Угаони глобус вентил | Цустом Фоундри & ОЕМ решења

1. Увођење

Ан угаони вентил је специјализовани глобус вентил где се пут протока окреће за приближно 90° унутар тела.

Комбинује робусну способност пригушивања/контроле са компактним распоредом цеви и лаким приступом за одржавање.

Угаони вентили се бирају тамо где је преусмеравање протока, прецизна модулација, контрола кавитације и компактни цевовод су приоритети—типичне примене укључују контролу паре, регулација напојне воде, хемијска дозирање, и ХВАЦ системи.

Овај чланак објашњава дизајн, перформансе, избор и практичне инжењерске податке тако да можете одредити, величина и поуздано руковање угаоним вентилима.

2. Шта је угаони глобусни вентил?

Ан угао глобус вентил је специјализовани облик глобус вентила у коме су улаз и излаз распоређени на приближно 90 степени једни другима, стварање ан Л-облика путања протока унутар једног тела вентила.

Ово елиминише потребу за одвојеним коленом цеви и смањује укупни отисак система.

Као и сви глобусни вентили, угаони вентил регулише проток течности померањем а диск (или утикач) линеарно против а стационарно седиште.

Његова кључна предност лежи у комбиновању прецизност контроле протока са преусмеравање тока, што га чини вредним у системима где је распоред цевовода, просторна ограничења, или управљање кондензатом су критични.

Кључне карактеристике угаоних глобусних вентила

• Компактно преусмеравање тока: Уграђено окретање за 90° смањује спољне окове, тежина, и пад притиска са додатних колена.
• Способност пригушивања: Пружа стабилну и тачну контролу протока, супериорнији у односу на капије или лептир вентиле.
• Разноврсни дизајн украса: Доступан са утикачем, кавез, или трим дискова са нагибом ради оптимизације контроле, минимизирати кавитацију, или побољшати отпорност на ерозију.
• Ефикасност одржавања: Приступ поклопцу и облогама омогућава лакшу инспекцију и замену без демонтаже дугих цеви.
• Предности кондензата и дренаже: Посебно ефикасан у парни сервис, где угаона шема олакшава уклањање кондензата и гасова који се не могу кондензовати.

3. Основни дизајн и компоненте угаоних глобусних вентила

Тхе угаони вентил је пројектован да комбинује прецизну контролу протока са геометријом која штеди простор.

Његов дизајн преусмерава течност кроз а 90° окрените унутар тела вентила, елиминишући потребу за одвојеним спојем за колена.

Анатомија угаоног глобусног вентила

Кључне компоненте укључују:

• Тело (угао образац): Главна граница притиска која формира пут протока у облику слова Л од 90°. Обично ливени или ковани.
• Прекршај: Куће стабљике, паковање, и водичи. Причвршћени или заварени на тело ради заптивања.
• Диск/утикач: Покретни елемент који регулише проток. Може бити равна, конусни, или у облику утикача у зависности од услуге.
• Сеат Ринг: Стационарна заптивна површина, обично тврдо обложене или заменљиве због отпорности на хабање.
• Стабљика: Повезује актуатор/ручни точак са диском, обезбеђујући линеарно кретање.
• Паковање: Графит, ПТФЕ, или еластомерни материјали који се користе око стабљике да би се спречило цурење.
• Ручни точак / актуатор: Ручни или аутоматизовани оператер који обезбеђује кретање стабла.
• Јарам & Жлезда: Структурна подршка за актуатор и подешавање паковања.
• Цаге (опционо): Користи се у контролним варијантама за смањење буке, вибрација, а кавитација инсценацијом пада притиска.

Варијанте угаоних глобусних вентила

• Угаони глобусни вентил у облику И: Комбинује преусмеравање од 90° са телом у облику слова И, даље смањење пада притиска (Δп 10% ниже од стандардних дизајна углова) и побољшање капацитета протока (Цв 15% виши). Идеалан за течности велике брзине (Нпр., парне турбине).
• Угаони глобусни вентил који се може уклонити: Прстенови седишта су са навојем или вијцима ради лакше замене, продужава живот вентила за 50% (нема потребе за заменом целог тела ако се седиште истроши).
• Угаони глобусни вентил са кавезом: Кавез контролише поравнање утикача, смањење вибрација и хабања — радни век продужен за 40% у апликацијама великих брзина.
• Нагибни диск вс. Плуг Десигнс: Дизајн нагибних дискова (диск се окреће за отварање/затварање) нуде бржи одговор (10% брже од чепних вентила) али нижа прецизност; дизајн утикача обезбеђује ±0,5% тачност протока, погодан за критичку контролу.

