Vartų vožtuvo ir rutulinių vožtuvų komponentų tiekėjai

Vartų vožtuvas ir rutulinis vožtuvas: Kurį pasirinkti?

Turinys Parodyti

Įvadas

Vartų vožtuvas ir rutulinis vožtuvas yra viena iš dažniausiai diskutuojamų temų skysčių valdymo inžinerijoje, nes abu yra vieni plačiausiai naudojamų uždarymo vožtuvų įvairiose pramonės šakose.

Nors jų paskirtis – leisti arba sustabdyti skysčių tekėjimą – gali atrodyti identiška, jų dizainas, veikimo principas, Spektaklis, ir ekonominis profilis labai skiriasi.

Pasirinkimas tarp dviejų nėra trivialus sprendimas.

Tinkamas vožtuvas gali pagerinti sistemos efektyvumą, sumažinti energijos nuostolius, sumažinti prastovos laiką, ir užtikrinti ilgalaikį patikimumą, kadangi neteisingas pasirinkimas gali sukelti nuotėkį, brangi priežiūra, ar net pavojų saugumui.

Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus vartų vožtuvo ir rutulinio vožtuvo palyginimas, dengianti jų struktūrą, sandarinimo efektyvumas, veikimo greitis, slėgio ir temperatūros galimybės, priežiūros reikalavimus, ir realaus pasaulio taikymo scenarijus.

1. Kas yra vartų vožtuvas

A vartų vožtuvas yra tiesinio judesio uždarymo vožtuvas, kuris remiasi plokščiais arba pleišto formos „vartais“, kad blokuotų arba atblokuotų skysčio srautą per apskritą angą.

Vartai vožtuvo korpuse juda vertikaliai, pasiekti arba a pilnai atidaryta arba pilnai uždaryta pozicija.

Skirtingai nuo gaublių ar drugelių vožtuvų, vartų vožtuvai yra neskirtas droseliui; naudojant juos iš dalies atidarytus, gali atsirasti vibracija, kavitacija, ir pagreitėjęs nusidėvėjimas.

Pagrindinis vartų vožtuvo pranašumas yra jo gebėjimas tiekti mažas slėgio kritimas ir didelis srauto efektyvumas visiškai atidarius.

Kadangi srauto kelias yra beveik tiesus, skysčio pasipriešinimas yra sumažintas iki minimumo, todėl vartų vožtuvai yra labai veiksmingi didelio skersmens ir aukšto slėgio vamzdynai.

Vartų vožtuvas
Vartų vožtuvas

Pagrindinės vartų vožtuvų savybės

Linijinis paleidimas

Vartai veikia vertikaliu linijiniu judesiu, judant aukštyn, kad atidarytumėte, arba žemyn, kad uždarytumėte. Tai pasiekiama naudojant srieginį kotą, varomą rankinio rato, greičių dėžė, arba linijinė pavara.

Didelis srauto efektyvumas

Kai visiškai įtrauktas į variklio dangtį, vartai palieka tiesią angą su minimalia turbulencija.
Srauto koeficientas (CV) gali viršyti 10,000 12 colių vožtuvui, leidžiantis itin efektyviai perduoti skysčius ilgais vamzdynais.
Šis mažas pasipriešinimas sumažina siurbimo energijos nuostolius, todėl vartų vožtuvai yra naudingi didelės talpos, didelio skersmens tinklai tokių kaip aliejus, dujos, ir vandentiekis.

Lanksčios sandarinimo parinktys

  • Sėdynės iš metalo į metalą: Suteikti ilgaamžiškumą pagal aukštas slėgis ir aukšta temperatūra sąlygas, su reitingais iki 600 ° C. (1,112 ° F.) ir Klasė 2500 (≈ 2,500 psi) paslauga.
  • Tamprūs arba minkšti sandarikliai (Ptfe, EPDM, NBR): Pasiūlykite sandarų uždarymą esant žemam ir vidutiniam slėgiui, plačiai naudojamas vandentiekiuose ir bendrosiose komunalinėse sistemose.
    Šie sandarikliai sumažina nuotėkio greitį iki beveik nulis lašų per minutę pagal ANSI nuotėkio standartus.

Platus dydžio ir slėgio diapazonas

Sklendės gaminamos skersmenimis iš ½ colio (DN15) į 48 coliai (DN1200+), apimantis tiek mažus pramoninius vamzdynus, tiek didžiulius komunalinius ar naftos chemijos tinklus.

