Що таке запірний клапан і як він працює?

Для тих, хто новачок у роботі з клапанами, поширене запитання: що саме таке засувка, і як вона відкривається та закривається?

Простіше кажучи, засувка діє якрозсувні дверівсередині трубопроводу. Він контролює потік рідини, піднімаючи та опускаючи плоску пластину, відому як затвор. Цей посібник розбиває основи, детально охоплюючи конструкцію засувки, принцип роботи, типові типи та практичне застосування.

 

1. Основна конструкція засувки (основні частини засувки)

Щоб зрозуміти, як працює засувка, спочатку потрібно знати її основні складові. Стандартна засувка складається з наступних частин:

• Тіло: Зовнішній корпус клапана, безпосередньо з'єднаний з трубопроводом. Звичайні матеріали включають чавун, литу сталь (наприклад, WCB) і нержавіючу сталь (CF8M). Корпус клапана містить прохідний канал і ущільнювальні поверхні.
• Ворота: центральний запірний-компонент у формі клина або паралельної пластини. Коли затвор опускається, він перекриває прохід потоку; у піднятому стані відкриває шлях.
• Стебло: З’єднує ворота з маховиком (або приводом). Обертання маховика переміщує шток вгору та вниз, приводячи в рух ворота.
• Сидіння: Ущільнювальні кільця на корпусі клапана, які сполучаються з шибером для утворення щільного ущільнення. Сидіння зазвичай наплавляють сплавом Stellite або використовують PTFE або тверде ущільнення метал--метал.
• Капот: Верхня кришка корпусу клапана, яка використовується для кріплення штока та сальника.
• Сальник: Ущільнювальна конструкція, яка запобігає витоку середовища вздовж штока, зазвичай із використанням графітового або PTFE-ущільнення.

 

Важлива деталь: ущільнювальні поверхні засувки вимагають точного шліфування. Засувки промислового-класу зазвичай відповідаютьISO 5208Норма A (нульовий видимий витік). Наприклад, при номінальному тиску класу 150 гідростатичне випробування на міцність оболонки становить 3,0 МПа, а випробування на герметичність — 2,2 МПа.

 

2. Детальний принцип роботи засувки

Логіка роботи шиберної арматури проста: шток обертається, приводячи шибер у лінійний рух вгору-і-вниз.

 

Процес відкриття

Поверніть махове колесо проти годинникової стрілки, щоб підняти шток, який відсуне ворота від сидіння. Канал потоку повністю відкритий, що забезпечує майже безперешкодний прохід рідини. За відсутності контакту між днищем затвора та сідлом рідинна ерозія на ущільнювальних поверхнях мінімальна.

 

Процес закриття

Поверніть махове колесо за годинниковою стрілкою, щоб штовхнути шток вниз, притиснувши затвор щільно до сидіння. Для щільного закриття нижня частина затвора зазвичай має клиноподібну-форму, створюючисила розклиненняякий надійно фіксує ворота в сидінні.

 

Зазвичай забувають про те, що:Засувки не призначені для регулювання потоку. Часткове відкриття піддає ворота високошвидкісному потоку рідини, що спричиняє вібрацію та пошкодження ущільнювальних поверхонь. Засувки підходять тільки дляповністю відкритий або повністю закритийобслуговування.

 

3. Поширені типи засувок: висхідний шток проти не-підйомного штока

Засувки класифікуються за рухом штока, що є ключовим моментом при купівлі.

 

1. Засувка з висхідним штоком

• особливості: шток має зовнішню різьбу. Коли махове колесо обертається, шток рухається вгору-вниз разом із заслінкою. Відкрита довжина штока чітко вказує на відкрите/закрите положення клапана.Додатки: наземні-трубопроводи та установки, які потребують видимої індикації стану, як-от станції очищення води та нафтохімічні трубопровідні стійки.Примітка: Вимагає достатнього простору над головою, щоб уникнути перешкод.

