„Globe Valve vs Gate Valve“ - išsamus palyginimas

1. Įvadas

„Globe Valve“ prieš vartų vožtuvą yra vienas iš labiausiai paplitusių pramonės skysčių kontrolės palyginimų, kadangi abu vožtuvų tipai plačiai naudojami vamzdynuose izoliuoti ir reguliuoti.

Nors jie turi tą patį platų tikslą - kontroliuoti skysčių srautą, dujos, arba garas – jų vidinės geometrijos, sandarinimo būdai, ir eksploatacinės charakteristikos labai skiriasi.

Norint pasirinkti vieną iš dviejų, reikia atidžiai įvertinti tokius veiksnius kaip srauto efektyvumas, sandarinimo efektyvumas, veikimo greitis, gyvavimo ciklo kaina, ir pramonės specifiniai reikalavimai.

Netinkamas pasirinkimas gali padidinti veiklos sąnaudas, sumažinti patikimumą, ir pakenkti saugumui.

2. Kas yra gaubtinis vožtuvas?

A Žemės rutulio vožtuvas yra linijinio judesio vožtuvo tipas, pirmiausia skirtas reguliuoti ir reguliuoti srautą.

Jo pavadinimas kilęs iš sferinės kūno formos ankstyvuosiuose dizainuose, nors šiuolaikiniai rutuliniai vožtuvai taip pat gali būti naudojami tiesiai, kampu, arba Y modelio konfigūracijos.

Skirtingai nuo vartų vožtuvų, kurios yra skirtos visiškam išjungimui, rutuliniai vožtuvai puikiai valdo, kintamo srauto santykinai trumpas judesys.

Dažniausiai naudojami rutuliniai vožtuvai garo sistemos, Cheminis apdorojimas, energijos generavimas, ir vandens valymas— visur, kur reikia tiksliai valdyti slėgį arba srautą.

Darbo principas

Rutulinio vožtuvo veikimas pagrįstas vertikalus disko judėjimas (įjungti) prie nejudančios sėdynės.

• Vožtuvo diskas yra prijungtas prie koto, kuris juda tiesiškai, kai sukant rankratį arba pavarą.
• Kai diskas nuleistas, jis prispaudžiamas prie sėdynės, blokuoja srautą.
• Kai diskas pakeliamas, srautas praeina per tarpą tarp disko ir sėdynės, kuris sukuria vingiuotą S formos taką.
• Atidarymo laipsnis tiesiogiai koreliuoja su srauto kiekiu, suteikdami rutuliniams vožtuvams gerą droselio tikslumą.

Ši geometrija įveda aukštesnę srauto pasipriešinimas (slėgio kritimas) lyginant su vartų vožtuvais, bet numato puikus valdymo tikslumas.

Pagrindinės savybės

• Srauto valdymo tikslumas: Gaubtiniai vožtuvai užtikrina tikslų reguliavimą, su srauto koeficientais (CV) kurie leidžia palaipsniui koreguoti.
  Pavyzdžiui, 6 colių rutulinis vožtuvas gali pasiekti valdymo tikslumą per ± 5%.
• Sandarinimo parinktys: Galima su metalas prie metalo sėdynės aukštos temperatūros aptarnavimui (iki 650 ° C.) arba minkštos sėdynės dizainas (Ptfe, elastomerai) sandariam uždarymui žemo slėgio sistemose.
• Universalios konfigūracijos: Tiesus raštas (standartinis), kampinis modelis (90° srauto posūkis, sumažina jungiamąsias detales), ir Y raštas (mažesnis slėgio kritimas).
• Dydžio diapazonas & Įvertinimai: Paprastai gaminamas iš ½ colio iki 24 coliai, su slėgio klasėmis nuo ANSI klasė 150 iki klasės 2500.
• Priežiūra: Diską ir sėdynę gana lengva pasiekti, kad būtų galima pakeisti, Dėl to rutuliniai vožtuvai yra populiarūs elektrinėse, kur dažna sėdynių erozija.