Jie yra ekonomiškiausi ir efektyviausi skersmenys aukščiau 12 coliai, kai alternatyvūs vožtuvų tipai tampa nepraktiškai dideli arba brangūs.

Slėgio reitingai svyruoja nuo Pn10 (150 psi) į PN250 (2,500 psi), užtikrinant pritaikymą nuo standartinių komunalinių paslaugų iki aukšto slėgio proceso linijų.

2. Kas yra rutulinis vožtuvas

A rutulinis vožtuvas yra sukamojo judesio uždarymo vožtuvas, kuris valdo srautą naudojant sferinį kamštį ("kamuolys") su centrine anga.

Kai skylė susilygina su dujotiekiu, skystis teka laisvai; pasukus 90°, kamuolys blokuoja praėjimą, srauto sustabdymas.

Tai ketvirčio posūkio operacija Dėl to rutuliniai vožtuvai yra greičiau ir lengviau įjungiami, palyginti su linijinio judėjimo vožtuvais, tokiais kaip vartų vožtuvai.

Rutuliniai vožtuvai yra plačiai naudojami Nafta ir dujos, Cheminis apdorojimas, ŠVOK, Vandens valymas, ir suspausto oro sistemos, kur patikimas uždarymas, Kompaktiškas dizainas, ir automatizavimo suderinamumas yra labai svarbūs.

Jie ypač mėgstami toms programoms, kurioms reikia dažna operacija ir sandarus sandarinimas.

Žalvario rutulinis vožtuvas
Žalvario rutulinis vožtuvas

Pagrindinės savybės

Ketvirčio posūkio įjungimas

Valdomas sukant rankeną arba pavarą 90°, rutuliniai vožtuvai leidžia greitai atidaryti ir užsidaryti.

Dėl to jie puikiai tinka avariniam išjungimui ir automatinėms sistemoms.

Įjungimo sukimo momentas yra mažas, palyginti su sklendėmis, o pneumatinės arba elektrinės pavaros dažniausiai įrengiamos nuotoliniam arba automatiniam valdymui.

Puikus srauto efektyvumas

Pilnos angos rutuliniai vožtuvai užtikrina netrukdomą darbą, tiesus srauto kelias, su slėgio kritimu ir turbulencija beveik tokia pat maža kaip sklendės.
Tipiškas srauto koeficientas (CV) vertės gali viršyti 12,000 12 colių vožtuvui, kad jie būtų efektyvūs energijos požiūriu didelėse sistemose.
Galimos ir sumažintos angos versijos, kuriose kompaktiškumas yra svarbesnis už maksimalų srautą.

Aukščiausias sandarinimo efektyvumas

  • Minkšti rutuliniai vožtuvai (Ptfe, nailonas, Žvilgtelėti) pasiūlymas sandarus uždarymas ir yra plačiai naudojami dujų ir skysčių vamzdynuose.
    Nuotėkio efektyvumas dažnai susitinka ANSI/FCI 70-2 VI klasė (nulinio nuotėkio standartas).
  • Metaliniai rutuliniai vožtuvai yra suprojektuoti aukšta temperatūra (iki 500 ° C. / 932 ° F.) ir abrazyvinis aptarnavimas, kur minkštos sėdynės degraduotų.

Dizaino universalumas

  • Plaukiojantis kamuolys: Standartinis dizainas, kai kamuoliuką laiko sėdynės; tinka žemai- į vidutinio slėgio tarnybą (iki 100 PN / 1,000 psi).
  • Ant kamieno pritvirtintas rutulys: Kamuolys tvirtinamas ant tvarsčių, sumažina sėdynių susidėvėjimą ir leidžia naudoti didesnius dydžius bei didesnį slėgį (iki PN420 / 6,000 psi).

Dydis ir slėgio diapazonas

Rutulinius vožtuvus galima įsigyti nuo ¼ colio (DN8) į 36 coliai (DN900) standartinėje gamyboje.

Nors jie yra kompaktiški, palyginti su sklendėmis, jie yra ekonomiškiausi mažo ir vidutinio skersmens (≤12 colių).

Slėgio klasės paprastai svyruoja nuo PN10 iki PN420 (150 psi to 6,000 psi) priklausomai nuo dizaino ir medžiagos.

3. Struktūriniai ir funkciniai principai

Esminis skirtumas tarp vartų vožtuvas vs rutulinis vožtuvas slypi jų judesio tipas ir sandarinimo geometrija, kurie tiesiogiai įtakoja jų veikimo greitis, srauto efektyvumas, slėgio galimybė, ir priežiūros reikalavimai.

