4 шарыкі герметычнасці
Найважнейшы матэрыял для ўшчыльнення сядлашаравыя краныз'яўляецца політэтрааксіэтылен (ПТФЭ), які адчувальны практычна да ўсіх хімічных рэчываў і мае нізкі каэфіцыент трэння, стабільную працу, не лёгка старэе, шырокі дыяпазон тэмператур прымянення і выдатныя комплексныя характарыстыкі герметызацыі. Аднак фізічныя ўласцівасці ПТФЭ, у тым ліку высокі каэфіцыент пашырэння, адчувальнасць да халоднага цячэння і дрэнная цеплаправоднасць, патрабуюць, каб пры распрацоўцы ўшчыльняльнікаў сядла клапана ўлічваліся гэтыя характарыстыкі. Пластыкавы матэрыял ушчыльняльніка сядла клапана таксама ўключае запоўнены ПТФЭ, нейлон і многія іншыя матэрыялы. Аднак, калі ўшчыльняльны матэрыял становіцца цвёрдым, надзейнасць ушчыльнення пагаршаецца, асабліва пры нізкім перападзе ціску. Акрамя таго, у якасці ўшчыльняльнага матэрыялу для сядла клапана можна выкарыстоўваць сінтэтычны каўчук, напрыклад, буцілавы каўчук, але яго прыдатнае асяроддзе і дыяпазон тэмператур абмежаваныя. Акрамя таго, калі асяроддзе не змазваецца, выкарыстанне сінтэтычнага каўчуку можа прывесці да заклінівання шарыка.
Каб задаволіць патрабаванні прамысловага выкарыстання, такія як высокая тэмпература, высокі ціск, моцная эрозія, працяглы тэрмін службы і г.д., за апошнія дзесяць гадоў былі значна распрацаваны шаравыя краны з металічным ушчыльненнем. Асабліва ў развітых прамысловых краінах, такіх як ЗША, Італія, Германія, Іспанія, Нідэрланды і г.д., канструкцыя шаравых кранаў пастаянна ўдасканальвалася, і з'явіліся суцэльназварныя шаравыя краны непасрэднага ўкаранення, пад'ёмныя шаравыя краны і шаравыя краны ў магістральных трубаправодах, абсталяванні для перапрацоўкі нафты і г.д. У прамысловай галіне ўсё больш шырока выкарыстоўваюцца шаравыя краны вялікага дыяметра (3050 мм), высокага ціску (70 МПа) і шырокага дыяпазону тэмператур (-196~8159°C), так што тэхналогія шаравых кранаў выйшла на новы ўзровень.
5 Праектаванне і выраб шаравых клапанаў
Дзякуючы выкарыстанню сістэм аўтаматызаванага праектавання (CAD), аўтаматызаванай вытворчасці (CAM) і сістэмы вытворчасці Mulberry (FMS) у клапаннай прамысловасці, праектаванне і вытворчасць шаравых кранаў выйшлі на зусім новы ўзровень. Гэта не толькі цалкам змяніла метад разліку канструкцыі клапанаў, але і скараціла цяжкую і паўтаральную руцінную праектную працу прафесійных і тэхнічных спецыялістаў, даючы тэхнікам больш энергіі для ўдасканалення, паляпшэння характарыстык прадукцыі і распрацоўкі новых прадуктаў, а таксама скараціла цыкл даследаванняў і распрацовак новых прадуктаў. Паляпшэнне прадукцыйнасці працы ў цэлым, а ў працэсе даследаванняў і распрацовак металічных шаравых кранаў тыпу пад'ёмнага штока, дзякуючы выкарыстанню CAD/CAM, з'явілася шырокая спіральная плоская шток, вырабленая з дапамогай аўтаматызаванага праектавання і станкоў з ЧПУ, якая ўяўляе сабой металічнае ўшчыльненне. Шаравы кран не мае драпін і зносу падчас адкрыцця і закрыцця, што значна паляпшае характарыстыкі ўшчыльнення і тэрмін службы шаровага крана. Калі шаравы кран цалкам адкрыты, супраціў патоку вельмі малы, практычна роўны нулю, таму шаравы кран роўнага дыяметра шырока выкарыстоўваецца ў нафта- і газаправодах, бо яго лёгка чысціць. Паколькі шарык шаровага клапана праціраецца падчас адкрыцця і закрыцця, большасць шаравых клапанаў можна выкарыстоўваць у асяроддзях з завіслымі цвёрдымі часціцамі. У залежнасці ад матэрыялу ўшчыльняльнага кольца, яго таксама можна выкарыстоўваць у парашкападобных і грануляваных асяроддзях.
6. Прыдатныя выпадкі шаровага клапана
Паколькі ў якасці матэрыялу ўшчыльняльнага кольца сядла шаравага клапана звычайна выкарыстоўваецца гума, нейлон і політэтрааксіэтылен, тэмпература яго выкарыстання абмежаваная матэрыялам ушчыльняльнага кольца сядла клапана. Эфект абмежавання шырыні шара дасягаецца тым, што металічныя шарыкі прыціскаюцца адзін да аднаго паміж пластыкавымі сядламі клапана пад дзеяннем асяроддзя (плаваючы шаравы клапан). Пад дзеяннем пэўнага кантактнага ціску ўшчыльняльнае кольца сядла клапана дэфармуецца пругка і пластычна ў некаторых месцах. Гэтая дэфармацыя можа кампенсаваць дакладнасць вырабу і шурпатасць паверхні шара, а таксама забяспечыць герметычнасць шаравага клапана.