3. Kas yra vartų vožtuvas?

A vartų vožtuvas yra linijinio judėjimo izoliacinis vožtuvas, skirtas užtikrinti skysčio srauto įjungimas/išjungimas.

Skirtingai nuo rutulinių vožtuvų, kurie yra optimizuoti droseliui, vartų vožtuvai yra skirti būti visiškai atidarytas arba visiškai uždarytas.

Išskirtinis jų bruožas yra plokšti arba pleišto formos vartai (diskas) kuris juda statmenai į srauto kelią, kad sustabdytų skystį.

Vartų vožtuvai yra plačiai naudojami aliejus & dujotiekiai, komunalinio vandens paskirstymas, elektrinės, ir bendrosios perdirbimo pramonės šakos kur reikalingas visas gręžinio srautas ir minimalus slėgio kritimas.

Darbo principas

Vartų vožtuvas veikia pakeliant arba nuleidžiant a pleištas arba lygiagretus diskas tarp dviejų sėdynės žiedų:

• Kai pasukamas rankratis arba pavara, stiebas judina vartus aukštyn, visiškai ištraukiant jį iš srauto kelio.
  Visiškai atviroje padėtyje, anga yra neužkimšta, leidžiantis tekėti su nereikšmingu pasipriešinimu.
• Kai uždaryta, vartai įspaudžiami į sėdynę, blokuoti praėjimą ir užtikrinti izoliaciją.
• Vartų vožtuvai yra nerekomenduojama reguliuoti, nes dalinis atidarymas atveria vartus ir sėdynę didelio greičio skysčiui, sukelianti vibraciją, erozija, ir sandarinimo pažeidimai.

Yra du pagrindiniai diskų modeliai:

• Lygiagretus diskas vartų vožtuvai (plokšti vartai tarp lygiagrečių sėdynių).
• Pleištiniai sklendės (tvirtas arba lankstus pleištas, užtikrinantis geresnį sėdynės sandarumą ir nesutapimo toleranciją).

Pagrindinės savybės

• Minimalus srauto pasipriešinimas: Visiškai atviroje padėtyje, tiesi kiaurymė duoda slėgio kritimą, artimą nuliui (srauto koeficientas Cv yra žymiai didesnis nei tokio pat dydžio rutuliniuose vožtuvuose).
• Dviejų krypčių paslauga: Sklendės paprastai gali užsandarinti nuo slėgio bet kuria kryptimi, todėl jie tinka izoliuoti sudėtingų vamzdynų išdėstymo atveju.
• Dydžio diapazonas & Įvertinimai: Paprastai galima įsigyti nuo 2 colių iki 60 coliai ar daugiau, su slėgio reitingais nuo ANSI klasė 150 į Klasę 2500, padaryti juos pageidaujamu pasirinkimu didelio skersmens vamzdynai.
• Lėtas veikimas: Vartų vožtuvams reikia kelių koto apsisukimų, kad jie visiškai atsidarytų arba užsidarytų, todėl jie mažiau tinka ten, kur reikia greito veikimo.
• Sandarinimo atlikimas: Paprastai sukurta susitikti API 598 nuotėkio kriterijai, bet paprastai nėra prieinama griežto uždarymo klasėse (VI klasės nepralaidūs burbulams, pavyzdžiui, rutuliniai ar rutuliniai vožtuvai su minkštomis sėdynėmis).
• Priežiūros svarstymai: Sėdynės ir pleišto keitimas gali būti sudėtingas dėl didelio kėbulo dydžio, ir gali atsirasti erozijos arba nuplikimo, jei jis netinkamai naudojamas droseliui.

4. Dizainas & Vidinė gaubtinio vožtuvo ir vartų vožtuvo geometrija

Esminis skirtumas tarp Žemės rutulio vožtuvai ir vartų vožtuvai slypi jų vidinis srauto kelias ir disko konstrukcija, kuris tiesiogiai veikia slėgio kritimą, sandarinimas, ir tinkamumą eksploatuoti.