Vartų vožtuvas
Vartų vožtuvas

Vartų vožtuvas: Linijinis judėjimas su pleištu arba lygiagrečiu sandarinimu

  • Struktūra
    Tipiškas vartų vožtuvas susideda iš a vartai (diskas), kamienas, Sėdynės, variklio dangtis, ir vožtuvo korpusas.
    • Kūnas: Paprastai liejamas arba kaltas anglinis plienas, Nerūdijantis plienas, arba kaliojo ketaus.
    • Kamienas: Srieginis (kylantis ar nekylantis) vartų įjungimui.
    • Bonnetas: Užsukamas varžtais, suvirintas, arba sandariai uždarytas slėgiui sulaikyti.
    • Vartai: Pleišto formos arba lygiagretaus disko dizainas.
  • Sandarinimo mechanizmai
    • Pleištiniai vartai: Kūginis diskas priglunda prie pasvirusių kėbulo sėdynių. Tai yra savaime užsiveržia esant sistemos slėgiui, todėl idealiai tinka aukšto slėgio sistemos (ANSI klasė 600–2500, ~100–420 barų).
    • Lygiagretūs vartai: Dvi plokščios plokštės su paskirstymo spyruokle užtikrina vienodą kontaktą. Geriausia žemo slėgio, švarių skysčių aptarnavimas (Pvz., vanduo, rafinuoti produktai).
  • Funkcija
    Valdymas apima koto pasukimą rankračiu arba pavara. Šis judesys tiesiškai pakelia arba nuleidžia vartus, leidžianti tekėti pakėlus ir sandarinti, kai nuleidžiama.
    Visiškai atviroje padėtyje, vartai visiškai įsitraukia į variklio dangtį, paliekant beveik netrukdomą angą.
  • Apribojimai
    • Lėtas įjungimas – DN300 (12-coliai) gali prireikti vožtuvo 30– 60 sekundžių pilnai veikti.
    • Didelis pėdsakas – linijinei eigai reikia ilgesnių akis į akį ir stiebo aukščio matmenų (pagal ASME B16.10).
    • Netinka droseliui – dalinės angos sukelia vibraciją, kavitacija, ir sėdynės pažeidimai.

Rutulinis vožtuvas: Sukamasis judesys su sferiniu sandarikliu

  • Struktūra
    Rutulinis vožtuvas sudarytas iš a sferinis rutulys su prievadu, Sėdynės, kamienas, ir kūnas.
    • Kūnas: Paprastai vientisas, dviejų dalių, arba trijų dalių konfigūracijos, įgalinantis skirtingus priežiūros lygius.
    • Sėdynės: Minkšta (Ptfe, Žvilgtelėti) arba metalo (Stellite, Inconel) skirtingoms aptarnavimo sąlygoms.
    • Kamienas: Įtraukia kamuolį, pasukdami jį ketvirčiu apsisukimo.
  • Sandarinimo mechanizmai
    • Plaukiojantis kamuolys: Rutulys prispaudžiamas prie pasroviui esančios sėdynės spaudžiant liniją. Paprasta, ekonomiškai efektyvus, ir paplitęs mažas- iki vidutinio dydžio vožtuvų (≤ DN150 / 6 in.).
    • Ant kamieno pritvirtintas rutulys: Rutulys yra pritvirtintas prie viršutinės ir apatinės velenų, sumažina sukimo momentą ir sėdynės susidėvėjimą.
      Skirta stambiavamzdis, aukšto slėgio tarnyba (DN200+ / 8 in., iki ANSI klasės 2500 / ~420 barų).
  • Funkcija
    A ketvirčio posūkis (90°) stiebo sukasi kamuolį.
    • At , kiaurymė susilygina su dujotiekiu, kad būtų pilnas srautas.
    • At 90°, anga yra statmena, užtikrina sandarų uždarymą.
    • Minkštos sėdynės deformuotis pasiekti Burbulų tvirtas sandariklis (VI klasės nuotėkis pagal ANSI/FCI 70-2).
    • Metalinės sėdynės atlaikyti Abrazyvinis, korozija, arba aukštos temperatūros paslauga (iki 500 ° C. / 932 ° F.).
  • Privalumai
    • Kompaktiški matmenys: Trumpas akis į akį ilgis standartizuotas pagal ASME B16.10.
    • Greitas įjungimas: Tereikia ketvirčio apsisukimo, leidžianti operuoti pagal 5 sekundės daugumai dydžių.
    • Paruošta automatizuoti: Idealiai tinka avariniam išjungimui (ESD) ir nuotolinio valdymo pultas su pneumatiniu, elektrinis, arba hidraulinės pavaros.

