Шаровые краныпротив задвижек: что лучше при выборе клапана?

Как человек, который каждый день работает с трубопроводными системами, я слишком хорошо знаю, какие проблемы возникают при выборе неправильного клапана-, будь то его капание и утечка, трудности в работе или даже нарушения нормальной работы всего трубопровода. На самом деле нет абсолютного ответа на этот вопрос; все зависит от приложения. Сегодня мы обсудим практическую эффективность этих двух клапанов с нескольких ключевых точек зрения.

 

1. Характеристики потока и потери давления

Начнем с поведения жидкости при прохождении через клапан.

Задвижки имеют относительно простую внутреннюю структуру. В полностью открытом состоянии затворный диск полностью поднимается из канала потока, позволяя жидкости проходить почти по прямой линии без значительных препятствий. Это означает, что задвижки имеют чрезвычайно низкий коэффициент сопротивления потоку в полностью открытом состоянии, почти такой же, как у прямого участка трубы. Если ваше требование требуетклапан с низким сопротивлением потокуВ этом отношении задвижки имеют преимущество.

 

С другой стороны, шаровые краны действуют по-другому. Даже в полностью открытом положении жидкость должна проходить через отверстие в шаре. Хотя современные полнопроходные шаровые краны- имеют диаметр отверстия, соответствующий внутреннему диаметру трубы, жидкость по-прежнему претерпевает очень короткое сжатие и расширение при прохождении через них. Однако, как показывают практические данные, коэффициент сопротивления потоку высококачественных-полнопроходных-шаровых кранов обычно всего на 5–8 % выше, чем у задвижек того же размера-, и эта разница практически незначительна во многих промышленных применениях.

 

2. Характеристики уплотнения и риск утечки

Когда дело доходит до клапанов, большинство пользователей больше всего беспокоятся о надежном-отключении.

Задвижки полагаются на плотный контакт между диском задвижки и седлом для уплотнения. Однако,задвижкиимеют присущую им особенность: их уплотнительные поверхности скользят друг относительно друга при открытии и закрытии, что делает их склонными к царапинам и износу при длительном использовании. Характеристики уплотнения ухудшаются еще быстрее при работе со средами, содержащими примеси. Многие протекающие задвижки на старых установках страдают от поврежденных, эродированных уплотнительных поверхностей седла.

 

В шаровых кранах используется совершенно другой механизм уплотнения. Шар и седло образуют «клиновидную» посадку; поворот шара на 90- градусов прижимает его к седлу во время закрытия. Такая конструкция дает шаровым кранам естественное преимущество в герметизации. Согласно стандартам API 608, шаровые краны с металлическим-седлом обычно обеспечивают степень утечки класса IV или выше, тогда как шаровые краны с мягким седлом могут достигатьнулевая утечка. Если вам нуженгерметичный-шаровой кран с герметичным уплотнениемилизапорный-клапан для водопроводав критически важных случаях шаровые краны часто являются более надежным выбором.

 

3. Простота эксплуатации и скорость открытия/закрытия.

 

Разница здесь весьма заметна.

Задвижки обычно требуют нескольких поворотов маховика для полного открытия или закрытия, что приводит к увеличению времени работы. Для задвижек большого-диаметра могут потребоваться десятки оборотов, чтобы добиться плотного уплотнения-далеко от идеального в аварийных ситуациях.

 

Шаровые краны поворачиваются на четверть-градуса-, что позволяет быстро открывать и закрывать их одним-движением. Их статус «открыто/закрыто» также очень интуитивно понятен: ручка, расположенная параллельно трубопроводу, означает «открыто», а перпендикулярно — «закрыто», что видно с первого взгляда. Для применений, требующих частой работы или аварийного отключения, простота использования шаровых кранов не имеет себе равных задвижек. Если вы искаличетверть-запорный-клапанилибыстродействующий-шаровой кран, вы обнаружите, что эти требования почти всегда относятся к шаровым кранам.

