Клапан глобуса против клапана затвора - всестороннее сравнение

1. Введение

Клапан глобуса против клапана затвора является одним из наиболее распространенных сравнений в контроле промышленной жидкости, Поскольку оба типа клапанов широко применяются в трубопроводах для выделения и регулирования.

Пока они имеют одинаковую широкую цель - контролируя поток жидкостей, газы, или Steam - их внутренняя геометрия, Методы герметизации, и эксплуатационные характеристики значительно различаются.

Выбор между ними требует тщательной оценки таких факторов, как эффективность потока, запечатывание производительности, Скорость приведения, Стоимость жизненного цикла, и отраслевые требования.

Плохой выбор может увеличить эксплуатационные расходы, снизить надежность, и компромисс безопасности.

2. Что такое клапан глобуса?

А глобус клапан это тип линейного двигателя, предназначенный в основном для Регулирование и дроссельный поток.

Его название происходит от сферической формы тела в ранних дизайнах, Хотя современные клапаны глобуса также могут использовать прямые, угол, или конфигурации y-pattern.

В отличие от ворот, которые предназначены для полного отключения, Глобусные клапаны Excel при предоставлении контролируемого, переменный поток с относительно коротким ходом.

Клапаны глобуса обычно используются в паровые системы, химическая обработка, производство электроэнергии, и обработка воды—Ка везде необходим точный контроль давления или потока.

Принцип работы

Работа клапана глобуса основана на Вертикальное движение диска (затыкать) против стационарного места.

• Диск клапана подключен к стеблу, который перемещается линейно, когда перевернут маховик или привод.
• Когда диск понижен, он прижимает сиденье, Блокирующий поток.
• По мере повышения диска, Поток проходит через пространство между диском и сиденьем, который создает извилистый S-образный путь.
• Степень открытия напрямую коррелирует с количеством потока, давая глобусные клапаны хорошая точность дросселя.

Эта геометрия вводит более высокий сопротивление потока (капля давления) по сравнению с клапанами затвора, но предоставляет Превосходная точность управления.

Ключевые особенности

• Точность управления потоком: Клапаны глобуса обеспечивают точное регулирование, с коэффициентами потока (Резюме) которые позволяют постепенно регулировать.
  Например, 6-дюймовый клапан глобуса может достичь точности контроля в пределах ± 5%.
• Варианты герметизации: Доступно с Металлические сиденья Для высокотемпературного обслуживания (до 650 °С) или мягкие дизайны (ПТФЭ, эластомеры) Для пузырькового отключения в системах низкого давления.
• Универсальные конфигурации: Прямой образец (стандартный), угла шаблона (90° Поворот, уменьшает фитинги), и y-pattern (более низкое падение давления).
• Размер диапазона & Рейтинги: Обычно производится из ½ дюйма до 24 дюймы, с классами давления от Класс ANSI 150 до класса 2500.
• Обслуживание: Диск и сиденье относительно легко добраться для замены, что делает глобусные клапаны популярными в электростанциях, где распространена эрозия сиденья.

3. Что такое клапан ворот?

А клапан ворот является линейным мощным изоляционным клапаном, предназначенным для обеспечения предоставления Вкл/выключение контроля потока жидкости.

В отличие от глобусных клапанов, которые оптимизированы для дросселирования, Клапаны предназначены для Полностью открытый или полностью закрытый.

Их определяющая особенность-это плоские или клинообразные ворота (диск) это перпендикулярно в путь потока, чтобы остановить жидкость.

Клапаны широко используются в масло & Газовые трубопроводы, Муниципальное распределение воды, электростанции, и общие процессы отрасли где требуется полный поток отверстий и минимальный падение давления.

Принцип работы

Клапан затвора работает путем повышения или снижения клин или параллельный диск между двумя кольцами:

• Когда портя или привод поворачивается, стебель перемещает ворота вверх, Полное снятие его с пути потока.
  В полностью открытом положении, отверстие беспрепятственно, разрешение потока с незначительным сопротивлением.
• Когда закрыто, Ворота прижаты на сиденье, блокировка прохода и обеспечение изоляции.
• Клапаны есть не рекомендуется для дросселирования, В качестве частичного отверстия обнажает ворота и сиденье на высокоскоростную жидкость, вызывая вибрацию, эрозия, и запечатывание урона.

Есть два основных дизайна диска:

• Параллельный диск задвижки (плоские ворота между параллельными сиденьями).
• Клапасные клапаны клина (твердый или гибкий клин, обеспечивающий лучшую стеснительность и достойность к смещению).