Материјали за конструкцију

Перформансе, издржљивост, и сигурност угаоног вентила у великој мери зависе од материјала који се користе за његову израду тело, подрезати, паковање, и заптивке.

Тело & Материјали за поклопац мотора

Тело вентила и поклопац чине примарну границу притиска. Уобичајени избори укључују:

Мрежни материјали (Диск, Седиште, Стабљика)

Компоненте украса су изложене директном контакту течности и хабању. Материјали се бирају на основу отпорност на ерозију, тврдоћа, и захтеви за заптивање.

4. Механички & Перформансе заптивања угаоног глобусног вентила

Репутација угаоног вентила за утегнути и прецизно пригушивање произилази из његовог механичког дизајна и карактеристика заптивања.

За разлику од капије или лептир вентила, који се ослањају на клизно или ротационо заптивање, глобус угла запошљава а линеарни контакт утикач-седиште, који концентрише оптерећење на мањој површини за ефикасно заптивање.

Типови заптивања

Угаони вентили су доступни са више конфигурација заптивања у зависности од услова рада:

Перформансе класе цурења

Класа цурења дефинише колико чврсто вентил може да се затвори под стандардним условима испитивања. За угаоне вентиле, перформансе зависи од дизајн седишта, материјал седишта, и тест стандард.

АНСИ/ФЦИ 70-2 (Класе цурења контролног вентила)

• Класа ИВ (≤0,01% номиналног Цв цурења): Стандардно за већину угаоних вентила са седиштем од метала до метала.
• Класа В (≤0,0005 мл по пси по инчу пречника седишта. по мин): Заптивање високог интегритета за критичну изолацију (Нпр., котловнице за довод воде, пара високог притиска).
• Класа ВИ (непропусни за мехуриће, ≤0,15 мл/мин по инчу пречника седишта): Типично за угаоне вентиле са меким седиштем са ПТФЕ, Завирити, или еластомерне заптивке.

Двосмерни вс. Једносмерно заптивање

• Једносмерно заптивање: Седиште је дизајнирано да заптива против протока из једног смера (улаз → излаз).
  Најчешћи у угаоним глобусима, пошто путања протока од 90° природно усмерава притисак на седиште.
• Бидирецтионал Сеалинг: Симетрична конструкција седишта заптива против протока из било ког смера.
  Користи се у системима са ризицима повратног тока (Нпр., рециркулацијске линије пумпе). Додаје 10–15% на цену вентила, али елиминише захтеве за неповратни вентил.

Најбоље праксе за паковање стабљика

• Ливе-Лоадед Пацкинг: Завојнице са опругом одржавају константну компресију паковања како се материјали троше, смањење фугитивних емисија путем 90% (испуњава ЕПА методу 21 за ВОЦс).
• Вишеслојно паковање: Наизменични слојеви графита и металне фолије (за високе темп) или ПТФЕ и ЕПДМ (за хемикалије) побољшати интегритет заптивача — радни век продужен за 2-3 године.
• Боннет Вентинг: Мали отвори за вентилацију на хауби ослобађају притисак од деградације паковања, спречавање избијања стабљике (критично за системе високог притиска, АНСИ класа 3000+).

5. Притисак–Температура (П–Т) Способност и стандарди

Притисак-температура (П–Т) перформансе угаоних вентила диктира Избор материјала, класа дизајна, и усклађеност са светским стандардима вентила.

Пошто се угаони вентили често примењују у парни сервис, корозивне хемикалије, и криогених система, прецизно познавање њихових граница је критично за безбедан рад и поузданост животног циклуса.

