nincs szándékos korlátozás a csőáramlási területre, ha teljesen nyitva van.

Kulcsfontosságú műszaki pontok

• Fúró egyenlőség: A helyesen megadott, teljes portos szelephez a golyó nyílás ≈ a cső belső átmérője (Személyazonosság).
  Ez ellentétben áll a redukált port (vagy csökkentett unalom) gömbszelep, amelynek furata kisebb, mint a csővezeték -azonosító.
• Hidraulikus következmény: Mert az áramlási terület nem csökken, egy teljes portos szelepnek van minimális nyomásesés és egy önéletrajz, amely nagyon közel van az egyenes csőhez, ugyanazon névleges méretben.
• Szinonimák: Teljes port = Teljes furat; A gyártók néha a „teljes portot” használják akkor is, ha a furat töredékileg kisebb - mindig erősítse meg a tényleges belső átmérőjű vagy CV görbét.

3. Tervezés & A teljes portgömb szelep belső alkotóelemei

Tipikus teljes portgömb szelep alkatrészek:

• Test / motorháztető: Egyrészes, kétrészes, háromrészes vagy osztott testű minták.
  Két- és a háromrészes minták megkönnyítik a belső karbantartást és cseréjét anélkül, hogy a szelepet a sorból eltávolítanák.
• Labda (gömb alakú elem): Fúrásgömb; Precíziós ülésre lepattan. Felszíni kivitel és keményfedés (PÉLDÁUL., króm bevonat, Csillag) kopásállósághoz használják.
• Ülések: Lezárja a labdát; Az anyagok a PTFE -től és a peek -től a fémes ülésekig terjednek, magas hőmérsékleten vagy csiszolószervizben.
• Szár: Továbbítja a működési nyomatékot; Csomagolást tartalmaz a szivárgás megakadályozása érdekében.
• Pecsétek & csomagolás: O gyűrűk, megerősített PTFE, grafit vagy fémtömítések a hőmérséklettől/kémiától függően.
• Csatlakozók vége: Karimák (Ansi/asme, TÓL), fenekű hegény, aljzathossza, csavarmenetes (Tipizma, BSP), aljzat vagy egészségügyi tri-kusza.
• Működtetőfelület: Izo 5211 szerelőpad a közvetlen működtetéshez (karton, sebességváltó, pneumatikus, elektromos, hidraulikus).

4. Anyag, Kohászat, és a teljes portgömbszelep díszítése

Anyag- és vágási lehetőségek Határozzák meg, hogy a teljes portos golyószelep egy évtized alatt fennmarad-e a szolgálatban, vagy néhány havonta cserélést igényel.

Tipikus szeleptest & Szerkezeti anyagok

Golyóanyagok & felszíni befejezés

A labda a fő tömítés és áramlási felület - a kohászat, Keménység és befejezés Határozza meg az élettartamot.

Közös golyóanyagok:

• 316L rozsdamentes (csiszolt) - Alapértelmezés a legtöbb kémiai/petro esetében, egészségügyi alkalmazások. Felszíni befejezés RA ≤ 0.4 µm tipikus; RA ≤ 0.2 µm a magas tisztaságra.
• Edzett / keményen rozsdamentes (Csillagfedelés / króm -karbid HVOF) - eróziós / iszapszolgáltatások.
• Nikkel -ötvözetek (Monel, Hastelloy) - Agresszív klorid/sav szolgáltatásokhoz.
• Krómozott szénacél - Használat, ahol keménységre van szükség és a korrózió ellenőrzése (nem az ételért).
• PTFE-bevonatú / A PTFE beágyazott golyók -A különleges nem tapadási igényekhez (Óvatosan a Temp -rel).

Felszíni befejezés:

• A szokásos ipari kivitel az elektro-csiszolt vagy mechanikusan csiszolt hogy RA 0,2–0,8 µm.
• Egészségügyi/biotechnológiai célokra, Elektropoliszra Ra ≤ 0.5 µm, passziválás a szabad vas eltávolításához.
• Csiszolószolgálatban, A golyó felületei gyakran keményen fakadó (Csillag) vagy HVOF WC-CO bevonatok A kopás életének növelése érdekében.

Ülésanyagok (a legkritikusabb kivitelválasztás)

Ülés funkció: Adjon szivárgás-könnyű kapcsolatot a labdával, miközben nyomást gyakorol, hőmérséklet és kémiai expozíció.