Ключевые особенности

• Минимальное сопротивление потока: В полностью открытом положении, Прямое отверстие дает падение давления вблизи нуля (Коэффициент потока CV значительно выше, чем в клапанах глобуса того же размера).
• Двунаправленная служба: Клапаны, как правило, могут опечатывать от давления в любом направлении, сделать их подходящими для изоляции в сложных макетах трубопроводов.
• Размер диапазона & Рейтинги: Обычно доступно от 2 дюймы до 60 дюймы или больше, с рейтингами давления от Класс ANSI 150 в класс 2500, сделать их предпочтительным выбором для Трубопроводы большого диаметра.
• Медленная операция: Клапаны затвора требуют нескольких поворотов стебля для полного открытия или закрытия, сделать их менее подходящими, если требуется быстрое действие.
• Запечатывание производительности: Обычно предназначен для встречи API 598 Критерии утечки, но обычно не доступно в узких классах отключения (Пузырьковые пузырьковые класса VI, как глобус или шариковые клапаны с мягкими сиденьями).
• Соображения технического обслуживания: Замена сидений и клина может быть сложной из -за большого размера тела, и эрозия или злока.

4. Дизайн & Внутренняя геометрия шарового клапана против клапана затвора

Самое фундаментальное различие между глобусные клапаны и задвижки лжет в их внутренний путь потока и дизайн диска, который напрямую влияет на падение давления, уплотнение, и эксплуатационная пригодность.

Глобусной дизайн клапана & Геометрия

• Путь потока: В клапане глобуса, Жидкость должна изменить направление - сначала вниз через сиденье, а затем обратно вверх - оно приведет в более зрелый путь потока.
• Форма диска/штекер: Элемент закрытия обычно затыкать, диск, или конус что прижимает кольцо сиденья, перпендикулярно потоку.
• Ориентация места: Места расположены горизонтально, Создание клапанов глобуса хорошо подходит для дроссельной и частой работы.
• Движение стебля: Стебель движется линейно, с относительно коротким путешествием по сравнению с клапанами ворот (около 25–30% от размера отверстия).
• Структурные последствия: Компактная проточная камера создает более высокую потерю давления, но обеспечивает более мелкий контроль потока.

Затворный клапан дизайн & Геометрия

• Путь потока: Проход потока в затворный клапан Прямо скромно. Когда полностью открыт, Ворота полностью из потока, Предлагая почти нулевое падение давления.
• Форма диска/клина: Элемент закрытия клин или плита это снижается между двумя вертикальными местами.
• Ориентация места: Места есть Вертикальный и параллельный к пути потока.
• Движение стебля: Путешествие с стеблем большое - равноправное на полное отверстие клапана (100% размера отверстия)—Корирование операции медленнее, но обеспечивая полный беспрепятственный поток.
• Структурные последствия: Требуется высокий яж и капот из -за длинных путешествий с стеблем; Компактность приносится в жертву за низкое сопротивление потока.

5. Характеристики потока & Гидравлическая производительность

The динамика потока клапана определяет, насколько эффективно он может регулировать, дроссельная заслонка, или изолировать процессовые жидкости.

Внутренняя геометрия глобуса и клапанов затвора создает различные гидравлические поведения.

Характеристики потока клапана глобуса

• Линейный / Равный процентный контроль потока: Клапаны глобуса обеспечивают почти линейную или равную процентную связь между движением STEM и скоростью потока, сделать их хорошо подходящими для модулирование и дроссельное обслуживание.
• Капля давления: Из -за резкого изменения направления потока через сиденье, Клапаны глобуса генерируют относительно высокие потери давления.

• • 6-дюймовый класс 300 клапан глобуса может показать падение давления на 2,5–3,5 фунтов на квадратный дюйм при 100 GPM, по сравнению с меньшим, чем 1 PSI для клапана затвора того же размера.

• Резюме (Коэффициент потока): Нижний резюме на клапан (≈30–60% клапана затвора) - Ограничение максимального потока, но повышение точности в частичных условиях открытия.

Характеристики потока затвора

• В -офф -поведение: Клапаны предназначены для изоляции, а не дросселирования. Ведные ворота обеспечивает почти беспрепятственный поток при полном открытии.
• Минимальное падение давления: С прямым отверстием, Гидравлическое сопротивление почти эквивалентно куску трубы того же размера.

• • Например, Полностью открытый 6-дюймовый затворный клапан обычно имеет капля давления <0.5 PSI AT 100 GPM.

