Шаровый клапан против задвижки: Что выбрать?

При проектировании и обслуживании промышленных трубопроводных систем вам неизбежно придется устанавливать клапаны для управления потоком жидкости. Два наиболее распространенных типа клапанов - это шаровые краны и задвижки. На первый взгляд они могут показаться взаимозаменяемыми. Однако существуют важные различия в конструкции шаровых и шиберных клапанов, а также в их преимуществах и наилучших вариантах использования.

В этом подробном руководстве мы сравним Шаровые клапаны в сравнении с задвижками по целому ряду факторов. В итоге вы будете точно знать, когда лучше выбрать шаровой клапан, а когда - задвижку, исходя из ваших конкретных потребностей.

Что такое шаровой клапан?

A шаровой клапан Для регулирования потока жидкости используется сферическая конструкция корпуса и диск в форме пробки, соединенный с вращающимся штоком. Когда вы поворачиваете шток клапана и поднимаете диск, он пропускает больше жидкости. Благодаря этому шаровые клапаны отлично подходят для точного управления потоком.

Шаровые краны относятся к семейству клапанов с линейным движением - диск и шток перемещаются вверх и вниз по прямой линии для регулирования потока. Этим они отличаются от четвертьоборотных клапанов, таких как шаровые краны или поворотные затворы, где механизм вращается на 90 градусов между полностью открытым и закрытым положениями.

В корпусе шаровых клапанов имеется перегородка, которая отводит поток жидкости в сторону, прежде чем он достигнет седла, где находится плунжер. Именно это отклонение позволяет шаровым клапанам так эффективно дросселировать поток. Однако это также приводит к значительному падению давления в системе.

Шаровые клапаны действительно хорошо зарекомендовали себя там, где необходимо точное регулирование потока. Их часто можно встретить в таких областях применения, как:

• Паровые системы
• НПЗ
• Химические заводы
• Водоочистные сооружения

Они также подходят для высокого давления, экстремальных температур, вязких жидкостей и опасных химикатов, для которых важны герметичность затвора и минимальная утечка.

Что такое задвижка?

Задвижки Работают за счет подъема/опускания плоского "затвора" в потоке для запуска и остановки потока жидкости. В полностью открытом положении задвижки оказывают очень малое сопротивление или создают турбулентность, поскольку затвор полностью поднят из потока.

Задвижки также являются клапанами линейного перемещения, при этом затвор/шток ориентирован горизонтально по диаметру трубы. Модели с поднимающимся штоком указывают положение клапана посредством перемещения штока. В моделях с неподнимающимся штоком используется небольшой скользящий индикатор, навинченный на верхний шток.

Задвижки являются отличной запорной арматурой благодаря низкому перепаду давления в открытом состоянии и герметичному перекрытию в закрытом. Это делает их хорошо подходящими для:

• Изолирующие зоны в сетях флюидов
• Запуск/остановка потока на участках труб с большим диаметром
• Любое применение, где потери давления должны быть сведены к минимуму

Они не очень хорошо подходят для дросселирования, так как частично открытые ворота могут сильно вибрировать и терять центровку относительно седел кузова при воздействии высокоскоростных жидкостей.

Сравнение шарового клапана и задвижки по принципу "голова к голове

Теперь давайте непосредственно сравним некоторые ключевые различия между шаровыми и вентильными клапанами:

Функциональность

• Шаровые клапаны: Предназначены для регулирования и контроля расхода. Интерфейс плунжер/седло обеспечивает надежное дросселирование без эрозии седла.
• Задвижки: Либо полностью открыт, либо полностью закрыт. Невозможно точно регулировать поток, поскольку в частично открытом состоянии затвор легко вибрирует.

Перепад давления

• Шаровые клапаны: Значительно большее падение давления, поскольку жидкость отводится внутрь корпуса. Избегайте использования там, где потеря давления критична.
• Задвижки: Очень низкая потеря давления благодаря беспрепятственному, прямолинейному пути потока.

Надежность уплотнения

• Шаровые клапаны: Чрезвычайно эффективная герметизация и изоляция благодаря прочному интерфейсу корпус/штекер и линейному контакту.
• Задвижки: С течением времени подвержены протечкам по мере эрозии седел корпуса. Затвор может потерять центровку и не полностью изолироваться.

Требования к обслуживанию

• Шаровые клапаны: Более сложная внутренняя конструкция с малыми зазорами приводит к увеличению объема работ по техническому обслуживанию.
• Задвижки: Большие внутренние пустоты упрощают обслуживание. Однако более высокий износ сиденья означает большее количество выходов из строя для его замены.

