Принципы выбора шаровых кранов
характеристики СМИ
Коррозионная стойкость: выбирайте коррозионностойкие материалы (например, нержавеющую сталь 316L, сплав Hastelloy) в соответствии с химическими свойствами среды (например, кислота, щелочь, органический растворитель).
Чистота: для частиц или сред с высокой вязкостью следует выбирать жесткое уплотнение (металл к металлу) или специально разработанную конструкцию для защиты от засорения.
Фаза: газ, жидкость или газожидкостная смесь, необходимо разработать уплотнение и структуру.
рабочее состояние
Давление: при высоком давлении (PN≥16MPa) следует выбирать фиксированный шаровой кран, а при низком давлении можно выбрать плавающий шаровой кран.
Температура: высокая температура (> 200℃) требует металлического уплотнения, низкая температура (<-50℃) требует криогенной обработки материалов (например, аустенитной нержавеющей стали).
Характеристики потока: Полнопортовый шаровой кран (Full Port) используется в системах, требующих низкого сопротивления потоку, а шаровой кран с редукционным портом (Reduced Port) - в системах, где допускается потеря давления.
Материалы клапанов
Материал корпуса клапана:
Обычные условия эксплуатации: литая сталь (WCB), нержавеющая сталь (CF8/CF8M).
Сильная коррозия: дуплексная сталь, титановый сплав.
уплотнительный материал ：
Обычная температура: PTFE (термостойкость ≤180℃), PPL (термостойкость ≤300℃).
Высокая температура/износ: металлические уплотнения (например, с покрытием из карбида вольфрама)
структурный стиль
Плавающий шаровой клапан: подходит для малого диаметра (DN≤200 мм), среднего и низкого давления, полагаясь на давление среды для прижатия шарового уплотнения.
Шаровой кран с цапфой: большой диаметр (DN≥200 мм), высокое давление или высокая точность управления, шар фиксируется верхним и нижним валом, меньший крутящий момент.
Шаровой кран V типа: используется при необходимости регулировки расхода, с приблизительными процентными характеристиками расхода.
Класс герметичности
Обычное рабочее состояние: ISO 5208 Класс VI (мягкое уплотнение).
Строгие условия работы: Класс V или металлическое уплотнение с нулевой утечкой (например, стандарт API 6D).
режим работы
Ручной: Для случаев, когда не требуется частая эксплуатация, может быть оснащен червячным редуктором (клапан большого диаметра).
Автоматическое управление: Пневматическое: взрывобезопасная среда (например, нефтехимическая промышленность).
Электрические: требуют точного контроля (например, электричество, водоподготовка).
Жидкостная энергия: высокие требования к тяге (например, главный клапан для трубопроводов большой протяженности).
Стандарты и сертификация
Отраслевые стандарты: API 6D (нефть и газ), GB/T 12237 (общие), ASME B16.34 (номинальное давление и температура).
Специальная сертификация: SIL (уровень безопасности), TA-Luft (низкий уровень эмиссии).
Экономика и техническое обслуживание
Общая стоимость жизни: включает в себя расходы на закупку, установку, обслуживание и простои.
Удобство обслуживания: модульная конструкция, возможность обслуживания в режиме онлайн (например, функция двойного отсечения разряда).
Выбор шаровых кранов
Определение параметров рабочего состояния
Подготовьте таблицу параметров, включая: название среды, диапазон температур, диапазон давлений (расчетное давление/рабочее давление), требуемый расход, размер трубы (DN/дюйм), стандарт соединения (фланец/резьба), частота действия и т.д.
Определите тип клапана
Выбор функции:
Переключающий клапан: стандартный шаровой кран.
Регулирующий клапан: V-образный шаровой клапан или интеллектуальный клапан с локатором.
По структуре:
Трехсторонний, L-образный/Т-образный канал: используется для распределения среды.
Top Entry: легко поддерживать в режиме онлайн.
Материал и прилегание уплотнения
Материал корпуса/шара клапана: См. стандарт NACE MR0175 (включая среду H2S).
Седло клапана/уплотнение:
Пищевая среда: Материалы, сертифицированные FDA (например, EPDM+PTFE).
Износостойкая среда: Сварка из цементированного карбида стеллита.
Подключение и обработка торцов
Фланцевое соединение: RF (окружающая поверхность), RTJ (кольцевое соединение), FF (полная плоскость).
Конец сварки: стыковая сварка (BW) выбирается для толстостенных труб, при этом следует учитывать возможность послесварочной термообработки.
Резьбовое соединение: NPT, BSPT, подходит для трубопроводов низкого давления малого диаметра.
Режим движения по выбору
Пневматический привод: необходимо указать давление источника воздуха (0,4~0,7 МПа) и двойное действие/одиночное действие (тип безопасности при неисправностях).
Электропривод: класс защиты (IP67/IP68), согласование крутящего момента (требуется расчет крутящего момента открытия и закрытия).
Ручное управление: клапан большого диаметра с редуктором (DN300 и выше).
Проверка работоспособности
Расчет расхода: проверьте, соответствует ли значение Cv требованиям процесса (Cv=Q√ (SG/ΔP)).
Потеря давления: Убедитесь, что потеря давления редукционного клапана находится в допустимом диапазоне.
Защита от кавитации/всплеска: высокая скорость потока среды требует специальной конструкции проточного канала или многоступенчатой структуры снижения давления.
Оценка поставщиков
Квалификация: Сертификация API 607 по огнезащите, сертификация ISO 15848 по низкому уровню утечки.
Пример из практики: промышленное применение (например, терминал СПГ, химический завод).
Послепродажное обслуживание: запас запасных частей, время отклика технической поддержки.
Всесторонний анализ затрат
Первоначальная стоимость: клапан, привод и принадлежности (например, концевые выключатели и электромагнитные клапаны).
Стоимость эксплуатации и обслуживания: частота замены уплотнений и частота отказов в течение срока службы.
Техническое подтверждение и тестирование
Заводские приемочные испытания (FAT): включая испытание на герметичность (вода/воздух под высоким давлением), испытание на крутящий момент при эксплуатации.
Специальные испытания: криогенная обработка, испытание на огнестойкость (API 607).
Установка и отладка
Направление потока: убедитесь, что направление установки крана соответствует направлению потока рабочей среды (некоторые шаровые краны имеют требования к направлению).
Калибровка приводного механизма: электрический клапан должен быть настроен на сигнал открытия (4~20 мА) и обратную связь по положению.
Распространенные ошибки при выборе
Чрезмерная погоня за высоким материалом: для некоррозионной среды (такой как вода, воздух) можно выбрать корпус клапана из углеродистой стали, чтобы избежать лишних затрат.
Пренебрежение динамическим уплотнением: клапаны с частой эксплуатацией должны уделять внимание уплотнению штока клапана (например, графитовое уплотнение против подпружиненного PTFE).
Пренебрегайте тепловым расширением: в трубопроводах с высокой температурой необходимо рассчитывать тепловое смещение корпуса клапана и трубопровода, чтобы предотвратить повреждение от напряжения.