Žemės rutulio vožtuvo dizainas & Geometrija

• Srauto kelias: Rutuliniame vožtuve, skystis turi keisti kryptį – pirmiausia žemyn pro sėdynę, o paskui atgal į viršų – dėl to srautas bus vingiesnis.
• Disko/kištuko forma: Uždarymo elementas paprastai yra a įjungti, diskas, arba kūgis kuris spaudžiasi prie sėdynės žiedo statmenai srautui.
• Sėdynės orientacija: Sėdynės sutvarkytos horizontaliai, todėl rutuliniai vožtuvai puikiai tinka droseliui ir dažnam darbui.
• Stiebo judesys: Stiebas juda linijiškai, su santykinai trumpa eiga, palyginti su sklendėmis (apie 25–30% angos dydžio).
• Struktūriniai padariniai: Kompaktiška srauto kamera sukuria didesnį slėgio nuostolį, tačiau leidžia tiksliau valdyti srautą.

Vartų vožtuvų dizainas & Geometrija

• Srauto kelias: Srauto kanalas vartų vožtuve yra tiesus. Kai visiškai atidarytas, vartai visiškai nepatenka, siūlo beveik nulinį slėgio kritimą.
• Disko/pleišto forma: Uždarymo elementas yra a pleištiniai arba plokštiniai vartai kuris nusileidžia tarp dviejų vertikalių sėdynių.
• Sėdynės orientacija: Sėdynės yra vertikaliai ir lygiagrečiai į srauto kelią.
• Stiebo judesys: Koto eiga yra didelė - lygi visai vožtuvo angai (100% angos dydžio)— lėtesnis veikimas, bet užtikrintas visiškas netrukdomas srautas.
• Struktūriniai padariniai: Dėl ilgos stiebo eigos reikalingas aukštas jungas ir variklio dangtis; dėl mažo pasipriešinimo srautui paaukojamas kompaktiškumas.

5. Srauto charakteristikos & Hidraulinis našumas

The srauto dinamika vožtuvas nustato, kaip efektyviai jis gali reguliuoti, droselis, arba izoliuoti proceso skysčius.

Vidinė gaublių ir sklendžių geometrija sukuria skirtingą hidraulinį elgesį.

Gaublio vožtuvo srauto charakteristikos

• Linijinis / Vienodo procento srauto valdymas: Gaubtiniai vožtuvai užtikrina beveik tiesinį arba vienodą procentinį ryšį tarp koto eigos ir srauto greičio, todėl jie puikiai tinka moduliavimo ir droselio paslauga.
• Slėgio kritimas: Dėl staigaus srauto krypties pasikeitimo per sėdynę, rutuliniai vožtuvai sukuria palyginti didelius slėgio nuostolius.

• • 6 colių klasė 300 rutuliniame vožtuve gali būti a slėgio kritimas 2,5–3,5 psi 100 GPM, palyginti su mažiau nei 1 psi tokio pat dydžio sklendei.

• CV (Srauto koeficientas): Mažesnis Cv vožtuvo dydžiui (≈30–60% sklendės) — apriboti maksimalų srautą, bet padidinti tikslumą iš dalies atviromis sąlygomis.

Vartų vožtuvo srauto charakteristikos

• Įjungimo-išjungimo elgesys: Sklendės yra skirtos izoliacijai, o ne droseliui. Pleištiniai vartai visiškai atidaromi užtikrina beveik netrukdomą srautą.
• Minimalus slėgio kritimas: Su tiesia anga, hidraulinis pasipriešinimas beveik prilygsta tokio pat dydžio vamzdžio gabalui.

• • Pavyzdžiui, visiškai atidarytas 6 colių sklendės vožtuvas paprastai turi a slėgio kritimas <0.5 psi at 100 GPM.