4. Sandarinimo efektyvumo ir srauto charakteristikos

The sandarinimo patikimumas ir srauto elgesys vožtuvai yra svarbūs veiksniai saugumas, efektyvumas, ir gyvenimo ciklo kaina.

Net nedidelis sandarumo klasės ar srauto koeficiento skirtumas (CV) gali išversti į milijonus dolerių energijos sutaupymui arba baudoms už emisiją didelio masto pramoninėms operacijoms.

Rutulinio vožtuvo komponentas
Rutulinio vožtuvo komponentas

Žemiau pateikiamas išsamus vartų vožtuvo ir rutulinio vožtuvo palyginimas.

Sandarinimo atlikimas

Metrika Vartų vožtuvas Rutulinis vožtuvas
Sandarinimo tipai Metalas į metalą (aukšta temperatūra/slėgis iki 815 ° C., ASME klasė 4500) Minkštas sėdimas (PTFE/EPDM iki 260 ° C., Klasė 600) Minkštas sėdimas (Ptfe, FKM, Žvilgtelėti) su sandarus uždarymas (VI klasė, ≤260 °C) Metalinis sėdimas (Stellite, Inconel) už ≤650 °C, iki klasės 2500
Nuotėkio sandarumas Metalinis sėdimas: ISO 5208 IV klasė (0.01 cm³/min vienam mm kiaurymei) Minkštas sėdimas: VI klasė (beveik nepralaidus burbulams) Minkštas sėdimas: VI klasė (0.0001 cm³/min) Metalinis sėdimas: V klasė (0.001 cm³/min)
Dvikryptis sandarinimas Pleištiniai vartai: Taip Lygiagretūs vartai: Ribotas (jautrūs nuotėkiui prieš srovę esant žemam slėgio skirtumui) Plaukiojantis ir tvirtinamas ant svirties: Taip, dėl vienodo sėdynės kontakto ir slėgio pagalbinio sandarinimo

Duomenų taškas: Atliekant nepastovios emisijos bandymus (ISO 15848), rutuliniai vožtuvai su minkšta vieta pasiekti 99.9% veikimas be nuotėkio, palyginti su 95% minkštų užtvarų vožtuvams nuolatiniame darbe.

Šis skirtumas gali reikšti tonų LOJ emisijų kasmet sutaupoma chemijos gamyklose.

Srauto charakteristikos

  • Atsparumas srautui
    • Vartų vožtuvas: Nuo vidutinio iki žemo.
      • Pilnos angos DN300 (12-coliai) pleišto vartų vožtuvas: Cv = 8 000–10 000, su slėgio kritimu <2 baras už 100 m žalios naftos vamzdynuose.
      • Tačiau, iš dalies atviri vartai sukelia turbulenciją ir kavitaciją.
    • Rutulinis vožtuvas: Labai žemas visos angos dizainui.
      • 12-colių pilno angos rutulinis vožtuvas: Cv = 6 000–7 000, paprastai 30% mažesnis slėgio kritimas nei lygiavertis vartų vožtuvas.
      • Sumažinto prievado dizainas: Cv = 4000–5000, aukojamas efektyvumas dėl kompaktiškumo.
  • Priemaišų ir srutų tvarkymas
    • Vartų vožtuvas: Linkęs į nesėkmes nešvarioje tarnyboje. Suspenduotos kietosios medžiagos (smėlio, skalė, dumblas) gali nakvoti tarp vartų ir sėdynių.
      Tyrimai rodo ~20% sklendžių gedimų kasybos ir srutų srityse atsiranda dėl sėdynės užstrigimo arba erozijos.
    • Rutulinis vožtuvas: Geriau tinka užterštiems skysčiams.
      • Pilnos angos, Ant spyruoklių sumontuotos konstrukcijos leidžia praplovimo angas.
      • Kasybos srutų servise, rutulinių vožtuvų gedimų dažnis yra ~10 %, pusė vartų vožtuvų.
  • Droselio tinkamumas
    • Vartų vožtuvas: Nerekomenduojama.
      • Dalinės angos sukelia srauto turbulenciją, kavitacija, vibracija, ir pagreitėjusi sėdynės erozija.
      • Valdymo tikslumas prastas: ±20–30 %.
    • Rutulinis vožtuvas: Pritaikomas droseliui, kai suprojektuotas su V formos arba sumažinto angos apdaila.
      • Užtikrina nuspėjamą sūkurio srautą, įgalina ±5 % srauto valdymo tikslumas, plačiai taikomas cheminių medžiagų dozavimas ir dujų paskirstymas.