Соображения по установке

• Шаровые клапаны: Необходимо предусмотреть вертикальное пространство из-за поднятого штока/привода. Ориентируйтесь так, чтобы поток совпадал со стрелкой на корпусе.
• Задвижки: Варианты с восходящим штоком требуют большего расстояния над головой, чем варианты без восходящего штока. Подходит для горизонтальной или вертикальной установки.

Типичная стоимость

• Шаровые клапаны: Часто 30-50% дороже, чем аналогичные задвижки.
• Задвижки: Большая простота означает снижение производственных затрат.

Ниже приведена сравнительная таблица, в которой указаны основные различия:

Фактор	Шаровой клапан	Задвижка
Основная функция	Управление потоком и дросселирование	Изоляция и управление включением/выключением
Перепад давления	Высокий	Низкий
Надежность уплотнения	Очень хорошо	Умеренный
Ремонтопригодность	Трудности	Легко
Монтаж	Вертикальная ориентация. Направление потока фиксированное	Любая ориентация. Двунаправленный
Стоимость единицы продукции	Дорогой	Дешевые

Когда следует выбирать шаровой клапан вместо задвижки?

Зная их сильные и слабые стороны, мы можем порекомендовать наилучшие варианты применения шаровых и шиберных клапанов.

Выбирайте шаровые клапаны, когда:

Необходим точный контроль расхода

Дросселирующая способность шарового клапана делает его оптимальным выбором для точного регулирования потока жидкости. Такие области применения, как дозирование химических добавок, управление паром или поддержание температуры в процессе, зависят от тонкости управления с помощью шаровых клапанов.

Минимальная утечка является критически важной

Шаровые клапаны обеспечивают превосходную изоляцию благодаря тому, что диск затвора полностью окружен металлом. Это обеспечивает превосходное уплотнение, предотвращающее капли или утечки. Если вы абсолютно не переносите утечек или выбросов, установите шаровые клапаны.

В системе используются опасные жидкости

Коррозионные химикаты, легковоспламеняющиеся жидкости, экстремальные температуры/давление - шаровые клапаны работают как дома. Их прочная конструкция выдерживает воздействие практически любых сред, обеспечивая надежное сдерживание и абсолютную надежность.

Установка на вертикальные линии

Шаровые клапаны должны устанавливаться таким образом, чтобы поток совпадал со стрелкой на корпусе. Это требование хорошо сочетается с вертикальными трубами. Ориентируйтесь так, чтобы поток проходил через клапан вверх.

Необходима частая эксплуатация

Линейное действие затвора шарового клапана обеспечивает плавное движение при минимальном износе. Их прочная конструкция справляется с постоянным циклическим движением гораздо лучше, чем шиберные задвижки.

Выбирайте задвижки, когда:

Потери давления должны быть сведены к минимуму

В открытом состоянии задвижки полностью выходят из канала потока, оставляя неограниченный полнопроходной канал. Эта особенность делает их идеальными для обеспечения максимального объема потока.

Иногда требуется изоляция

Большинство применений задвижек связано с относительно редким включением/выключением. Их герметичное перекрытие в закрытом состоянии делает их надежными запорными клапанами для обхода при техническом обслуживании или изоляции оборудования.

Установка на трубы с большим диаметром

Прямолинейный путь потока и отсутствие внутренних препятствий в задвижках позволяют большим трубам полностью реализовать потенциал потока. Кроме того, они надежно герметизируют трубы, несмотря на большие усилия, возникающие при большом объеме потока.

В процессе используется суспензия

Задвижки лучше справляются с жидкостями со взвешенными твердыми частицами, такими как сточные воды или химические шламы. Их прямолинейные отверстия пропускают частицы без засорения и преждевременного разрушения седел.

Приложение является двунаправленным

Задвижки хорошо подходят для двунаправленного потока благодаря симметричному корпусу и пути потока. Перед установкой убедитесь, что ваша конкретная модель допускает двунаправленный поток.

Стоимость является основной проблемой

Если вы придерживаетесь ограниченного бюджета, задвижки позволяют сэкономить 30% на цене шаровых кранов. Только будьте готовы пожертвовать точностью управления потоком.

Заключение

И шаровые, и шиберные клапаны выполняют важные функции по управлению потоком, перекрытию и сдерживанию в широком спектре промышленных процессов. Понимание их тонких различий в управляющих характеристиках, необходимости обслуживания, работе с давлением и стоимости позволяет инженерам с уверенностью выбирать любую из них.

Дотянуться шаровые клапаны когда точность, безопасность и надежность перевешивают бюджеты. Используйте экономичные Задвижки для выполнения простых задач, не требующих точности.

Благодаря тщательному подбору шаровых и шиберных задвижек вы сможете создавать жидкостные системы с высокими эксплуатационными характеристиками, которые требуются в вашей области применения!