Lágy ülések (közös)

• PTFE (műszaki -polietrafluor -etilén) - Chem. Kiváló ellenállás, alacsony súrlódás. Temp -határ ≈ 200 ° C (folyamatos); Rövid kirándulások ~ 260 ° C -ra kockázatos.
• Rptfe / kitöltött PTFE (üveg, szén, bronz töltött) - Jobb kopás & kúszó ellenállás; Szolgáltatás ~ 240–260 ° C -ig.
• KANDIKÁL - Magas mechanikai szilárdság és hőhatár (~ 250–260 ° C), Jó szénhidrogén és sok vegyi anyag számára.
• Uhmw-or vagy / Polietilén - Alacsony hőmérséklet (kriogén) használat; Alacsony súrlódás, de rossz magas-T.

Magas hőmérsékletű / fémülések

• Csillag / Kemény rozsdamentes fémülések (fém-fém) - túlhevített gőzhez vagy >250–300 ° C és csiszolóáramok.
• Fémülés + lágy betét - hibrid: Fémülés a szerkezethez, Lágy PTFE betét a tömítéshez, ha hideg van.

Grafit tömítések / szénülések

• A szélsőséges tempókhoz (>350 ° C) használat Fémülések grafit tömítésekkel vagy grafit ülésköteggel.
  A grafit magas hőmérsékleten történő tömítést biztosít, de porózus, és lehetővé teszi a kis mennyiség szivárgását; gyakran másodlagos fémes ülésekkel használják.

Szár, Csomagolás & Másodlagos pecsétek

Szár anyag

• Jellemzően 316 / 17-4PH / duplex / ötvözet a korrózió és az erőigénytől függően. A STEM -nek ellenállnia kell az akasztásnak, és megfelelő nyírószilárdsággal kell rendelkeznie a működtetési nyomatékhoz.

Csomagolás & Élő betöltés

• PTFE / Grafit / PTFE-grafit keverékek A szárcsomagoláshoz.
• Élő terhelésű csomagolás (rugó alátétek) Fenntartja a tömítést a termikus ciklusok felett, és minimalizálja a szökevényes kibocsátásokat.
• A szökevényes kibocsátásokhoz (gázok, VOCS) ISO 15848-val kvalifikált csomagolásra van szükség (PÉLDÁUL., PTFE/grafit halom fémrugókkal).

5. Típus, Végcsatlakozások és működtetési lehetőségek

Szakember, A rendelkezésre álló teljes portos gömbszelep-variánsok mérnök-orientált felmérése, Hogyan kapcsolódnak a csővezeték rendszerekhez, és az ipari szolgáltatás megadásakor figyelembe kell vennie a működési lehetőségeket.

Szeleptípusok

(Használja ezeket a kategóriákat az operatív igényekhez - karbantartáshoz, nyomás, méret, disznó képesség, Működési nyomaték és biztonság.)

Végcsatlakozási típusok (Hogyan csatlakozik a szelep a csövekhez)

(Válassza ki a nyomású osztályonként, karbantartási stratégia, és a növényi előírások.)

Működési lehetőségek

6. Kulcsgyártási folyamat-teljes portos gömbszelepek

Elsődleges formázás: casting/kovácsolás / áruház

• Tervezés módszere: öntvény (homok/befektetési casting) komplexumhoz, nagy test; kovácsolt vagy bárkészlet kisebb vagy nagy integritású alkatrészekhez.
• Kritikus kezelőszervek az öntvényekhez: ellenőrzött olvadás (EAF/indukció + LF/VD), kerámia szűrés, Argon Degas, irányított kapu & emelők, Hidgülés vastag szakaszokhoz. Cél feloldott H₂ < 5 ppm.
• Öntési hőmérséklet tipikus: 1,550–1 600 ° C a CR-MO ötvözetekhez (alkalmazkodjon az ötvözethez); Korlátozza a túlhevítést, hogy elkerülje a durva szemcséket.

Ellenőrzés: RT/UT a nyomásrészeknél (100% ahol szükséges), vizuális a forró könnyekhez, A magfúrók dimenziós ellenőrzése.

Durva megmunkálás & stabilizáció

• Durva fordulás/malom a bőr eltávolításához, felszállító maradványok és lehetővé teszik a hőkezelést.
• Karbantartja a nullapont -referenciákat a koncentrikusság és a fúrás igazításához. Használja a CMM első részes ellenőrzését.
• Tipikus durva juttatás: 1–4 mm, az öntudat és a bevonási támogatástól függően.

