Выбор арматуры — это очень важный этап при проектировании любой системы транспортировки жидкостей, поскольку неправильный выбор типа арматуры может привести к множеству проблем. Среди всех типов арматуры задвижки и шаровые краны являются двумя наиболее широко используемыми типами в инженерии и технике. Хотя оба типа применяются для регулирования потока жидкости, они различаются по конструкции, функциональности и области применения. Понимание этих различий имеет решающее значение для достижения наилучших результатов с точки зрения производительности, эффективности и безопасности систем во многих отраслях промышленности. В данной статье будет представлено подробное описание задвижек и шаровых кранов, что поможет вам сделать правильный выбор для вашей конкретной задачи.
Что такое задвижка?
В своей простейшей форме задвижка представляет собой клапан с линейным ходом, который открывает или перекрывает поток воды или любой другой жидкости. Её основное назначение заключается в полном открытии или перекрытии потока жидкости, обеспечивая прохождение потока через весь проход в открытом положении и полное перекрытие потока в закрытом положении. К наиболее распространённым типам задвижек относятся задвижки с параллельным затвором, клиновые задвижки (с цельным клином, гибким клином и разъёмным клином) и задвижки с сквозным проходом, разработанные для работы в различных условиях высокого давления и температуры.
Что такое шаровой кран?
Шаровой кран — это тип поворотного клапана, который поворачивается на четверть оборота для открытия или закрытия с помощью шарообразного диска с отверстием в центре. Шаровые краны отличаются способностью быстро перекрывать поток, обеспечивать герметичное уплотнение и относительно небольшими размерами, что делает их пригодными для использования в системах водоснабжения. Существует несколько типов шаровых кранов, таких как полнопроходные, с суженным проходом, с V-образным проходом и с цапфовым креплением, и каждый из них имеет различные коэффициенты пропускной способности и номинальные значения давления. Основным элементом является полый шарик с вращающимся отверстием.
Задвижка или шаровой кран: в чём разница?
Работа
Дизайн и структура
Конструкция задвижек и шаровых кранов также имеет некоторые различия, которые можно описать следующим образом: задвижка состоит из корпуса, крышки, затвора, седловых колец, штока и привода, которым может служить маховик или автоматический привод. Затвор скользит вдоль штока с помощью седловых колец, регулируя поток. Шаровые краны, напротив, обычно состоят из корпуса, шара, седел, штока и привода. Шар с уникальным проходом является основным элементом регулирования потока, который вращается, открывая или закрывая седла, чтобы пропускать или преграждать поток жидкости. Задвижки, как правило, крупнее и тяжелее шаровых кранов того же размера и класса давления, главным образом из-за необходимого пространства для перемещения задвижки.
Управление потоком
Что касается регулирования расхода, задвижки в основном используются для перекрытия и открытия потока в крупных водопроводных магистралях. Они не очень эффективны при регулировании или управлении расходом. К числу проблем, которые могут возникнуть при частичном открытии задвижки, относятся вибрация, вызванная потоком, эрозия затвора и седел из-за высокой скорости проходящей через суженное отверстие жидкости, а также повреждение самого клапана. Шаровые краны в основном используются для перекрытия потока, но они могут обеспечивать некоторую степень дросселирования, особенно если шарик имеет V-образное отверстие. Однако дросселирование с помощью стандартного шарового крана также может привести к износу седла, если оно осуществляется в течение длительного времени. С точки зрения регулирования расхода, использование регулирующих клапанов рекомендуется в большей степени, чем использование как задвижек, так и шаровых кранов.
Приложения
Задвижки применяются в тех технологических процессах, где требуется большой и беспрепятственный поток рабочей среды и где клапан не открывается и не закрывается часто. К таким примерам относятся:
-
Водоочистные и канализационные станции
-
Нефте- и газопроводы
-
Электростанции
-
Горнодобывая деятельность
-
Перевалка сыпучих материалов
Шаровые краны благодаря своей быстроте действия и способности перекрывать поток и обеспечивать герметичность используются в широком спектре областей применения, таких как:
-
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
-
Распределение природного газа
-
Химическая обработка
-
Пищевая промышленность и производство напитков
-
Фармацевтические препараты
-
Системы автоматизированного управления технологическими процессами
Это в основном зависит от требований системы, например, требуется ли быстрое закрытие, герметичное уплотнение или небольшой перепад давления.
