Шаровой кран, задвижка, шаровой клапан и дроссельная заслонка: полное сравнение

Обзор

>Промышленные клапаны выполняют две основные функции: изоляцию и управление. Четыре наиболее распространенные конструкции трубопроводных систем: шар, задвижка, шар и бабочка преследуют одну и ту же цель: блокировать или пропускать поток, но их внутренняя геометрия обеспечивает совершенно разные характеристики. Шаровой кран использует просверленную сферу и обеспечивает полнопроходное закрытие на четверть оборота; задвижка полностью выводит клин из потока; сила шарового клапана течет по извилистому пути, что позволяет дросселировать; а дроссельная заслонка вращает диск внутри отверстия для компактного и легкого управления. Такие стандарты, как ASME B16.34 и API 6D, определяют номинальное давление и правила проектирования, но условия применения по-прежнему определяют, какой клапан лучше. Выбор неправильного типа может привести к эрозии седла, высокому падению давления или плохой управляемости. В этом руководстве сравниваются возможности управления потоком, потеря давления, характеристики уплотнения, метод работы и варианты практического использования, чтобы группы по закупкам могли подобрать тип клапана в соответствии с требованиями к обслуживанию и долгосрочной надежностью.

Быстрое сравнение

Шаровой кран – когда использовать

Шаровые краны предпочтительнее, когда требуется быстрое и плотное закрытие с минимальной потерей давления. Полнопроходной путь позволяет выполнять очистку скребками и снижает турбулентность, поэтому шаровые краны широко распространены в нефте- и газопроводах, линиях передачи химикатов и в общих изолирующих целях. Четвертьоборотный режим упрощает автоматизацию, а мягкие седла, такие как ПТФЭ или армированный ПТФЭ, обеспечивают отличную герметизацию для чистых жидкостей. Однако мягкие седла имеют температурные и химические ограничения, а дросселирование при частичном открытии может повредить седла и шар из-за высокоскоростной струи. Конструкции с металлическим седлом расширяют температурные возможности и справляются с некоторыми твердыми частицами, но они стоят дороже и требуют тщательного подбора размеров. Выбирайте шаровые краны для работы в режиме «включено» или «выключено», частой циклической работы и работы с низким крутящим моментом. Избегайте их для точного контроля потока или грязных работ, когда мусор может застрять в полости и нарушить герметичность.

Задвижка – когда использовать

Задвижки предназначены для полностью открытого или полностью закрытого режима работы. В полностью открытом положении заслонка полностью убирается из канала потока, обеспечивая очень низкий перепад давления, что ценно в системах большого диаметра или с высоким расходом. Они распространены в системах водоснабжения, электростанциях и трубопроводах, где требуется изоляция, а не дросселирование. В задвижках используются многооборотные штоки, поэтому открытие и закрытие занимает больше времени, а для больших размеров может потребоваться использование редуктора. Они также более чувствительны к мусору; твердые частицы могут повредить сиденья во время закрытия. Клиновые затворы обеспечивают хорошую герметизацию, но не выдерживают частых циклов или частичного открытия, что может вызвать вибрацию и износ седла. Используйте задвижки там, где критически важны полнопроходной поток и низкие потери, а также где рабочая частота умеренная и доступен доступ для обслуживания.

Проходной клапан — когда использовать

Проходные клапаны — это рабочая лошадка для регулирования и регулирования. Линейное движение штока обеспечивает точное позиционирование, а внутренняя геометрия плунжера и седла обеспечивает стабильный контроль при частичном открытии. Это делает шаровые клапаны широко распространенными в линиях пара, охлаждающей воды и химических процессов, где требуются регулирующие клапаны или ручная балансировка. Компромиссом является более высокий перепад давления из-за извилистого пути потока, что может увеличить энергию перекачки и шум. Проходные клапаны также тяжелее, чем дроссельные клапаны данного размера, и реже встречаются в очень больших диаметрах. Направление потока имеет значение для производительности и нагрузки на седло, поэтому при установке следует следовать рекомендациям производителя. Используйте шаровые клапаны, когда требуется точное дросселирование, повторяемое управление потоком или герметичное закрытие при перепаде давления, а также запланируйте более высокие потери давления по сравнению с задвижками или шаровыми кранами.

Дроссельный клапан - когда использовать

Дроссельные клапаны используют вращающийся диск и ценятся за компактный размер, малый вес и экономическую эффективность при больших диаметрах. Они широко используются в водоочистке, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, противопожарной защиты, а также в системах низкого и среднего давления. Современные высокопроизводительные конструкции со смещенными дисками и упругими седлами или седлами из ПТФЭ могут обеспечить герметичное закрытие, а конструкции с тройным смещением с металлическими седлами выдерживают более высокие температуры. По сравнению с задвижками или шаровыми кранами, дроссельные клапаны обычно имеют более высокий перепад давления при меньших размерах и могут не обеспечивать полнопроходной поток. Диск остается на пути потока, поэтому турбулентность может учитываться при чувствительных процессах. Выбирайте дисковые затворы для крупных линий, где пространство и вес ограничены, когда требуется быстрая работа на четверть оборота, а также когда применение допускает умеренную потерю давления, а выбранный материал седла соответствует температурным и химическим требованиям.

Краткое описание выбора

Выбор следует начинать с сервисной функции и системных ограничений. Если основной задачей является изоляция с низким перепадом давления и частой эксплуатацией, шаровой кран часто является лучшим выбором. На крупных линиях, где стоимость и вес имеют решающее значение, дисковый затвор может обеспечить приемлемые характеристики, если класс давления и материал седла соответствуют технологическому процессу. Задвижки по-прежнему ценны для полнопроходной изоляции на крупных трубопроводах с относительно нечастой цикличностью. Для дросселирования или регулирования предпочтительны шаровые клапаны, поскольку они обеспечивают стабильные характеристики потока и их легче настраивать. Также учтите требования к испытаниям и безопасности, такие как API 598 для герметичности седла, API 607 ​​или API 6FA для пожаробезопасной конструкции, а также любые требования к неорганизованным выбросам для конкретного проекта. Подбор типа клапана в зависимости от его функции, а не только размера и цены, повышает надежность и снижает общую стоимость владения.