Hőkezelés (ahol szükséges)

• Alkalmazzon minősített ciklusokat anyagonként: PÉLDÁUL., Normalizálja/enyhítse → oltási/léghűtés → temperamentum az ötvözött acélokhoz. PWHT a sikátorhoz (hegesztett testekhez vagy ötvözött acélokhoz) rögzíteni kell.
• Jegyezze fel a kemence táblázatait minden terheléshez (T vs idő) és jelölje meg az alkatrészeket hő -azonosítóval.

Befejezés megmunkálása - Kritikus geometria & tolerancia

• A CNC befejezi az összes kritikus funkciót: golyó ülés, golyófúrt, szárfúrók, karima arcok, szemtől szemben.
• Céltolerancia (tipikus):

• • Fúró koncentricitás: ≤ 0.05 mm a golyó tengelyére a kis/medszelepekhez; ≤ 0,1–0,2 mm nagyon nagyért.
  • Szemtől szemben: Per ASME B16.10 Tolerancia ± 1–3 mm, méretétől/osztálytól függően.
  • Szelepgömb kifutás / gömbösség: ≤ 0,02–0,05 mm.
  • Felszíni befejezés (nedvesített): Általános ≤ RA 0.4 µm; egészségügyi ≤ RA 0.25 µm; Nagy-tisztaság ≤ RA 0.2 µm.

• Hardfacing/hvof overlay: Jelentkezés és gép a névleges vastagságig. Tipikus overlay vastagság: 0.3–1,0 mm (csillag) vagy 100–300 um HVOF bevonatokhoz. Ellenőrizze a kötést és a repedés hiányát.

Ellenőrzés: CMM jelentés, felszíni-végi mérések, keménység leképezés, bevonat vastagsága & tapadási tesztek.

Összeszerelés & vágócsapás

• Golyó/ülés lepattanó/ütéses szerelvények az érintkezési minta létrehozásához és az ülések tömítésének biztosítása érdekében. Mérje meg az ülés érintkezési sávját és biztosítsa az egységességet.
• Szerelje be az ülésrugókat, hátsó ülés, antisztatikus csapok, Szükség szerint nyomáscsökkentő/kipufogógáz -szerelvények. Élő-terhelésű csomagolás előre beállítva, ha megadják.

Célok: Buborék-szoros a folyékony szolgáltatásokhoz új puha üléseken (Ellenőrizze az ülésenkénti testre specifikát).

Végleges összeszerelés & nyomaték -ellenőrzés

• Összeszerelje a teljes szelepet, Alkalmazza a megadott nyomaték -előterheléseket a mirigyre, Kövesse a vezérelt rögzítőelem meghúzási sorrendjét (nyomaték szorzó vagy hidraulikus nyomaték).
  Nyomaték -eljárások és rögzített nyomatékértékek rögzítve.
• Telepítse a hajtóműveket (Ha az ellátás része) És ellenőrizze az ISO -t 5211 felszerelés.

Tesztelés

• Hidrosztatikus héjvizsgálat: 1.5× maximális működési nyomás (vagy Po -ban); dokumentumnyomás, hőmérséklet, időtartam és megfigyelhető szivárgás. 100% tesztelt.
• Ülésszivárgásvizsgálat: méhekért 598 / Izo 5208 numerikus határérték (Adja meg a folyékony/gáznyomást, és megengedi az ML/perc vagy a buborékosztályt). 100% tesztelt.
• Funkcionális kerékpározás: minimális 5 ciklusok nyomás alatt vagy a megadott módon; rögzítse a nyomatékot nyitott/bezáráskor, és figyelje meg az ülés/csomagolási viselkedést.
• Nyomatékgörbe & Önéletrajz (mintába vett vagy 100% kritikusságonként): Mérje meg a kitörő és a futó nyomatékot ΔP = 0 és névleges ΔP -nél; eladó a nyomaték és a nyomásgörbe ellátása érdekében. Az önéletrajzot tesztfeltételekkel kell ellátni.
• Szökevényes kibocsátás (Ha szükséges): Izo 15848 A szárcsomagolás tesztelése / működtetési csomag.
• NDE rekordok: RT/UT/MPI/LPI az öntvényekhez/hegesztésekhez szükséges.