5. Veikimo greitis ir valdymas

Įjungimo greitis ir automatikos suderinamumas yra labai svarbūs reaguojant į avariją ir proceso efektyvumui.

Vartų vožtuvo komponentas
Vartų vožtuvo komponentas

Veikimo greitis

  • Vartų vožtuvas: Lėtas – reikia 10–50 stiebo pasukimų (priklausomai nuo dydžio) visiškai atidaryti/uždaryti. 12 colių elektrinis vartų vožtuvas įsijungia per 30–60 sekundžių (vs. 1–2 sekundės rutuliniam vožtuvui).
    • Apribojimas: Netinka ESD sistemoms, kai 1 sekundės vėlavimas padidina avarijos riziką 40% (API 521 duomenis).
  • Rutulinis vožtuvas: Greitas – 90° ketvirčio apsisukimas leidžia paleisti 1–2 sekundes (pneumatinis) arba 5–10 sekundžių (elektrinis).
    • Pranašumas: Idealiai tinka ESD (Pvz., naftos perdirbimo kuro linijos) ir dažno ciklo sistemos (Pvz., ŠVOK, 1,000+ operacijų per metus).

Automatikos ir pavaros suderinamumas

  • Vartų vožtuvas: Reikalingos linijinės pavaros (hidraulinis/pneumatinis) sukamąjį judesį paversti linijiniu stiebo judesiu.
    Šie yra stambesni, brangesnis (2x rutulinių vožtuvų pavarų kaina), ir reikalauja daugiau priežiūros.
  • Rutulinis vožtuvas: Naudoja ketvirčio apsisukimo pavaras (pneumatinis/elektrinis), kurios yra kompaktiškos, pigūs (Pvz., $1,500 6 colių elektrinei pavarai vs. $3,000 vartų vožtuvo pavarai), ir suderinamas su išmaniaisiais valdikliais (HART/Foundation Fieldbus).

6. Galimybė išlaikyti slėgį ir temperatūrą

The slėgis-temperatūra (P-T) reitingai vožtuvai nustatomi pagal Medžiagos pasirinkimas, kėbulo dizainas, sandarinimo tipas, ir pramonės standartus.

Žalvarinis vartų vožtuvo komponentas
Žalvarinis vartų vožtuvo komponentas

Tinkamas P-T pasirinkimas užtikrina saugus veikimas, minimalus nuotėkis, ir prailgintas tarnavimo laikas, ypač aukšto slėgio ir aukštos temperatūros įrenginiuose, pavyzdžiui, energijos gamybos ir naftos chemijos srityse.

Slėgio reitingai

Vožtuvo tipas Maksimalus slėgis (ANSI klasė) Maksimalus slėgis (PN) Tipiškos programos
Vartų vožtuvas 4500 (~6750 psi) PN 16–420 Katilo tiekiamas vanduo (≤150 barų), aukšto slėgio naftotiekiai, pramoninės garo linijos, cheminių procesų linijos
Rutulinis vožtuvas 2500 (~3625 psi) PN 16–250 Naftos chemijos procesų linijos (≤200 barų), gamtinių dujų vamzdynai (≤100 barų), vandens ir cheminių medžiagų paskirstymas, ŠVOK sistemos

Temperatūros gebėjimas

  • Vartų vožtuvas
    • Anglies plieno modeliai: ≤815°C (1,500 ° F.).
    • Lydinio plienai (Pvz., Hastelloy, Inconel) gali atlaikyti iki 1,000° C. (1,832 ° F.).
    • Priežastis: Tarpikliai tarp metalo ir metalo ir tvirta variklio dangčio konstrukcija atsparus šiluminiam plėtimuisi, šliaužti, ir slėgio sukelta deformacija, kad jie būtų tinkami perkaitinti garai ir aukštos temperatūros cheminiai procesai.
  • Rutulinis vožtuvas
    • Minkštas sėdimas (Ptfe, FKM, Žvilgtelėti): ≤260°C (500 ° F.).
    • Metalinis sėdimas (Stellite, Inconel): ≤650°C (1,202 ° F.).
    • Apribojimas: Netinka itin aukštos temperatūros paslaugoms, pvz elektrinės perkaitinti garai (>750° C.), dėl pagreitinto sėdynės pablogėjimas ir nuotėkis.