• Prastas droselio tinkamumas: Jei vartų vožtuvas iš dalies atidarytas, atsiranda turbulencija, kavitacija, ir sėdynės/vartų erozija.
• Cv vertės: Labai didelės Cv reikšmės (≈90–100% vardinio vamzdžio dydžio) sklendės idealiai tinka sistemoms, kurioms reikalingas minimalus srauto apribojimas.

6. Sandarinimo atlikimas & Nutekėjimo klasės

Vožtuvo gebėjimas išlaikyti a sandarus sandariklis yra labai svarbus proceso saugumui, Produkto kokybė, ir efektyvumas.

Gaubtinis vožtuvas ir vartų vožtuvas užtikrina sandarinimą įvairiais būdais, kuris turi įtakos nuotėkio našumui ir tinkamumui konkrečioms paslaugoms.

Rutulinio vožtuvo sandarinimas

• Sėdynės ir disko kontaktas:
  Rutuliniai vožtuvai naudoja a diskas prispaudžiamas prie sėdynės žiedo. Kadangi kontaktinis plotas mažas, o sandarinimo jėga koncentruota, rutuliniai vožtuvai gali pasiekti aukštos kokybės išjungimas.
• Nutekėjimo klasės:

• • Galintis susitikti ANSI/FCI 70-2 IV arba V klasė (pramoninis sandarus uždarymas).
  • Su minkštais arba elastomeriniais įdėklais, kai kurie rutuliniai vožtuvai gali pasiekti VI klasė (sandarus uždarymas).

• Dvikryptis sandarinimas:
  Dauguma dizainų yra vienakrypčiai (optimizuotas slėgiui pasroviui), tačiau tam tikros konstrukcijos su dvigubomis sėdynėmis palaiko dvikryptį sandarinimą.
• Droselis & Nešioti:
  Kadangi rutuliniai vožtuvai dažnai naudojami droselio paslauga, Laikui bėgant sėdynės susidėvėjimas gali padidinti nuotėkį.
  Norint pagerinti ilgaamžiškumą, dažnai naudojamos kietos medžiagos, pvz., Stellite arba volframo karbido dangos..

Vartų vožtuvų sandarinimas

• Pleištinių vartų kontaktas:
  Sandarinimas vyksta tarp vartai (pleištas / diskas) ir sėdynės žiedai. Tvirtas uždarymas priklauso nuo tinkamo pleišto išlyginimo ir tvirtinimo jėgos.
• Nutekėjimo klasės:

• • Paprastai pasiekti III arba IV klasė uždarymas versijose su metalinėmis sėdynėmis.
  • Gali pasiekti minkštos arba elastingos pleištinės sklendės V arba VI klasė, tačiau tai rečiau pasitaiko aukšto slėgio tarnybose.

• Dviejų krypčių galimybė:
  Dauguma sklendžių yra natūralios dvikryptis, galintys apsaugoti nuo srauto bet kuria kryptimi.
• Apribojimai:
  Iš dalies atvirose pozicijose, srautas atsitrenkia tiesiai į sandarinimo paviršius, sukelianti eroziją ir sėdynės nutekėjimas laikui bėgant. Dėl šios priežasties, sklendės yra netinkamos droselio reguliavimui.

Taikymas

• Žemės rutulio vožtuvai pirmenybė teikiama ten, kur sandarus veikimas ir srauto moduliavimas yra būtini, pvz., garo izoliacija, kondensato valdymas, ir cheminių tiekimo sistemų.
• Vartų vožtuvai yra palankūs įjungimo ir išjungimo izoliavimo paslauga, ypač vamzdynuose, vandens paskirstymas, ir aliejus & dujų perdavimo, kur dvikryptis išjungimas su minimaliu nuotėkiu yra pakankamai.