Герметизирующие характеристики
Герметичность является одним из важнейших аспектов эксплуатационных характеристик арматуры, и как задвижки, так и шаровые краны обладают различной степенью герметичности. Шаровые краны, особенно с мягкими седлами (из ПТФЭ или эластомера), относительно более эффективны с точки зрения герметичности, чем задвижки. Это обусловлено сферической формой шара и равномерным контактом с седлами по всей уплотняющей поверхности. Гребешковые задвижки обеспечивают герметичность за счёт прижатия затвора к седлам. Со временем уплотняющие поверхности гребешковых задвижек могут подвергаться износу в зависимости от частоты использования задвижки или в случае, если проходящая через неё жидкость содержит абразивные вещества, что может привести к утечке.
Срок службы
Срок службы как задвижек, так и шаровых кранов зависит от материала, из которого изготовлен клапан, условий эксплуатации (давление, температура, тип среды) и частоты использования. В целом шаровые краны имеют менее сложную конструкцию и меньше движущихся частей, поэтому, как правило, они отличаются более длительным сроком службы, особенно при циклической эксплуатации. Кроме того, поворот на четверть оборота снижает износ внутренних деталей. У задвижек из-за их продольного перемещения может наблюдаться более сильный износ затвора и седел, особенно если клапан используется для регулирования расхода. Тем не менее, в тех случаях, когда задвижки эксплуатируются преимущественно в полностью открытом или полностью закрытом положении и не подвергаются воздействию суровых условий, они также могут служить долго и обеспечивать долговечность системы в целом.
Техническое обслуживание и уборка
Техническое обслуживание задвижек и шаровых кранов различается в силу особенностей их конструкции. Задвижки, как правило, более требовательны к техническому обслуживанию из-за большого количества движущихся деталей, а также износа затвора и седельных поверхностей. Техническое обслуживание шпинделя может потребовать частой смазки, а сальник — осмотра на предмет утечек. Очистка задвижек также может быть более сложной из-за наличия полости, в которой обычно скапливается мусор, что приводит к загрязнению. Шаровые краны сравнительно менее сложны и, следовательно, требуют меньшего объема технического обслуживания. Тем не менее, седла шаровых кранов могут изнашиваться под воздействием абразивных жидкостей или высокого давления. Очистка шарового крана обычно не представляет сложности: иногда достаточно просто открыть кран и промыть его.
Факторы, которые следует учитывать при выборе между задвижками и шаровыми кранами
Тип жидкости
Характеристики перекачиваемой системой жидкости являются решающим фактором при выборе клапана. Для чистых, невязких жидкостей оптимальным выбором могут стать как задвижки, так и шаровые краны. Однако в случае жидкостей, содержащих взвешенные твердые частицы или шламы, задвижки могут быть более подвержены засорению или повреждению седла из-за скользящего движения затвора. В таких случаях предпочтительнее использовать шаровые краны, которые самоочищаются при вращении шара. Для сильно коррозионных жидкостей решающее значение имеет материал изготовления деталей крана (корпуса, седел, уплотнений); оба типа кранов изготавливаются из различных коррозионно-стойких материалов и могут использоваться для газов.
Монтажное пространство
Размер монтажного пространства также может определять выбор между задвижкой и шаровым краном. Шаровые краны, как правило, имеют более компактную конструкцию по сравнению с задвижками того же номинального диаметра и номинального давления. Благодаря этому шаровые краны предпочтительны во многих системах, поскольку в большинстве случаев они занимают меньше места при монтаже. Задвижкам требуется больший линейный ход для полного подъема затвора в полностью открытом положении, что в некоторых случаях может стать ограничивающим фактором.