П–Т табела рејтинга за уобичајене материјале

Применљиви стандарди

Дизајнирани су угаони вентили, произведено, и тестиран према строгим међународним кодексима како би се осигурала доследност перформанси:

• АСМЕ Б16.34 – Дефинише П–Т оцене, дебљина зида, и материјали за индустријске вентиле.
• АПИ 602 – Покрива коване кугласте вентиле са малим пречником (≤2 инча, Класа 800–4500), често се користи у водовима високог притиска.
• ИСО 5211 – Стандардизује монтажне димензије актуатора, омогућавајући замену међу произвођачима актуатора.
• АПИ 598 / ИСО 5208 – Наведите хидростатичко испитивање и испитивање цурења седишта (шкољка: 1.5 × МОП; седиште: 1.1 × МОП).
• МСС СП-81 / СП-118 – Дефинишите димензије лицем у лице и од краја до краја за угаоне вентиле, обезбеђивање компатибилности са распоредом цевовода.
• У 12516 – Европски стандард за снагу вентила и П–Т оцене, често се примењују у системима ПН класе.

6. Процеси производње угаоног глобусног вентила

Производња угаоних вентила захтева ригорозну контролу над геометријском прецизношћу, материјални интегритет, и конзистентност перформанси — сваки корак процеса је прилагођен да оптимизује преусмеравање протока вентила од 90°, поузданост заптивања, и дуготрајну издржљивост.

Боди Мануфацтуринг

Тело вентила је структурно језгро које обухвата пут протока и преусмерава течност под углом од 90°, па је његов производни процес одређен степеном притиска, врста материјала, и обим производње.

Две доминантне методе су ливење (за сложене геометрије и велику запремину) и ковање (за апликације високе чврстоће и високог притиска).

Ливење

Ливење идеалан је за производњу тела са сложеним унутрашњим пролазима (Нпр., радијуса кривине од 90°, вишеструке шупљине) и исплатив је за средње до велике количине производње.

Инвестициони ливење (Изгубљени ливење воска)

• Примена: Висока прецизност, тела отпорна на корозију (316Л нехрђајући челик, Хастеллои Ц276) за критичне услуге (фармацеутски производи, оффсхоре оил & гас).
• Процесни ток:

• • Креирање вакског узорка: 3Д-штампани обрасци воска (толеранција ±0,03 мм) поновите унутрашњи пролаз од 90° и спољашње карактеристике тела вентила — 3Д штампа елиминише неподударности калупа уобичајене за традиционално убризгавање воска.
  • Зграда керамичке шкољке: Узорци воска су умочени у керамичку суспензију (Алумина-силика) и премазани песком; љуска се суши у контролисаној влажности (40-60%) да се формира чврсти калуп (6–8 слојева, укупна дебљина 5–10 мм).
  • Девексирање & Пуцање: Љуска се загрева на 1.000–1.100°Ц да би се восак отопио и исцедио (депаратирање) и синтеровати керамику (пуцање), стварајући порозни калуп који издржава температуре растопљеног метала.
  • Метал Поуринг: Растопљени метал (Нпр., 316Л на 1500°Ц, Хастеллои Ц276 на 1,450°Ц) се сипа у шкољку под вакуумом да би се избегла порозност; калуп се хлади на 50–100°Ц/сат да би се спречило термичко пуцање.
  • Схелл Ремовал & Завршњак: Керамичка шкољка се разбија услед вибрације; ливено тело је пескарено (гранулација 80–120) за уклањање остатака керамике, затим обрезани да би се уклонили успони за ливење.

• Кључне метрике: Толеранција димензија ±0,05 мм (критично за поравнање пролаза од 90°); порозност <0.5% (тестиран рендгенским снимком); храпавост површине Ра 12,5–25 μм (пре машинске обраде).

Ливење песка

• Примена: Тела ниског до средњег притиска (угљенични челик А105, месинг Ц36000) за општу индустријску употребу (ХВАЦ, пречишћавање воде).
• Процесни ток:

• • Припрема калупа: Песак повезан са смолом (фенолна смола + силиција) је сабијен око металне шаре (алуминијум или ливено гвожђе) да се формирају две половине (снаћи и вући); језгра (песак или метал) креирајте унутрашњи пролаз од 90°.
  • Монтажа калупа: Две половине калупа су причвршћене заједно; системи за гајтинг (спруе, тркач, рисер) се додају директном растопљеном металу и скупљању хране.
  • Метал Поуринг: Растопљени угљенични челик (1,530–1,550°Ц) или месинг (900-950 ° Ц) улива се у спру; подножја су димензионисана тако да обезбеде додатни метал како се ливење хлади и скупља.
  • Утајајући & Чишћење: Након хлађења (2–4 сата за мала тела, 8–12 сати за велике), калуп је разбијен (схакеоут); ливење је пескарено (гранулација 60–80) за уклањање песка.