7. Veikimo greitis, Įjungimas & Automatizavimas

8. Slėgio ir temperatūros gebėjimas & Materialiniai svarstymai

Būtina atsižvelgti į vožtuvo pasirinkimą darbinis slėgis, temperatūra, ir medžiagų suderinamumas, nes šie veiksniai tiesiogiai veikia saugumą, patvarumas, ir tarnavimo laikas.

Sklendės ir sklendės skiriasi konstrukcijos tolerancija ir medžiagų elgesiu esant P–T kraštutinumams.

Spaudimas & Temperatūros reitingai

Materialiniai svarstymai

• Žemės rutulio vožtuvas:

• • Medžiagos pasirinkimas priklauso nuo korozija, erozija, ir atsparumas dėvėjimams, ypač droseliui arba didelio greičio srautui.
  • Įprasti lydiniai: Anglies plienas, Nerūdijantis plienas (304/316/316L), Duplex, Nikelio lydiniai (Hastelloy, Monel) Agresyvioms cheminėms medžiagoms.
  • Antspaudai & Sėdynės: Metalas su metalu arba minkštos sėdynės (Ptfe, grafitas, elastomerai) valdyti platų P–T diapazoną.

• Vartų vožtuvas:

• • Sukurta pirmiausia Visas gręžimas, mažo pasipriešinimo srautas.
  • Medžiagos: Anglies plienas, Nerūdijantis plienas, bronza, legiruotų plienų.
  • Sėdynės: Metalinės sėdynės dominuoja esant aukštam slėgiui, aukštos temperatūros paslaugos; minkštos sėdynės, naudojamos žemam slėgiui, griežtas uždarymas.

9. Patvarumas & Priežiūra

• Žemės rutulio vožtuvai: Sėdynės/disko sąsaja susidėvi dėl droselio, ir sandarinimo susidėvėjimas prie koto. Lengviau prižiūrėti apdailą nenuimant vožtuvo korpuso.
• Vartų vožtuvai: Atsparus užstrigimui nuo kietų dalelių, sėdynės erozija, kai droselis, ir stiebo korozija. Priežiūrai gali prireikti išardyti variklio dangtį ir kartais nuimti kėbulą.

Tarnavimo laikas

• Žemės rutulio vožtuvas: 10- 20 metų vidutinio darbo, trumpesnis naudojant erozinius / droselius be priežiūros.
• Vartų vožtuvas: 15– 25 metai izoliacijos tarnybai, bet eksploatavimo laikas smarkiai sutrumpėja esant dalinio atidarymo arba didelio greičio skysčio sąlygoms.

10. Tipiški rutulinio vožtuvo ir vartų vožtuvo pritaikymai pramonėje

Pasirinkimas tarp gaubtinio ir užtvaro vožtuvų priklauso nuo srauto valdymo reikalavimai, spaudimas, temperatūra, ir veikimo dažnį.

„Globe Valve“ programos

Gaubtiniai vožtuvai puikiai tinka srauto reguliavimas, droselis, ir dažnas veikimas.

Jų konstrukcija leidžia tiksliai valdyti skysčio srautą ir slėgio kritimą, todėl jie tinka sistemoms, kuriose reikalingas moduliavimas.

Pagrindinės programos:

• Garo valdymo sistemos: Tikslus srauto ir slėgio reguliavimas katilo tiekiamo vandens ir šildymo sistemose.
• Chemijos ir naftos chemijos gamyklos: Tikslus dozavimas, ėsdinančių arba aukštos temperatūros skysčių droselis.
• ŠVOK ir centralizuotas šildymas: Moduliaciniai vožtuvai temperatūros ir slėgio kontrolei dideliuose vamzdynų tinkluose.
• Vandens valymo įrenginiai: Srauto kontrolė filtravimui, Cheminė injekcija, ir dozavimo programas.
• Energetika ir elektrinės: Maitinimo vandens reguliavimas, aušinimo vandens srautas, ir turbinų aplinkkelio sistemos.