• Плохая дроссельная пригодность: Эксплуатация клапана затвора частично открытый ведет к турбулентности, кавитация, и эрозия сиденья/ворот.
• Значения CV: Очень высокие значения CV (≈90–100% номинального размера трубы) Сделайте клапаны затвора идеальными для систем, требующих минимального ограничения потока.

6. Запечатывание производительности & Классы утечки

Способность клапана поддерживать плотная печать имеет решающее значение для безопасности процессов, Качество продукта, и эффективность.

Клапан глобуса против затвора, Что влияет на производительность утечки и пригодность для конкретных услуг.

Глобусная запечатывание клапана

• Контакт с сиденья к диск:
  Глобусные клапаны используют диск, прижимая кольцо сиденья. Поскольку площадь контакта небольшая, а сила герметизации сосредоточена, Глобусные клапаны могут достичь Высококачественный отключение.
• Классы утечки:

• • Способен на встречу ANSI/FCI 70-2 Класс IV или V (Промышленное узкое отключение).
  • С мягкими или эластомерными вставками, Некоторые клапаны глобуса могут достичь Класс VI (пузырьковый отключение).

• Двунаправленное герметизация:
  Большинство дизайнов однонаправлено (оптимизирован для давления на стороне вниз по течению), Но определенные конструкции с двойными договоренностями поддерживают двунаправленное уплотнение.
• Дросселя & Носить:
  Поскольку клапаны глобуса часто используются в Дрохотовая служба, износ сидений со временем может привести к увеличению утечки.
  Жесткие материалы, такие как карбид, карбиды звезды или вольфрама, часто применяются для улучшения долговечности.

Затворный замыкание

• Контакт ворот клина:
  Уплотнение происходит между ворота (клин/диск) И кольца сиденья кольца. Тяжелый отключение полагается на правильное выравнивание клина и силу сидения.
• Классы утечки:

• • Обычно достигает Класс III или IV Закрытие в металлических версиях.
  • Мягкие или устойчивые клапаны затвора клина могут достигать Класс V или VI, Но это менее распространено в услугах высокого давления.

• Двунаправленная способность:
  Большинство затворов естественным образом двунаправленный, способен герметизировать поток в любом направлении.
• Ограничения:
  В частично открытых позициях, Поток поражается непосредственно на герметизирующие поверхности, приводя к эрозии и Утечка сидения через некоторое время. По этой причине, Клапаны не подходят для дроссельной службы.

Последствия применения

• Шаровые клапаны предпочтительнее, где протекающая производительность и модуляция потока необходимы, такие как изоляция пара, Конденсат контроль, и системы химических кормов.
• Задвижки предпочтительнее ON -OFF ONSOLATION SERVICE, особенно в трубопроводах, Распределение воды, и нефть & Газовая передача, где двунаправленный отключение с минимальной утечкой достаточно.

7. Рабочая скорость, Приведение & Автоматизация

8. Возможности давления - таковой & Существенные соображения

Выбор клапана должен учитывать эксплуатационное давление, температура, и совместимость с материалом, Поскольку эти факторы напрямую влияют на безопасность, долговечность, и служба жизни.

Глобус и клапаны затвора различаются по допускам дизайна и поведению материала в рамках экстремальных действий P - T.

Давление & Температурные рейтинги

Существенные соображения

• Глобус клапан:

• • Выбор материала зависит от коррозия, эрозия, и износостойкость, Особенно для дроссельной или высокоскоростного потока.
  • Общие сплавы: Углеродистая сталь, нержавеющая сталь (304/316/316л), дуплекс, никелевые сплавы (Хастеллой, Монель) Для агрессивных химических веществ.
  • Уплотнения & Места: Металлические или мягкие сиденья (ПТФЭ, графит, эластомеры) обрабатывать широкие диапазоны p - t.

• Клапан ворот:

• • Спроектирован в основном для полная коробка, Низкий устойчивый поток.
  • Материалы: Углеродистая сталь, нержавеющая сталь, бронза, Сплавовые стали.
  • Места: Металлические сиденья доминируют в высоком давлении, высокотемпературные услуги; Мягкие места, используемые для низкого давления, плотный отключение.

9. Долговечность & Обслуживание

• Глобусные клапаны: Износ происходит на интерфейсе сиденья/диска из -за дросселирования, и упаковочная одежда на STEM. Легче поддерживать отделку без удаления корпуса клапана.
• Затворы: Уязвимый для запуска от твердых веществ, эрозия места при задушке, и коррозия стебля. Техническое обслуживание может потребовать разборки капота, а иногда и удаления тела.