• Кључне метрике: Толеранција димензија ±0,2 мм; храпавост површине Ра 25–50 μм (пре машинске обраде); механичка својства (затезна чврстоћа ≥485 МПа за А105) верификовано испитивањем затезања ливених купона.

Ковање

Ковање се користи за тела вентила високог притиска (АНСИ класа 2500–4500) где су чврстоћа и отпорност на замор критични (Нпр., вентили за напојну воду котлова електране).

Процес поравнава метална зрна ради побољшања механичких перформанси.

• Процесни ток:

• • Припрема гредице: Металне гредице (А182 Ф91 легирани челик, Хастеллои Ц276) сече се на тежину (10–15% вишка за обрачун губитка при ковању) и загрејан на 1.100–1.300°Ц (температура аустенизације за челик).
  • Хот Форгинг: Загрејана гредица се утискује у калуп (у облику тела вентила) коришћењем хидрауличних преса (1,000–5.000 тона);
    пролаз од 90° се формира комбинацијом затвореног ковања (спољашњи облик) и пирсинг (унутрашњи пролаз).
  • Топлотни третман: Кована тела се подвргавају жарењу (800-900 ° Ц, одржава 2-4 сата, охлађен на 50°Ц/сат) да се смањи заостали стрес;
    тела од високе легуре (Хастеллои Ц276) примају раствор жарење (1,150° Ц, угашен у води) да поврати отпорност на корозију.
  • Машинска припрема: Кована тела су грубо обрађена за уклањање блица (вишак метала) и довести димензије унутар ±0,5 мм од коначних спецификација.

• Кључне метрике: Усклађивање тока зрна (проверено макроетцхингом); затезна чврстоћа 20–30% већа од ливених тела (Нпр., А182 Ф91 кован: ≥690 МПа вс. лишити: ≥620 МПа); тврдоћа ХБ 180–220 (после жарења).

Трим Мацхининг (Прикључак, Сеат Ринг, Цаге)

Трим (прикључак, прстен за седиште, кавез) директно контролише проток и заптивање, тако да његова обрада захтева прецизност на нивоу микрона.

Уобичајени материјали укључују 17-4ПХ нерђајући челик, Стеллит 6 (легура кобалта), и челик обложен волфрам карбидом.

ЦНЦ се окреће & Глодање

• Процес:

• • Бланк Препаратион: Трим бланкс (Нпр., 17-4ПХ округла шипка) секу се на дужину и термички обрађују (раствор жарен на 1050°Ц, одлежао на 480°Ц) да достигне тврдоћу ХБ 300–320.
  • ЦНЦ се окреће: 5-осовински ЦНЦ стругови (Нпр., Хаас УМЦ-750) обликујте спољни профил утикача (Нпр., параболични, В-зарез) са толеранцијом пречника ±0,01 мм; заптивна површина прстена седишта је окренута до равности од ≤0,005 мм.
  • ЦНЦ глодање: За кавезе са више портова, ЦНЦ глодалице буше 8-12 прецизних рупа (пречник ±0,02 мм) под једнаким угловима да би се створили степенасти путеви тока;
    Чепови са В-зарезом имају зарезе изрезане преко жичане ЕДМ (обрада са електричним пражњењем) за тачност угла ±0,1°.

• Кеи Цонтролс: Алат за резање (дијамантски обложен карбид за 316Л, ЦБН за Стелит 6) се користе да би се избегла деформација материјала; расхладна течност (синтетички за нерђајући челик, минерално уље за легуре) одржава температуру <50°Ц да би се спречиле грешке у термичком ширењу.

Лажење (Завршна обрада заптивних површина)

• Сврха: Остварите херметичко заптивање између чепа и прстена седишта (критично за ИСО 5208 Пропуштање класе В/ВИ).
• Процес:

• • Избор споја за лакирање: Алуминијум финог зрна (0.5–1 μм) за облоге од метала до метала; дијамантска паста (0.1 μм) за трим са меким седиштима (Утикач обложен ПТФЕ).
  • Лаппинг Оператион: Прстен седишта је причвршћен за машину за лепљење; чеп се притисне на њега контролисаном силом (50–100 Н) и ротира на 50–100 о/мин.
    Процес се понавља са прогресивно финијим једињењима све док површина заптивања не достигне Ра ≤0,4 μм.
  • Верификација: Заптивне површине се прегледају оптичком профилометријом да би се потврдила храпавост и равност; "светлосни тест" (држећи утикач и седиште заједно уз извор светлости) осигурава да нема празнина.