7. Szabványok, Tesztelés, és tanúsítások

A meghatározáshoz szükséges legfontosabb szabványok és tesztek:

• Tervezés & gyártás: ASME B16.34, 6D -s tűz (csővezeték -szelepek), -Ben 12516
• Szemtől szemben / végkapcsolatok: ASME B16.10, B16.5 (karimák)
• Karimás fúrás: ASME B16.5 / EN1092
• Nyomásvizsgálat: API 598, Izo 5208 (héj- és ülésvizsgálat)
• Tűzvizsgálat: API 607, Izo 10497
• Anyagi nyomon követhetőség: -Ben 10204/3.1 bizonyítvány (vagy 3.2) - Kémiai és mechanikai tesztjelentések
• Szökevényes kibocsátás: Izo 15848-1/2 A szár pecsétekhez
• Nde: Röntgenográfia / Ultrahang a kritikus öntvényeken/hegesztéseken; PMI az anyagi ellenőrzéshez
• Felszíni befejezés / egészségügyi: 3A, Ehedg, RA ≤ 0.8 µm étel/gyógyszer

8. Általános meghibásodási módok, Hibaelhárítás, és enyhítés

9. A teljes portgömbszelep kulcsfontosságú alkalmazása

• Olaj & Gáz (csővezetékek / exportvonalak): malackahártya-hegény szelepek, Trunnion nagy méretre, Kemény fakult díszítések homok/szilárd anyagokhoz.
• Petrolkémiai / Finomítás: Magas-T folyamatvonalak és tisztító hurkok-Ötvözött testek és fémülések; PWHT, ahol szükséges.
• Energiatermelés: táplálékvíz, Fejlécek és kiegészítő csomagtartó vonalak - Használjon ötvözött testeket és fémüléseket a túlhevített gőzhez.
• Vegyi feldolgozás: többfázisú és korrozív patakok-válassza ki a korrózióálló ötvözeteket (316L, Hastelloy, duplex) és megfelelő ülések (Ptfe/peek vagy fém).
• Víz & Közművek: Szivattyúállomások és mérési futások - Duktilis vasaló vagy rozsdamentes, karimás vagy födém vége.
• Iszap / Bányászati: Az Abrasive Service keményen fakadó golyókat és cserélhető fém-/kerámia ülésgyűrűket használ.
• Egészségügyi / Gyógyszer: háromszoros, elektropolizált 316L, 3-darab minták a CIP és az egyszerű karbantartáshoz.
• Kriogénika / LNG: Alacsony tempós anyagok és speciális ülés/csomagolás (PCTFE/UHMW-OR); kiterjesztett szárak.

10. Összehasonlítás a versengő szeleptípusokkal

11. Jövőbeli innovációk: Okos és fenntartható teljes portszelepek

A teljes portgömbszelepek fejlődését két trend hajtja meg: ipari tárgyak internete (Iiot) Integráció és fenntarthatóság - mind a hatékonyság javítása és a környezeti hatás csökkentése célja.

Intelligens szelep technológia

• Beágyazott érzékelők: Teljes port szelepek nyomással, hőmérséklet, és áramlási érzékelők (PÉLDÁUL., Intelligens golyószelep Rusco) A valós idejű adatokat továbbítson egy központi vezérlőhöz.
  Ez lehetővé teszi a prediktív karbantartást - az operátorok ülés kopását vagy eltömődését, mielőtt a teljesítmény lebomlik.
  Vízkezelő üzemben, Az intelligens teljes port szelepek csökkentették a nem tervezett állásidőt 40%.
• Digitális ikrek: A teljes portszelepek virtuális másolata (PÉLDÁUL., ABB CATFART ™ platform) Szimulálja a teljesítményt változó körülmények között (áramlási sebesség, nyomás).
  Az ExxonMobil digitális ikreket használ a teljes kikötői szelep működésének optimalizálására az olajvezetékekben, az energiafogyasztás csökkentése az által 12%.
• Elektromos működtetés 2.0: Következő generációs elektromos hajtóművek (PÉLDÁUL., Emerson Bettis ™) Kínáljon 0,1 ° -os helyzetpontosságot és energiahatékonyságot 50% magasabb, mint a pneumatikus rendszerek.
  Párosítva a V-notched teljes portszelepekkel, Ezek lehetővé teszik a pontos fojtószelepet a magas áramlású folyamatokhoz.