Стоимость
Первоначальная стоимость задвижек и шаровых кранов может варьироваться в зависимости от размера, класса давления, материала изготовления и марки. Как правило, для небольших размеров и низких классов давления стоимость шаровых кранов может быть немного выше, чем у задвижек. Однако для крупных размеров и высоких классов давления разница в стоимости может быть незначительной, а в некоторых случаях задвижки могут оказаться дешевле. В общую стоимость также следует включить долгосрочные затраты, такие как расходы на техническое обслуживание оборудования и затраты на его замену в ближайшем будущем.
Давление
Для систем с низким и средним давлением (до класса ANSI 300) можно использовать как задвижки, так и шаровые краны, однако шаровые краны являются более предпочтительными благодаря лучшей герметичности и быстродействию. В системах высокого давления (класс ANSI 600+) для обоих типов арматуры требуется применение специальных конструкций. Задвижки применяются в системах с очень высоким давлением, однако существуют также шаровые краны для высокого давления с цапфовым креплением. Всегда важно убедиться, что номинальное давление клапана превышает максимальное давление в системе и величину гидравлического удара.
Температуры
Еще одним фактором, влияющим на выбор клапана, является температура перекачиваемой жидкости. Задвижки и шаровые краны можно заказать с корпусами, седлами и уплотнениями из различных материалов, подходящих для разных температурных диапазонов. Температура играет важную роль в эксплуатационных характеристиках и долговечности клапана, поэтому она может быть как высокой, так и низкой. Например, высокие температуры могут привести к износу некоторых мягких материалов седел, используемых в шаровых кранах. В следующей таблице приведены приблизительные температурные пределы для наиболее часто используемых материалов клапанов:
| Материал | Типичный диапазон температур (°C) | Типичный диапазон температур (°F) |
| Углеродистая сталь | от -29 до 427 | от -20 до 800 |
| Нержавеющая сталь | от -196 до 538 | от -320 до 1000 |
| ПТФЭ (тефлон) | от -200 до 260 | от -328 до 500 |
| ЭПДМ | от -50 до 150 | от -58 до 302 |
| Buna-N (нитрил) | от -40 до 121 | от -40 до 250 |
Приводы клапанов: следующий шаг в развитии задвижек и шаровых клапанов
Хотя управление с помощью маховика или рычага является типичным для задвижек и шаровых кранов, существует множество случаев, когда требуется дистанционное или автоматическое управление. Именно здесь на помощь приходят приводы для арматуры. На задвижках и шаровых кранах могут использоваться пневматические, электрические и гидравлические приводы. Пневматические приводы работают по принципу использования сжатого воздуха для обеспечения необходимого усилия при управлении клапаном, что делает их экономичным и эффективным решением для многих областей применения. Электрические приводы используют электродвигатель для обеспечения крутящего момента, необходимого для работы клапана, и их легко подключить к системам управления.
Как профессиональный производитель клапанов с приводом в Китае, Vincer специализируется на предоставлении самых инновационных решений в области арматуры. Наша приверженность качеству и безопасности подтверждается различными сертификатами, включая CE, ISO 9001:2015, FDA и RoHS, что свидетельствует о нашем соблюдении европейских стандартов безопасности, международных систем управления качеством, а также строгих норм безопасности и охраны окружающей среды. Кроме того, наш обновленный сертификат SIL гарантирует, что наша продукция соответствует строгим уровням целостности безопасности. Мы занимаемся независимыми исследованиями, разработкой, производством и сбытом электрический и пневматический задвижки и шаровые краны. Независимо от того, нужны ли вам электрические шаровые краны Будь то устройства для точного регулирования расхода или пневматические задвижки для надежного перекрытия потока — компания Vincer предлагает широкий ассортимент продукции, которая удовлетворит ваши потребности.
Заключение
Правильный выбор клапана имеет решающее значение для успешной работы любой системы транспортировки жидкостей. Выбор между этими двумя типами клапанов зависит от характера применения, типа жидкости, давления, температуры, доступного пространства, стоимости, а также от того, требуется ли привод клапана. Только понимая различия и преимущества каждого из них, можно сделать правильный выбор клапанов и создать более качественную и эффективную систему транспортировки жидкостей.