Акрамя таго, паколькі ўшчыльняльнае кольца сядла шаровага клапана звычайна выраблена з пластыка, пры выбары канструкцыі і прадукцыйнасці шаровага клапана неабходна ўлічваць вогнеўстойлівасць і вогнеўстойлівасць шаровага клапана, асабліва ў нафтавай, хімічнай, металургічнай і іншых галінах, у лёгкаўзгаральных і выбуховых асяроддзях. Выкарыстанне шаровых клапанаў у абсталяванні і трубаправодных сістэмах ЗША павінна надаваць больш увагі вогнеўстойлівасці і пажарнай прафілактыцы.
Як правіла, шаравыя краны рэкамендуюцца для двухпазіцыйнай рэгулявання, строгай герметычнасці, абароны ад бруду, ізаляцыі, сціскання канала, хуткага адкрыцця і закрыцця (адкрыццё і закрыццё на 1/4 абароту), адключэння пад высокім ціскам (вялікая розніца ціску), нізкага ўзроўню шуму, кавітацыі і выпарэння. У трубаправодных сістэмах з невялікай колькасцю ўцечак у атмасферу, малым рабочым момантам і малым супраціўленнем вадкасці.
Шаравыя краны таксама падыходзяць для трубаправодных сістэм з лёгкай канструкцыяй, нізкім ціскам адсечкі (невялікі перапад ціску) і агрэсіўнымі асяроддзямі.
Шаравыя краны таксама могуць выкарыстоўвацца ў нізкатэмпературных (крыягенных) прыладах і трубаправодных сістэмах.
У сістэме кіслародных трубаправодаў металургічнай прамысловасці патрабуюцца шаравыя краны, якія прайшлі строгую апрацоўку па абястлушчванні.
Калі асноўныя трубаправоды нафта- і газаправоды павінны быць закапаныя пад зямлю, патрабуюцца зварныя шаравыя краны поўнага дыяметра.
Калі патрабуецца рэгуляванне прадукцыйнасці, варта выбраць шаравы кран спецыяльнай канструкцыі з V-вобразным адтулінай.
У нафтавай, нафтахімічнай, хімічнай прамысловасці, электраэнергетыцы і гарадскім будаўніцтве герметычныя шаравыя краны з металу могуць выкарыстоўвацца для трубаправодных сістэм з рабочай тэмпературай вышэй за 200°C.
7 Прынцыпы прымянення шаравых кранаў
Для нафта- і газаправодаў, трубаправодаў, якія патрабуюць ачысткі і закапвання ў зямлю, выкарыстоўвайце цельнопроходныя і суцэльнозварныя шаравыя краны; для закапвання ў зямлю выбірайце цельнопроходныя зварныя або фланцавыя шаравыя краны; для адгалінаванняў выбірайце фланцавае злучэнне, зварное злучэнне, цельнопроходны або шаравы кран паменшанага дыяметра.
Для транспартных трубаправодаў і абсталявання для захоўвання рафінаванай нафты выкарыстоўвайце фланцавыя шаравыя краны.
Для гарадскога газаправода і газаправодаў прыроднага газу выкарыстоўвайце плаваючыя шаравыя краны з фланцавым злучэннем і ўнутранай разьбой.
У сістэме кіслародных трубаправодаў металургічнай сістэмы павінен выкарыстоўвацца фіксаваны шаравы кран, які прайшоў строгую апрацоўку ад тлушчу і мае фланцавае злучэнне.
Для нізкатэмпературных трубаправодных сістэм і прылад варта выкарыстоўваць нізкатэмпературныя шаравыя краны з каўпакамі. У трубаправоднай сістэме ўстаноўкі каталітычнага крэкінгу нафтаперапрацоўчай устаноўкі можна выбраць шаравы кран тыпу ліфтэра.
У абсталяванні і трубаправодных сістэмах, якія працуюць з агрэсіўнымі асяроддзямі, такімі як кіслоты і шчолачы, у хімічных сістэмах рэкамендуецца выкарыстоўваць шаравыя краны з нержавеючай сталі, вырабленыя з аўстэнітнай нержавеючай сталі і політэтрааксіэтылену ў якасці сядла і ўшчыльняльнага кольца.
Шаравыя краны з металаметалічным ушчыльненнем могуць выкарыстоўвацца ў трубаправодных сістэмах або прыладах для высокатэмпературных асяроддзяў у металургічных сістэмах, энергасістэмах, нафтахімічных установках і гарадскіх сістэмах ацяплення.
Калі патрабуецца рэгуляванне патоку, можна выбраць чарвячны прывад, пнеўматычны або электрычны шаравы кран з V-вобразным адтулінай.