7. Patvarumas, Priežiūra, ir tarnavimo laikas

Gyvenimo ciklo ilgaamžiškumas ir techninės priežiūros reikalavimai yra pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką visos nuosavybės išlaidos (TCO) pramoninėms vožtuvų sistemoms.

Medžiagos pasirinkimas, eksploatavimo sąlygos, ir konstrukcijos ypatybės lemia, kiek ilgai vožtuvas gali patikimai veikti su minimaliu įsikišimu.

Dėvėjimo mechanizmai

  • Vartų vožtuvas
    • Stiebo korozija (≈30% gedimų): Sriegiuoti stiebai yra jautrūs rūdijimui drėgnoje arba korozinėje aplinkoje.
      Sušvelninimo strategijos apima Chromo danga, nerūdijančio plieno stiebai, arba antikorozines dangas.
    • Sėdynės susidėvėjimas (≈25% gedimų): Dalinis droselis, nuosėdos, arba srutos gali išgraužti metalą arba minkštas sėdynes.
      Sėdynės dengtos palydovine danga žymiai prailgina eksploatavimo laiką abrazyvinėje arba aukštoje temperatūroje.
    • Vartų trukdymas (≈20% gedimų): Tarp vartų ir sėdynės įstrigusios kietos dalelės ar šiukšlės gali prilipti. Inline koštuvai, filtrai, arba įprastinis paraudimas sumažinti šią riziką.
  • Rutulinis vožtuvas
    • Sėdynės susidėvėjimas (≈40% gedimų): Dažnas naudojimas gali pabloginti minkštų sėdynių būklę. PEEK arba sustiprintos PTFE sėdynės pasiūlyti iki 3× ilgesnis gyvenimas nei standartinis PTFE.
    • Stiebo sandarinimo žiedo nutekėjimas (≈15% gedimų): Cheminis poveikis arba terminis ciklas gali pabloginti elastomerinius sandariklius.
      Naudojimas FKM/Viton O-žiedai angliavandenilių ar agresyvių cheminių medžiagų naudojimas padidina patvarumą.
    • Kavitacija arba dilimas: Rečiau nei vartų vožtuvuose dėl visos skylės dizainas ir subalansuoto slėgio sėdynių išdėstymas.

Priežiūra

  • Vartų vožtuvas: Sunku aptarnauti - reikia visiškai išmontuoti (variklio dangčio nuėmimas) prieiti prie sėdynių/vartų.
    Priežiūra trunka 4-8 valandas (vs. 1– 2 valandos rutuliniams vožtuvams) ir dažnai reikia išjungti dujotiekį.
  • Rutulinis vožtuvas: Lengva aptarnauti – 3 dalių konstrukcija leidžia pakeisti lizdą / rutulį nenuimant vožtuvo iš vamzdyno.
    Užima minkštos sėdynės 30 minučių pakeisti (vs. 2 valandos vartų vožtuvų lizdams).

Tarnavimo laikas ir priežiūros išlaidos

Metrika Vartų vožtuvas Rutulinis vožtuvas
Tarnavimo laikas 10– 15 metų (žemo ciklo: ≤100 operacijų per metus) 15– 20 metų (didelio ciklo: ≥1 000 operacijų per metus)
Metinės priežiūros išlaidos $1,200– 2000 USD (tepimas, pakuotės keitimas, sėdynės perlenkimas) $400– 800 USD (sandariklio keitimas, pavaros kalibravimas)
Nesėkmės rodiklis 8– 12% per metus (aukšto slėgio sistemos) 3– 5% per metus (procesų sistemos)

8. Vartų vožtuvo ir rutulinio vožtuvo taikymo scenarijai

Vožtuvų pasirinkimas yra didelis konkrečios programos, su veiklos reikalavimais, slėgio / temperatūros sąlygos, ir skysčio charakteristikos, lemiančios, ar a vartų vožtuvas arba rutulinis vožtuvas yra optimalus.

Vartų vožtuvų programos

Vartų vožtuvai puikiai tinka aukšto slėgio, aukšta temperatūra, ir didelio skersmens sistemos kur visiška izoliacija reikalingas ir dažnas eksploatavimas yra minimalus.

  • Katilo tiekimo vandens ir garo linijos:
    • Dydžiai: DN150–DN1200
    • Sąlygos: Slėgis iki 150 Baras, temperatūra iki 815° C. (metalinis sėdimas)
    • Priežastis: Linijinis, visos skylės konstrukcija sumažina slėgio kritimą ir atlaiko terminį ciklą.
  • Aukšto slėgio naftos ir chemijos vamzdynai:
    • ANSI klasė 600–4500
    • Didelio skersmens vamzdynams naudingas atsparumas mažam srautui ir tvirtas sandarinimas aukšto slėgio izoliacijai.
  • Komunalinio vandens tiekimo ir priešgaisrinės sistemos:
    • Dydžiai: DN100–DN600
    • Užtikrina patikimą išjungimą žemo dažnio operacijose; maža techninė priežiūra mažo ciklo vamzdynuose.