2. Засувка з не-підйомним штоком

• особливості: Різьба штока розташована всередині кришки. Коли маховик обертається, довжина штока залишається фіксованою; нитки рухають ворота вгору та вниз всередині.Додатки: Підземні трубопроводи та обмежені простори (наприклад, клапанні ями, системи морських трубопроводів), оскільки додатковий вертикальний простір не потрібен.Недолік: Відкритий/закритий стан неможливо візуально підтвердити зовні; це повинно бути вказано зупинкою маховичка або підрахованими обертами.

 

4. Типи засувок за структурою затвора

Окрім конструкції штока, засувки також класифікуються за формою затвора:

• Засувка клинова: має клиноподібні ворота-і кутові сидіння. Затягування збільшує силу заклинювання для надійного ущільнення. Найпоширеніша конструкція, придатна для високо-температури та високого{4}}тиску пари або масла.
• Паралельний запірний клапан: Складається з двох паралельних пластин із пружиною між ними. Ворот притискається до сідла пружиною або середнім тиском. Зазвичай використовується в системах із низьким{2}}тиском, наприклад у трубопроводах водопостачання.
• Засувка ножова: має тонкий лезо-затвор, призначений для прорізання шламу, що містить тверді частки (наприклад, целюлозу, стічні води). Його прямий, безперешкодний шлях потоку зводить до мінімуму засмічення.

 

5. Часті запитання (FAQ)

Q1: Яка різниця між засувкою та запірним клапаном?

• Засувка: прямий-наскрізний шлях потоку з дуже низьким опором рідини (майже еквівалентно прямій трубі, коли вона повністю відкрита). Повільна робота і не підходить для дроселювання.
• Прохідний клапан: Z--подібний шлях потоку з вищим опором, але забезпечує точне регулювання потоку та швид-відключення.
• Коротко: засувки призначені для-повнопоточних трубопроводів; запірні клапани призначені для дроселювання або швидкого-відключення.

Q2: Який тиск і температуру можуть витримувати засувки?

• Це залежить від матеріалів і стандартів конструкції. Типові сталеві засувки API 600:
• Клас 150: Робочий тиск 1,9 МПа при температурі навколишнього середовища, максимальна температура ~425 градусів (WCB)
• Клас 300: Робочий тиск 5,1 МПа
• Низь{0}}температурні клапани: до -196 градусів (матеріал LCC)
• Високотемпературні{0}}клапани зі сплаву: понад 800 градусів

Q3: Які стандарти витоку засувки?

• Слідують промислові стандартиISO 5208абоAPI 598. Норма A вимагає нульового видимого витоку (-герметичність), тоді як швидкість B допускає незначне утворення бульбашок. Більшість нафтохімічних проектів вказують рейтинг А.

Q4: Чому засувки не повинні відкриватися частково?

• Часткове відкриття піддає край затвора високо-швидкісному удару рідини, що спричиняє сильну вібрацію та прискорене зношування ущільнювальних поверхонь. Завжди використовуйте засувки повністю відкритими або повністю закритими.

 

6. Як вибрати засувку для практичного застосування

На основі досвіду (КОВАЛВАпостачає десятки тисяч засувок щорічно для проектів на Близькому Сході, у Південно-Східній Азії та Європі), вибір залежить від таких факторів:

• Середній: Для чистої води чи масла використовується лита сталь або нержавіюча сталь; корозійні середовища (кислоти, луги) використовувати вентилі з нержавіючої сталі або футеровані; для суспензій із-частинками використовуються ножові засувки.
• Номінальний тиск: відповідність розрахункового тиску в трубопроводі з запасом надійності 10%.
• температура: М'яке ущільнення (PTFE) для температур навколишнього середовища; тверде ущільнення метал--метал для високих температур.
• Місце встановлення: стебло, що піднімається для-надземного використання; не-підйомний шток для підземних або клапанних ям.
• Приведення в дію: Маховик стандартний; електричні, пневматичні чи гідравлічні приводи використовуються для клапанів із-великим діаметром або високого{1}}тиску.

 

Перед установкою очистіть з трубопроводу зварювальний шлак і залишки чавуну, щоб запобігти утворенню між ущільнювальними поверхнями та спричиненню витоку. Для технічного обслуговування кожні шість місяців змащуйте шток мастилом і перевіряйте герметичність сальника.