Шаровой клапан против задвижки: основные различия и руководство по выбору

При выборе запорной арматуры для промышленных трубопроводных систем наиболее распространенными типами являются шаровые краны и задвижки. Они подходят для разных условий эксплуатации; неправильный выбор может привести к утечкам или сбоям в работе.

▶️ В этой статье представлено подробное сравнение на основе стандартов API 6D и ASME B16.34, охватывающее конструкцию, работу, характеристики уплотнения и характеристики сопротивления потоку.

Режим работы и скорость
✔️Шариковые краны работают на четверть-оборота, поэтому для открытия или закрытия требуется поворот всего на 90- градусов, что делает их пригодными для применений, требующих быстрого перекрытия или частого срабатывания (например, аварийное отключение на нефтебазах). С другой стороны, задвижки представляют собой многооборотные клапаны; маховик необходимо вращать много раз, чтобы полностью поднять или опустить ворота, что приводит к увеличению времени срабатывания и делает их непригодными для частого регулирования.

Герметизация и сопротивление потоку
✔️Пара уплотнений шарового крана обычно состоит из седла из ПТФЭ или усиленного ПТФЭ, прижатого к полированному шару, что обеспечивает нулевую утечку (ANSI/FCI 70-2, класс VI). При полнопроходной конструкции диаметр пути потока соответствует диаметру трубы, что обеспечивает коэффициент сопротивления потоку всего около 0,05 и чрезвычайно низкую потерю давления.

✔️Напротив, типичная танкетказадвижказависит от давления уплотнения между клиновым затвором и металлическим седлом, что обычно обеспечивает герметичность класса IV. В полностью открытом состоянии его коэффициент сопротивления потоку составляет около 0,1–0,2. Однако задвижки подходят для высоких температур (выше 425 градусов) и паровых систем, содержащих твердые частицы, тогда как седло шаровых кранов из ПТФЭ ограничено 200 градусами.

Рекомендации по выбору

• Когда требуется быстрая работа, отсутствие утечек и частая смена циклов, предпочтительны шаровые краны (например, трубопроводы природного газа, химических растворителей).
• При больших диаметрах (DN больше или равно 200), высокой температуре и давлении, средах, содержащих твердые частицы, а также нечастом срабатывании клиновые задвижки более надежны (например, для основного пара и питательной воды на электростанциях).
• Задвижки ни в коем случае нельзя использовать для дросселирования, поскольку высокоскоростная среда разрушает уплотнительные поверхности затвора. Шаровые краны могут обеспечить умеренное дросселирование, но длительное частичное открытие может повредить мягкое седло.

Краткое содержание
📝В зависимости от номинального давления в системе (класс 150–2500), диапазона температур, рабочей частоты и допустимого класса утечки следует сделать разумный выбор между четверть-шаровыми кранами и задвижками с линейным-движением. Правильный выбор продлевает срок службы клапана и снижает затраты на техническое обслуживание.