Vartų vožtuvų programos

Sklendės pirmiausia naudojamos įjungimo/išjungimo izoliacija su minimaliu slėgio kritimu visiškai atidarius.

Jie tinka didelio skersmens vamzdynams ir ten, kur nereikia srauto moduliavimo.

Pagrindinės programos:

• Aliejus & Dujotiekiai: Pagrindinės linijos izoliacija, siurblinės, ir žaliavinis transportas.
• Vandens paskirstymas & Nuotekos: Didelio skersmens magistralių ir valymo įrenginių izoliaciniai vožtuvai.
• Energijos generavimas: Aušinimo vandens izoliacija, garo antraštės, ir kuro linijos.
• Pramoninių procesų linijos: Chemikalų izoliacija be droselio, Suspaustas oras, arba dujotiekiai.
• Jūrų & Laivų statyba: Balastinio vandens ir kuro izoliavimo sistemos.

11. Lyginamoji suvestinė lentelė – gaubtinis vožtuvas ir vartų vožtuvas

12. Išvada

Abu Žemės rutulio vožtuvai vs vartų vožtuvai yra būtini pramoninėse vamzdynų sistemose, bet jų vaidmenys labai skiriasi.

„Globe“ vožtuvai yra puikus sprendimas tiksliam srauto reguliavimui ir patikimam uždarymui esant aukštam slėgiui, aukšta temperatūra, ir procesui svarbios aplinkos.

Vartų vožtuvai, priešingai, yra ekonomiškesni ir efektyvesni energiją naudojant didelio skersmens izoliacijos darbams, kai būtinas minimalus slėgio kritimas.

Teisingas pasirinkimas priklauso nuo to, ar programa teikia pirmenybę valdymo tikslumas arba srauto efektyvumas.

Inžinieriai ir gamyklų projektuotojai turi pasverti gyvavimo ciklo išlaidas, proceso poreikius, ir eksploatavimo sąlygas, kad būtų užtikrintas optimalus veikimas ir patikimumas.

 

DUK

Ar galima naudoti sklendę droseliui?

Ne – iš dalies atidaryti vartų vožtuvai sukuria turbulenciją ir kavitaciją, sumažinti tarnavimo laiką 70% ir sukelia srauto nestabilumą (±20–30 % nuokrypis).

Naftos perdirbimo gamykla, kurioje droseliui buvo naudojami užtvariniai vožtuvai, patyrė 3 kartus daugiau lizdų gedimų nei gamyklose, naudojančiose rutulinius vožtuvus.

Kokia yra maksimali minkšto sandarinimo rutulinio vožtuvo temperatūra?

Minkštas sėdimas (Ptfe) rutuliniai vožtuvai ribojami iki ≤260°C. Aukštesnėms temperatūroms (260–650°C), naudokite metalinius vožtuvus su „Stellite“. 6 apdaila.

Virš 650°C, pirmenybė teikiama sklendėms su metalinėmis sienelėmis (PTFE suyra, ir rutulinių vožtuvų slėgio kritimas tampa neefektyvus).

Kuris vožtuvas yra ekonomiškesnis naftotiekiui?

Sklendės – jų 10 metų TCO ($29,000 skirtas 12 colių) yra 28% žemesni nei rutuliniai vožtuvai ($40,000).

Mažas vožtuvų slėgio kritimas taupo $120,000 kasmetinių siurblio energijos sąnaudų, kompensuoti didesnes išankstines prastovos išlaidas.

Ar vožtuvai tinkami koroziniams skysčiams, tokiems kaip jūros vanduo?

Taip – ​​naudokite dvipusį 2205 arba 316L sklendžiai su metaliniais tarpikliais.

Jūrų platforma naudojant dvipusį 2205 sklendžių tarnavimo laikas jūros vandenyje yra 10 metų, be korozijos (korozijos greitis <0.001 mm per metus). Venkite minkštų užtvarų vožtuvų (ruoniai suyra sūriame vandenyje).