Čvrstoća 4 loptice
Najvažniji materijal za brtvljenje sjedalakuglasti ventilije politetraoksietilen (PTFE), koji je osjetljiv na gotovo sve kemijske tvari, ima nizak koeficijent trenja, stabilne performanse, nije lako starenje, širok raspon temperature primjene i izvrsne sveobuhvatne karakteristike brtvljenja. Međutim, fizička svojstva PTFE-a, uključujući visoki koeficijent širenja, osjetljivost na hladno strujanje i slabu toplinsku vodljivost, zahtijevaju da se dizajn brtvi sjedišta ventila usredotoči na te karakteristike. Plastični materijal brtve sjedišta ventila također uključuje punjeni PTFE, najlon i mnoge druge materijale. Međutim, kada se materijal za brtvljenje stvrdne, pouzdanost brtve će biti oštećena, posebno u slučaju niske razlike tlaka. Osim toga, sintetička guma poput butilne gume također se može koristiti kao materijal za brtvljenje sjedišta ventila, ali njen primjenjivi medij i temperaturni raspon lijekova su ograničeni. Osim toga, ako medij nije podmazan, upotreba sintetičke gume vjerojatno će zaglaviti kuglicu.
Kako bi se zadovoljili zahtjevi industrijske primjene kao što su visoka temperatura, visoki tlak, jaka erozija, dugi vijek trajanja itd., kuglasti ventili s metalnim brtvljenjem uvelike su razvijeni u posljednjih deset godina. Posebno u razvijenim industrijskim zemljama, poput Sjedinjenih Država, Italije, Njemačke, Španjolske, Nizozemske itd., struktura kuglastih ventila kontinuirano se poboljšava, a pojavljuju se potpuno zavareni kuglasti ventili koji se ugrađuju izravno u zemlju, podizni kuglasti ventili i kuglasti ventili u cjevovodima na velike udaljenosti, opremi za rafiniranje nafte itd. Industrijsko područje sve se više koristi, s pojavom kuglastih ventila velikog promjera (3050 mm), visokog tlaka (70 MPa) i širokog temperaturnog raspona (-196~8159C), tako da je tehnologija kuglastih ventila dosegla novu razinu.
5 Dizajn i proizvodnja kuglastih ventila
Zahvaljujući primjeni računalno potpomognutog dizajna (CAD), računalno potpomognute proizvodnje (CAM) i Mulberry proizvodnog sustava (FMS) u industriji ventila, dizajn i proizvodnja kuglastih ventila dosegli su potpuno novu razinu. Ne samo da je potpuno inovirana metoda izračuna dizajna ventila, već je i smanjen težak i ponavljajući rutinski dizajn profesionalnog i tehničkog osoblja, tako da tehničari imaju više energije za poboljšanje, poboljšanje performansi proizvoda i razvoj novih proizvoda te skraćivanje ciklusa istraživanja i razvoja novih proizvoda. Poboljšana je produktivnost rada na svestran način, a u procesu istraživanja i razvoja metalnih kuglastih ventila tipa šipke za podizanje, zahvaljujući primjeni CAD/CAM-a, pojavila se široka spiralna šipka izrađena računalno potpomognutim dizajnom i računalno potpomognutim CNC alatnim strojevima, koja predstavlja metalnu brtvu. Kuglasti ventil nema ogrebotina i habanja tijekom procesa otvaranja i zatvaranja, tako da su performanse brtvljenja i vijek trajanja kuglastog ventila znatno poboljšani. Kada je kuglasti ventil potpuno otvoren, otpor protoka je vrlo mali, gotovo jednak nuli, pa se kuglasti ventil jednakog promjera široko koristi u naftovodima i plinovodima jer se cjevovod lako čisti. Budući da se kuglasti ventil briše tijekom otvaranja i zatvaranja, većina kuglastih ventila može se koristiti u medijima sa suspendiranim krutim česticama. Ovisno o materijalu brtvenog prstena, može se koristiti i u praškastim i granuliranim medijima.
6 Kuglasti ventil u primjeni
Budući da kuglasti ventil obično koristi gumu, najlon i politetraoksietilen kao materijal brtvenog prstena sjedišta, njegova radna temperatura ograničena je materijalom brtvenog prstena sjedišta ventila. Učinak zatvaranja širine kugle postiže se pritiskom metalne kugle jedna o drugu između plastičnih sjedišta ventila pod djelovanjem medija (plutajući kuglasti ventil). Pod djelovanjem određenog kontaktnog tlaka, brtveni prsten sjedišta ventila deformira se elastično i plastično na nekim područjima. Ova deformacija može kompenzirati točnost proizvodnje i hrapavost površine kugle te osigurati brtvljenje kuglastog ventila.