Премаз (Отпорност на абразију/корозију)

• Превлака од волфрам карбида: За трим који се користи у абразивним растворима (рударство, отпадне воде), ХВОФ (гориво кисеоника велике брзине) прскање наноси премаз од волфрам карбида од 50–100 μм на утикач и прстен доседа.
  Премаз је брушен до Ра ≤0,8 μм и тврдоће ХВ 1.200–1.600.
• ПТФЕ Цоатинг: За храну/фармацеутску опрему, 20-30 μм ПТФЕ премаз се наноси електростатичким прскањем и очвршћава на 380°Ц.
  Премаз испуњава ФДА 21 ЦФР део 177 и има коефицијент трења од 0.04 (смањење хабања стабљике).

7. Примене угаоних вентила у индустрији

Угаони вентили се широко користе у више индустрија где преусмеравање тока, прецизно пригушивање, и компактни распоред цевовода су обавезни.

Њихова јединствена 90° путања протока и робусна способност пригушивања учинити их погодним за обоје системи високог притиска/температуре и критичне контролне апликације.

8. Цомпетитиве Цомпарисион: Англе Глобе вс. Слични вентили

Кључни увиди:

• Угаони глобусни вентили су идеални за прецизно пригушивање и усмерени ток у тесним распоредима.
• Равни глобусни вентили обезбеђују сличну контролу, али треба више простора за цеви.
• Куглични вентили екцел ин брзе операције укључивања/искључивања са минималним падом притиска.
• Угао Контролни вентили су једносмерни, аутоматски вентили, спречавање повратног тока док је монтажа компактна, угаони распоред цевовода.

9. Закључак

Угаони глобус вентили су свестрани контролни вентили који балансирају прецизно пригушивање, добра контрола кавитације и компактан распоред цевовода.

Одговарајући избор материјала и украса, тачно димензионисање (Кв/Цв), пажња на П–Т способности и професионалне спецификације актуатора су од суштинског значаја за реализацију њихових предности.

Користите поступне украсе и ојачане материјале за ерозивну услугу, паковање са живим оптерећењем за контролу емисије, и подаци о Цв/моменту добављача да би се финализирало димензионирање актуатора.

Често постављана питања

Да ли су угаони вентили двосмерни?

Многи су дизајнирани за једносмерну употребу са заптивање под притиском; међутим правилно дизајнирани двоседи или балансирани украси обезбеђују двосмерну могућност—проверите спецификацију добављача.

Како да бирам између угаоног глобуса и глобуса у облику слова И?

И-образац смањује угао заокрета протока и пад притиска, али често уз одређени губитак прецизности пригушивања.

Изаберите И-образац где су нижи ΔП и смањени обртни момент актуатора приоритет.

Који материјал треба да користим за угаони вентил у морској води?

Дуплекс 2205 нехрђајући челик (Дрво 32-35) је идеално. Отпоран је на корозију морске воде (стопа <0.002 мм / год) и има високу чврстоћу, надмашити 304 (ризик од питтинга) или угљенични челик (брзо рђање).

Како да спречим кавитацију у угаоном вентилу?

Користите постепени трим са више портова да постепено смањите ΔП (свака фаза <10 пси), повећајте вентил на нижу брзину, или загрејати течност да подигне притисак паре.

За тешку кавитацију, изаберите вентуријеве или жртвоване уметке.

Могу ли се угаони вентили користити за ЕСД?

Да — пнеуматски актуатори са опругом и повратком постижу пуни ход за 1-3 секунде, испуњавање ЕСД захтева.

Међутим, мање су прецизни од електричних актуатора; користите их за укључивање/искључивање ЕСД-а, не континуирана модулација.

Колики је типичан радни век угаоног вентила на пари високе температуре?

4–6 година уз правилно одржавање. Користите Стеллите 6 подрезати (отпоран на оксидацију) и графитно паковање (висока темп), и прегледајте трим годишње.