Шаровой кран — это наиболее широко используемый четверть-поворотный клапан в промышленности. В книге "Пожарный-безопасный и анти-статический шаровой кран: проектирование и испытания" объясняется его конструкция, варианты и выбор. В этом руководстве описаны принцип работы, типы кузовов, сиденья, пожаробезопасные и антистатические-функции, приведение в действие и регулирующие его стандарты.
Шаровой кран представляет собой четверть-запорный клапан с почти-нулевым перепадом давления в открытом состоянии.
Плавающая конструкция уплотняет давлением; Конструкция цапфы обеспечивает низкий крутящий момент при высоком давлении.
Корпуса с двумя-, тремя-частями и верхним-входом подходят для различных стратегий обслуживания.
Выбор седла устанавливает температурный предел: PTFE, PPL, PEEK или металл.
Пожаробезопасность и антистатические-функции защищают работу с углеводородами.
Что такое шаровой кран?
Шаровой кран – это четвертьоборотный-клапан, в котором шар с цилиндрическим отверстием поворачивается на 90 градусов между открытым и закрытым положениями. Когда отверстие совпадает с трубой, клапан полностью открыт с почти -нулевым перепадом давления; поворот на 90 градусов полностью закрывает путь потока. Простой поворот на 90 градусов, герметичное закрытие и низкий крутящий момент делают его предпочтительным запорным клапаном для чистых и слегка загрязненных жидкостей в технологических процессах, трубопроводах и коммунальных услугах.
Плавающая и цапфовая конструкция
В плавающем шаровом кране шар удерживается седлом и под давлением перемещается к седлу, расположенному ниже по потоку, что обеспечивает герметичное перекрытие при умеренных размерах и давлениях. В конструкции с цапфой шар фиксируется верхней и нижней цапфами, а седла движутся против шара, поэтому рабочий крутящий момент остается низким при высоком давлении и большом диаметре. Шаровые краны с цапфой являются стандартными для эксплуатации на трубопроводах в соответствии с API 6D и для работы при высоком-давлении.
Типы кузова: двухсекционный-, трёхсекционный- и верхний вход.
Двухкомпонентные-корпуса экономичны и подходят для большинства общих задач. Корпуса, состоящие из трех частей-, позволяют снимать центральную часть, шар и седла, не вынимая клапан из линии, что имеет значение в условиях ограниченного пространства или в случаях, когда техническое обслуживание должно быть быстрым. Верхние-входные корпуса позволяют осуществлять внутреннее обслуживание через верхнюю часть, не снимая клапан с трубы, что характерно для крупных трубопроводных клапанов. Тип кузова выбирается в зависимости от стратегии обслуживания и бюджета.
Материалы седла и температурные ограничения
Мягкие седла из ПТФЭ, ПТФЭ, ППЛ, ПЭЭК или нейлона обеспечивают-герметичность при умеренной температуре; ПТФЭ работает при температуре около 150-200 градусов C в зависимости от марки, PPL — примерно до 250 градусов C, а PEEK — примерно до 260 градусов C. Металлические седла расширяют диапазон до 400 градусов C и выше для паровых и высокотемпературных технологических процессов с некоторыми допустимыми утечками в соответствии со стандартом. Выбор седла является первым решением при выборе шарового крана.
Пожаро-безопасный и антистатический-дизайн
Пожаробезопасные шаровые краны-сконструированы и испытаны таким образом, что при пожаре мягкое седло плавится, а вторичная уплотняющая поверхность металл-по-металлу удерживает приемлемую скорость утечки; испытание определено в API 607 или ISO 10497. В анти-конструкции добавлены пружины, которые заземляют шар и шток на корпусе, предотвращая накопление электростатического заряда-на шаре в не-непроводящих гнездах. Требования к пожарной безопасности и статике исходят из условий эксплуатации, обычно это углеводороды и легковоспламеняющиеся жидкости.
Приведение в действие и приложения
Шаровые краны приводятся в действие рычагом, шестерней, пневматическим или электрическим приводом. Электрические шаровые краны используются там, где необходимо дистанционное или автоматическое управление, а крутящий момент привода, рабочий цикл и напряжение должны соответствовать моменту срабатывания клапана и рабочему моменту. Приложения охватывают нефте- и газопроводы, нефтеперерабатывающие заводы, системы водоснабжения, системы отопления, вентиляции и кондиционирования и перерабатывающие предприятия. Решение о покупке учитывает материал корпуса, отделку, седло, торцевые соединения, стандарт и привод.
Часто задаваемые вопросы
В плавающей конструкции шар под давлением прилегает к заднему седлу; в конструкции с цапфой шар зафиксирован, а седла перемещаются, сохраняя низкий крутящий момент при высоком давлении и больших размерах.
Двухкомпонентный корпус представляет собой цельную отливку с навинчивающейся торцевой крышкой; Корпус, состоящий из трех частей, позволяет снимать центральную часть для технического обслуживания, не вынимая клапан из линии.
Клапан спроектирован и испытан в соответствии со стандартами API 607 или ISO 10497, поэтому даже после сгорания мягкого седла седло из металла-по-металлу удерживает утечку в пределах стандартного предела.
Не-непроводящие седла могут привести к накоплению статического заряда на шаре; Заземляющие пружины отводят заряд к корпусу, предотвращая риск возникновения искр при работе с огнеопасными веществами.
ПТФЭ для общего применения при температуре примерно до 150-200 градусов C, PPL примерно до 250 градусов C, PEEK для более высоких температур и металлические седла для работы с паром и при высоких температурах, где допустима некоторая утечка.
API 6D и ISO 14313 для эксплуатации трубопроводов, ASME B16.34 для номинальных значений давления-температуры, API 607 для испытаний на огнестойкость и ISO 5211 для монтажных фланцев привода.