Osim toga, budući da je brtveni prsten sjedišta kuglastog ventila obično izrađen od plastike, pri odabiru strukture i performansi kuglastog ventila potrebno je uzeti u obzir otpornost na vatru i vatrootpornost kuglastog ventila, posebno u naftnom, kemijskom, metalurškom i drugim sektorima, u zapaljivim i eksplozivnim medijima. Korištenje kuglastog ventila u opremi i cjevovodnim sustavima Sjedinjenih Država trebalo bi posvetiti više pozornosti otpornosti na vatru i sprječavanju požara.
Općenito, u dvopozicijskom podešavanju, strogim performansama brtvljenja, otpornosti na blato, abraziju, suženje kanala, brzom otvaranju i zatvaranju (otvaranje i zatvaranje od 1/4 okreta), visokotlačnom isključivanju (velika razlika tlaka), niskoj razini buke, kavitaciji i isparavanju, preporučuju se u cjevovodnim sustavima s malom količinom curenja u atmosferu, malim radnim momentom i malim otporom fluida, kuglasti ventili.
Kuglasti ventili su također prikladni za cjevovodne sustave s laganom konstrukcijom, niskim tlakom zatvaranja (mala razlika tlaka) i korozivnim medijima.
Kuglasti ventili mogu se koristiti i u niskotemperaturnim (kriogenim) uređajima i cjevovodnim sustavima.
U sustavu cjevovoda za kisik u metalurškoj industriji potrebni su kuglasti ventili koji su prošli strogi tretman odmašćivanja.
Kada se glavne cijevi u naftovodima i plinovodima moraju zakopati pod zemljom, potrebni su zavareni kuglasti ventili punog promjera.
Kada je potrebno podešavanje performansi, treba odabrati kuglasti ventil posebne strukture s otvorom u obliku slova V.
U naftnoj, petrokemijskoj, kemijskoj industriji, elektroenergetskoj industriji i urbanoj gradnji, kuglasti ventili s metalnim zatvaračem mogu se koristiti za cjevovodne sustave s radnim temperaturama iznad 200 °C.
7 Načela primjene kuglastih ventila
Za naftovode i plinovode, cjevovode koje je potrebno očistiti i zakopati u zemlju, koristite prolazne i potpuno zavarene kuglaste ventile; za zakopane u zemlju odaberite prolazne zavarene ili prirubničke kuglaste ventile; za ogranke cijevi odaberite prirubnički spoj, zavarivački spoj, prolazni ili kuglasti ventil smanjenog promjera.
Za transportne cjevovode i opremu za skladištenje rafiniranog ulja koristite prirubničke kuglaste ventile.
Za gradske plinovode i plinovode za prirodni plin koristite plutajuće kuglaste ventile s prirubničkim priključkom i unutarnjim navojem.
U sustavu cjevovoda za kisik u metalurškom sustavu treba koristiti fiksni kuglasti ventil koji je podvrgnut strogoj obradi odmašćivanja i prirubničkom spoju.
Za niskotemperaturne cjevovodne sustave i uređaje treba koristiti niskotemperaturne kuglaste ventile s poklopcima. U cjevovodnom sustavu jedinice za katalitičko krekiranje jedinice za rafiniranje nafte može se odabrati kuglasti ventil tipa podizača.
U opremi i cjevovodnim sustavima korozivnih medija poput kiselina i lužina u kemijskim sustavima, preporučljivo je koristiti sve kuglaste ventile od nehrđajućeg čelika izrađene od austenitnog nehrđajućeg čelika i politetraoksietilena kao sjedište i brtveni prsten.
Kuglasti ventili s metalnim brtvljenjem mogu se koristiti u cjevovodnim sustavima ili uređajima za visokotemperaturne medije u metalurškim sustavima, elektroenergetskim sustavima, petrokemijskim postrojenjima i gradskim sustavima grijanja.
Kada je potrebno podešavanje protoka, može se odabrati pužni pogon, pneumatski ili električni kuglasti ventil s otvorom u obliku slova V.