Служба срока службы

• Глобус клапан: 10–20 лет в умеренном обслуживании, короче в эрозивных/дроссельных приложениях без технического обслуживания.
• Клапан ворот: 15–25 лет для обслуживания изоляции, Но срок службы резко снижается в условиях частичного открытия или высокоскоростной жидкости.

10. Типичные отраслевые применения клапана Globe VS VS GATE

Выбор между глобусом и затворенными клапанами зависит от Требования к управлению потоком, давление, температура, и оперативная частота.

Приложения для клапана глобуса

Глобусные клапаны преуспевают в регулирование потока, дросселя, и частая работа.

Их конструкция обеспечивает точный контроль потока жидкости и падения давления, сделать их подходящими для систем, где требуется модуляция.

Ключевые приложения:

• Паровые системы управления: Точная регуляция потока и давления в питательной воде котлов и нагревании.
• Химические и нефтехимические растения: Точный дозирование, дроссельные коррозионные или высокотемпературные жидкости.
• HVAC и районное отопление: Модулируя клапаны для контроля температуры и давления в больших трубопроводах.
• Водоочистные сооружения: Управление потоком для фильтрации, химическая инъекция, и приложения дозирования.
• Энергетические и электростанции: Регулирование питательной воды, Охлаждающий поток воды, и системы обхода турбин.

Приложения затвора

Клапаны в основном используются для ВКЛ/OFF ISOLATION с минимальным падением давления при полном открытии.

Они подходят для трубопроводов и применений большого диаметра, где модуляция потока не требуется.

Ключевые приложения:

• Масло & Газовые трубопроводы: Основная изоляция, насосные станции, и грубый транспорт.
• Распределение воды & Сточные воды: Клапаны с большим диаметром и лечебной установкой.
• Производство электроэнергии: Изоляция охлаждающей воды, паровые заголовки, и топливные линии.
• Промышленные линии процесса: Нетротлинг изоляция химических веществ, сжатый воздух, или газопроводы.
• Морской & Судостроение: Балластные системы изоляции воды и топлива.

11. Сравнительная сводная таблица - клапан глобуса против клапана затвора

12. Заключение

Оба глобусные клапаны против задвижки необходимы в промышленных системах трубопроводов, Но их роли значительно различаются.

Клапаны глобуса являются решением для точной регуляции потока и надежного отключения в высоком давлении, высокотемпературная, и критическая среда.

Затворы, напротив, более экономичны и экономичны для обязанностей изоляции большого диаметра, где минимальное падение давления необходимо.

Правильный выбор зависит от того, расставляет приложение приоритет Точность управления или эффективность потока.

Инженеры и дизайнеры заводов должны взвесить затраты на жизненный цикл, процесс потребности, и условия работы для обеспечения оптимальной производительности и надежности.

 

Часто задаваемые вопросы

Можно ли использовать клапан затвора для дросселирования?

Нет - Начальник открытых клапанов затвора создают турбулентность и кавитацию, сокращение срока службы за счет 70% и вызывая нестабильность потока (± 20–30% отклонение).

Некстояние с использованием клапанов затвора для дроссельной переживания в 3 раза больше сбоев сидений, чем растения, использующие глобусные клапаны.

Какова максимальная температура для мягкого клапана глобуса?

Мягкий (ПТФЭ) Клапаны глобуса ограничены ≤260 ° C. Для более высоких температур (260–650°С), Используйте металлические шаровые клапаны со звездниками 6 подрезать.

Выше 650 ° C., Затворный клапаны с металлом предпочтительнее (PTFE разлагается, и падение давления клапанов шаровых клапанов становится неэффективным).

Какой клапан является более экономически эффективным для нефтяного трубопровода?

Клапаны ворот-их 10-летний TCO ($29,000 за 12 дюймов) является 28% ниже, чем глобусные клапаны ($40,000).

Сэкономить низкое давление затвора. $120,000 Ежегодно в затратах на энергию насоса, компенсация более высоких затрат на простоя до конца.

Клапаны, подходящими для коррозийных жидкостей, таких как морская вода?

Да - используйте дуплекс 2205 или затворы 316L с металлическими уплотнениями.

Морская платформа с использованием дуплекса 2205 Клапаны достигли 10-летнего срока службы в морской воде, без коррозии (скорость коррозии <0.001 мм/год). Избегайте мягких затворов (Уплотнения ухудшаются в соленой воде).