Pagrindinis svarstymas: Sklendės mažiau tinka dažnas įjungimas arba automatizuotos avarinės sistemos dėl lėto linijinio judėjimo.

Rutulinių vožtuvų programos

Pirmenybė teikiama rutuliniams vožtuvams didelio ciklo, automatizuotas, arba procesui svarbios sistemos, ypač kur greitas įjungimas, sandarus sandarinimas, ir kompaktiškas dizainas būtini.

  • Cheminis ir naftos cheminis apdorojimas:
    • Sumažinta- arba V formos rutuliniai vožtuvai Tikslus droselis ir cheminių medžiagų dozavimas.
    • Atlaiko spaudimą iki 200 Baras ir temperatūra iki 260° C. (minkšta sėdynė) arba 650°C (metalinė sėdynė).
  • Gamtinių dujų ir naftos paskirstymas:
    • Viso angos ir svirties sumontuoti rutuliniai vožtuvai užtikrina sandarus uždarymas ir minimalus slėgio kritimas.
    • Puikiai tinka vidutiniam- į aukšto slėgio vamzdynus, kuriems reikia nuotolinis valdymas.
  • ŠVOK, Vandens valymas, ir suspausto oro sistemos:
    • Dažno ciklo sistemos turi naudos greitas ketvirčio apsisukimo veikimas, sumažinti prastovų laiką ir darbo sąnaudas.
    • Dydžiai paprastai DN15–DN300 standartiniams pramoniniams tikslams.
  • Avarinis išjungimas (ESD) ir saugai svarbios linijos:
    • Ketvirčio posūkio veikimas įgalina 1– 2 sekundžių paleidimas, labai svarbus naftos perdirbimo gamyklų kuro linijoms, dujotiekiai, ir didelės rizikos cheminiai procesai.

Pagrindinis svarstymas: Nors ir labai universalus, rutuliniai vožtuvai yra mažiau tinka itin aukštam slėgiui (>PN420) arba itin aukštos temperatūros (>815° C.) paslauga.

9. Lyginamoji suvestinė lentelė

Savybė / Metrika Vartų vožtuvas Rutulinis vožtuvas
Struktūra & Judėjimas Linijinis judėjimas; kylantis/krentantis pleištas arba lygiagretūs vartai; ilgesni akis į akį matmenys Sukamasis judesys; sferinis rutulys su anga; kompaktiškas ketvirčio posūkio dizainas
Sandarinimo mechanizmas Metalas į metalą (aukšta temperatūra/slėgis) arba minkštas sėdimas (PTFE/EPDM); dvikryptis sandarinimas priklauso nuo vartų tipo Minkštas sėdimas (PTFE/FKM/PEEK) arba metalinis (Stellite/Inconel); nepralaidus burbului, dvikryptis
Srauto charakteristikos Vidutinis arba mažas srauto pasipriešinimas; pilna skylė sumažina kritimą; prastas priemaišų tvarkymas; netinka droseliui Labai mažas srauto pasipriešinimas (pilnas prievadas); sumažintas prievadas droseliui; geras priemaišų valdymas; V formos įpjova tiksliam srauto valdymui
Veikimo greitis Lėtas; 10–50 stiebo apsisukimų; 30–60 sek. 12 colių vožtuvui Greitas; 90° ketvirčio apsisukimas; 1– 2 sek (pneumatinis), 5– 10 sek (elektrinis)
Automatikos suderinamumas Linijinės pavaros; didelių gabaritų, didesnė kaina, daugiau priežiūros Ketvirtinio apsisukimo pavaros; kompaktiškas, ekonomiškai efektyvus, suderinamas su išmaniaisiais valdikliais
Slėgio įvertinimas
ANSI klasė 150–4500 (≈20–6 750 psi); PN 16–420 ANSI klasė 150–2500 (≈20–3,625 psi); PN 16–250
Temperatūros gebėjimas Anglinis plienas ≤815°C; legiruoto plieno ≤1000°C Minkštas sėdimas ≤260°C; metalinis ≤650°C
Patvarumas & Priežiūra Tarnavimo laikas: 10– 15 metų (žemo ciklo); reikalaujantis daug priežiūros; stiebo korozija, sėdynės susidėvėjimas, vartų užstrigimas Tarnavimo laikas: 15– 20 metų (didelio ciklo); lengva priežiūra; sėdynės susidėvėjimas, O žiedo pablogėjimas
Nesėkmės rodiklis 8– 12% per metus (aukšto slėgio sistemos) 3– 5% per metus (procesų sistemos)
Išlaidų svarstymai Mažesnės pradinės išlaidos; didesnė ilgalaikė priežiūra; Didesnis TCO didelio ciklo programose Didesnės pradinės išlaidos; mažesnė priežiūra ir prastovos laikas; geresnis TCO automatizuotoms / didelio ciklo sistemoms
Taikymo scenarijai Aukšto slėgio garas, Katilo tiekiamas vanduo, didelio skersmens vamzdynai, pramoninės vandens linijos Cheminis apdorojimas, naftos chemijos vamzdynai, ŠVOK, gamtines dujas, avarinio išjungimo linijos