Fenntartható tervezés

• Újrahasznosítható anyagok: Teljes portszelepek készültek 30% újrahasznosított rozsdamentes acél (PÉLDÁUL., Kitz Corporation) Csökkentse a szénlábnyomot 15% VS. szűz acél, Találkozó EU CSRD (Vállalati fenntarthatósági jelentési irányelv) követelmény.
• Alacsony szivárgásos tömítések: Az új PTFE-szilikon kompozit ülések csökkentik a szivárgást <0.0001 std cm³/s (túllépve az ISO -t 5208 VI. Osztály), A mérgező folyadékok környezeti hatásának minimalizálása.
• Moduláris felépítés: 3D nyomtatott teljes portszelepmagok (PÉLDÁUL., Az SLM technológia használata) Engedélyezze az egyedi fúróméreteket a niche alkalmazásokhoz, az anyaghulladék csökkentése 30% VS. hagyományos megmunkálás.

12. Következtetés

Teljes kikötőgolyó szelepek nem csupán áramlásvezérlő eszközök; azok hatékonyság -elősegítők, amelyek csökkentik az energiaköltségeket, Minimalizálja az állásidőt, és biztosítja a megbízható működést a kritikus ipari folyamatokban.

Egyedülálló teljes furatú kialakításuk kiküszöböli az áramlási korlátozásokat, míg a fejlett anyagok és az építési variánsok korrozívra igazítják őket, magas hőmérsékletű, és nagynyomású környezetek.

Mivel az iparágak magasabb fenntarthatóságot és okosabb műveleteket igényelnek, A teljes portgömbszelepek tovább fejlődnek - az IoT érzékelők integrálása, újrahasznosítható anyagok, és a precíziós működtetés.

Mérnököknek, beszerzési csapatok, és növénykezelők, A teljes kikötői gömbszelepek - az anyagválasztásig a karbantartásig - megértő stratégiai kötelező a teljesítmény optimalizálása érdekében a teljes kikötői szelepek - a karbantartásig - megértése, Csökkentse a költségeket, és teljesítse a környezeti célokat.

GYIK

Mikor válasszam ki egy teljes portgömbszelepet egy redukált portos szelepen?

Válassza a teljes portot, ha: (1) Az áramlási sebesség magas (>100 GPM) és a nyomásesést minimalizálni kell; (2) A média szilárd anyagokat tartalmaz (kecskék, szennyvíz) vagy a nagy viszkosság (nyersolaj, szirupok);

(3) csővezeték -sertés/takarítás szükséges. A redukált port jobb az alacsony áramláshoz, költségérzékeny alkalmazások.

Milyen anyag a legjobb a teljes kikötői gömbszelephez a tengervízben?

Duplex 2205 vagy szuper duplex 2507.

Ezeknek az ötvözeteknek pren (Hüvelyes ellenállás egyenértékű száma) 32–45, A klorid -korrózió ellenállása (>200 PPM Cl⁻) Jobb, mint a 316L (Wood 24–26). A 2205 A teljes kikötői szelep a tengervízben 15–20 évig tart, szemben. 5–7 év 316L -re.

Használhatók -e a teljes portgömbszelepek a fojtáshoz?

A szokásos teljes portszelepek gyenge a fojtószelep számára (Kavitációt okoznak részleges nyílásokon).

A magas áramlású folyamatok fojtására, Használjon v-sothed teljes portszelepeket (15° –90 ° V-vágás), amelyek elérik az áramlási arányokat 50:1 és minimalizálja a kavitációt.

Mi a teljes portgömb szelep tipikus szerviz élettartama?

10–25 év, az anyagtól és a karbantartástól függően.

Például: (1) 316L Teljes port a vegyi szolgáltatásban (éves karbantartás) 15–20 évig tart;

(2) 2205 duplex volfrám -bevonattal iszapszolgáltatásban (6-havi karbantartás) 20–25 évig tart.

Hogyan tesztelhetek egy teljes portgömbszelepet szivárgáshoz?

Viseljen egy API -t 598 ülésvizsgálat: (1) Alkalmazza az 1,1 × működési nyomást a bemeneti nyílásra; (2) Blokkolja a kimenetet, és merítse a szelepet a vízbe;

(3) Ellenőrizze, hogy vannak -e buborékok - nem jelzik az ISO -t 5208 VI. Osztály megfelelés. Nagy szelepekhez, Használjon egy buborékszámlálót a szivárgás méréséhez (<0.1 std cm³/s).