 

4. Совместимость носителей и сценарии применения

Давайте рассмотрим производительность в нескольких распространенных типах носителей.

 

Вода и пар низкого-давления

Оба клапана подходят для трубопроводов чистой воды с нормальной-температурой. Однако для более низких затрат на долгосрочное-техническое обслуживание шаровые краны с мягким-седлом стали основным выбором благодаря их надежному уплотнению и легкости в эксплуатации. Тем не менее, задвижки большого-диаметра по-прежнему широко используются в крупных водопроводах из-за их более низкой стоимости.

 

Нефть и химическая среда

Шаровые краны имеют здесь явное преимущество. Материалы уплотнительных поверхностей шаровых кранов можно адаптировать к свойствам среды, используя такие варианты, как ПТФЭ, ПЭЭК, металлические седла и т. д. В условиях высоких-температуршаровой кран на цапферекомендуется-эта конструкция выдерживает более высокие давления и температуры, сохраняя при этом стабильный рабочий крутящий момент. Для сравнения, задвижки обеспечивают меньшую надежность уплотнения в условиях высокой-температуры и высокого-давления.

 

Среды, содержащие твердые частицы

Ни один из клапанов не идеален для этого сценария. Однако если выбор обязателен, устойчивые к истиранию-задвижки (например, параллельные задвижки) иногда оказываются более долговечными, чем стандартные шаровые краны. Тем не менее, специально разработанные шаровые краны,-стойкие к истиранию, с уплотнительными поверхностями из твердого сплава также обеспечивают превосходную износостойкость.

 

5. Затраты на техническое обслуживание и срок службы.

Затраты на техническое обслуживание часто упускаются из виду при выборе клапана.

 

При возникновении внутренней утечки в задвижках ремонт обычно включает снятие крышки, извлечение диска задвижки и ремонт или замену седла.-Это трудоемкий процесс, который обычно требует снятия задвижки с трубопровода.

 

Обслуживание шарового крана относительно простое. Многие шаровые краны имеют конструкцию с верхним входом-, что позволяет заменять внутренние компоненты непосредственно на трубопроводе, не снимая клапан. Кроме того, уплотнения шаровых кранов обычно имеют модульную конструкцию для быстрой замены. С точки зрения стоимости жизненного цикла шаровые краны обычно требуют меньше труда по техническому обслуживанию и меньших затрат на запасные части.-это одна из причин, по которой шаровые краны предпочитаются для большинства новых проектов.

 

6. Диапазон размеров и сценарии применения

Что касается размеров, задвижки предлагают более широкий ассортимент. Задвижки доступны от DN15 до DN2000 и больше. Хотя шаровые краны также производятся для больших диаметров (свыше DN500), производственные затраты резко возрастают, что делает их менее экономичными, чем задвижки.

 

Таким образом, задвижки остаются лучшим выбором для магистральных трубопроводов сверх-большого диаметра. Для трубопроводов малого и среднего-размера ниже DN200 шаровые краны обладают более заметными общими преимуществами.

 

Вывод: нет абсолютного «лучше», есть только «более подходящий».

 

Возвращаясь к исходному вопросу:шаровые краны лучше задвижек?

Если вы отдаете приоритетгерметичный-шаровой кран с герметичным уплотнениемПростота эксплуатации и низкие затраты на техническое обслуживание делают шаровые краны лучшим выбором для большинства небольших и средних-запорных-приборов. Но для магистральных линий-большого диаметра или самотечных трубопроводов со строгими требованиями к перепаду давлениянизкое сопротивление потокусвойства задвижек более ценны.

 

Для практического выбора клапана мы рекомендуем всесторонне оценить свойства среды, рабочую частоту, удобство обслуживания и общую стоимость жизненного цикла. Если вы не уверены в конкретных условиях работы, пришлите нам свои параметры. Техническая команда COVALVE может предоставить целевые рекомендации, основанные на ваших реальных потребностях.

 

В конце концов, правильный клапан всегда лучший клапан.