10. Dažnos klaidingos nuomonės

Nepaisant plataus jų naudojimo, vartai ir rutuliniai vožtuvai dažnai nesuprantami. Žemiau pateikiami pagrindiniai paaiškinimai:

„Droselavimui gali būti naudojami užtvarų vožtuvai.

Netiesa: Dalinai atidaryti vartų vožtuvai sukuria turbulentinį srautą aplink vartų kraštą, sukelianti kavitaciją (sėdynių pažeidimai) ir srauto nestabilumas (±20–30 % nuokrypis). Droseliui naudokite V formos rutulinius vožtuvus.

"Rutuliniai vožtuvai skirti tik žemo slėgio įrenginiams."

Netiesa: ANSI klasės rutuliniai vožtuvai su metalinėmis sėdynėmis 2500 (3,625 psi)— tinka aukšto slėgio alyvai/dujoms ir elektros gamybai.

"Vartų vožtuvų TCO yra mažesnis nei rutulinių vožtuvų."

Priklausomai nuo konteksto: Vartų vožtuvai turi mažesnę TCO žemo ciklo metu (≤100 operacijų per metus) sistemos (Pvz., Vamzdynai).

Rutuliniai vožtuvai turi 30–50 % mažesnę TCO didelio ciklo metu (≥1 000 operacijų per metus) sistemos (Pvz., ŠVOK).

„Minkštos sandarinimo vožtuvai visada yra sandarūs.

Netiesa: Minkštos sėdynės (PTFE/EPDM) suyra aukštoje temperatūroje (>260° C.) arba agresyviose cheminėse medžiagose (Pvz., stiprios rūgštys), vedantis į nuotėkį. Ekstremalioms sąlygoms naudokite metalinius vožtuvus (IV klasės uždarymas).

11. Išvada

Vartų vožtuvas ir rutulinis vožtuvas nėra konkurentai – jie yra papildomi įrankiai, kiekvienas optimizuotas konkretiems veiklos poreikiams:

  • Pasirinkite vartų vožtuvą, jei: Reikia mažo slėgio kritimo, itin aukštos temperatūros / slėgio galimybė, arba didelio skersmens uždarymas (Pvz., naftotiekiai, Katilo tiekiamas vanduo).
    Pirmenybę teikite pleištiniams sklendėms aukštam slėgiui ir lygiagrečiam sklendei, kad būtų švarus, žemo slėgio skysčiai.
  • Pasirinkite rutulinį vožtuvą, jei: Reikia greito įjungimo, griežtas uždarymas, dažnas važiavimas dviračiu, ar droselis (Pvz., ŠVOK, Cheminis dozavimas, ESD sistemos).
    Pasirinkite plūduriuojančius rutulinius vožtuvus mažiems dydžiams / žemam slėgiui ir pasukamus rutulinius vožtuvus dideliems dydžiams / aukštam slėgiui.

Svarbiausias atrankos kriterijus yra visos nuosavybės išlaidos, ne išankstinė kaina.
Rutuliniai vožtuvai užtikrina ilgalaikį taupymą didelio ciklo sistemose, tuo tarpu vartų vožtuvai yra ekonomiškesni žemo ciklo metu, didelio skersmens programos.
Suderinus vožtuvo konstrukciją su proceso reikalavimais – naudojant standartizuotus P-T įvertinimus, gedimo duomenys, ir geriausia pramonės praktika – inžinieriai gali užtikrinti saugumą, efektyvus, ir ekonomiškas skysčių sistemos veikimas.

Slinkite į viršų