“Фраза ”течь в шаровом кране» может означать как минимум четыре разных неисправности, и для каждой из них существует свой способ устранения. Прежде чем сравнивать конструкции кранов, определите, в чем именно заключается течь:
- Ствол / зона уплотнения – вытекание жидкости вокруг штока, под ручкой или в месте крепления привода.
- Завершение соединения – утечка в месте соединения клапана с трубой: резьбовые, сварные или фланцевые соединения на каждом конце.
- Соединение корпуса клапана – утечка в месте соединения, где секции корпуса клапана скреплены болтами или резьбой.
- Внутренняя утечка мимо закрытого шарика – клапан закрыт, но поток продолжает проходить вниз по потоку. Наружу ничего не капает; утечка происходит через седла.
Эта статья посвящена третьему из них. А сварной корпус Двухкомпонентный шаровой кран не имеет болтового соединения корпуса, что исключает один из возможных путей внешней утечки. Это действительно существенное конструктивное отличие. Однако оно носит ограниченный характер: оно не затрагивает шток, концы труб или уплотнение закрытого шара. Обе части этого утверждения имеют значение при подборе клапанов для промышленной линии.
| Место утечки | Где это можно увидеть | От чего это в основном зависит |
|---|---|---|
| Ствол / зона уплотнения | Вокруг стержня, под ручкой | Конструкция и состояние уплотнения штока, термические циклы, частота срабатывания клапана |
| Завершение соединения | В месте соединения клапана с трубой | Качество монтажа, герметик для резьбы или прокладка, напряжение в трубе |
| Соединение корпуса клапана | В месте соединения секций корпуса | Уплотнение корпуса или прокладка, крепежные детали, сборка, условия эксплуатации, техническое обслуживание |
| Внутренняя утечка (мимо закрытого шарика) | Поток вниз при закрытом клапане; снаружи не видно | Состояние сиденья, посторонние предметы, поверхность шара, коэффициент загрузки |
Почему стандартные соединения корпуса могут стать местами внешней утечки
Соединение корпуса с болтовым или резьбовым креплением представляет собой герметичный механический соединительный узел: уплотнение корпуса или прокладка, удерживаемые под нагрузкой с помощью крепежных элементов или резьбы. Любой такой соединительный узел может давать утечку при определённом сочетании условий. Это не то же самое, что сказать, что утечка происходит обычно.
Обычные двухкомпонентные и трёхкомпонентные шаровые краны собираются из отдельных частей корпуса. В месте соединения этих частей герметичность зависит сразу от нескольких факторов: самой конструкции соединения, материала уплотнения или прокладки и его совместимости с рабочей средой, качества монтажа (момента затяжки, выравнивания, чистоты), а также от всех нагрузок, которым подвергается соединение в процессе эксплуатации. Свою роль играют термоциклирование, вибрация, перепады давления и состояние технического обслуживания.
Множество клапанов с болтовым соединением корпуса эксплуатируются годами без каких-либо проблем с соединением корпуса. С технической точки зрения вопрос стоит более узко: соединение корпуса — это ещё одно герметичное соединение на границе раздела под давлением. Оно должно быть правильно спроектировано, смонтировано и обслуживаться, а также представляет собой ещё одно место, которое необходимо проверить в ходе инспекционного обхода. Имеет ли это значение для вашего предприятия, зависит от условий эксплуатации и вашей практики технического обслуживания, поэтому остальная часть этой статьи написана в форме сравнения, а не окончательного вывода.
Что меняется при Сварной корпус 2-компонентный шаровой кран
В сварной корпус Конструкция из двух частей: обе половины корпуса свариваются в единый цельный корпус, а не соединяются с помощью винтов или болтов. Готовый клапан не имеет болтового соединения корпуса, поэтому в этом месте отсутствует прокладка корпуса, подверженная старению, а также крепежные элементы, которые могут потерять предварительное натяжение. Проще говоря: это устраняет один из потенциальных путей внешней утечки. Остальные пути утечки не устраняются, и это не означает, что клапан не может давать утечку.
Небольшое пояснение по поводу терминологии, поскольку слово “сварной” в каталогах арматуры имеет двойное значение. В большинстве случаев термин “сварной шаровой кран” относится к типам торцевых соединений — муфтовым или стыковым, которые при монтаже привариваются к трубе. Однако данная страница посвящена не этому. Здесь термин “сварной корпус” описывает способ соединения двух половин корпуса клапана; торцы данного конкретного клапана имеют внутреннюю резьбу (F×F). Если вам нужны соединения сварного типа, это другой продукт — наш шаровой кран из двух частей, соединяемых встык сваркой — и эти две конструкции отвечают на разные вопросы.
Наш сайт Двухсекционный шаровой кран из нержавеющей стали со сварным корпусом (резьба F×F, полное сечение, 1000 WOG) устройство сконструировано следующим образом. Указанные технические характеристики: корпус из нержавеющей стали CF8 (литая 304) или CF8M (литая 316), торцы с внутренней резьбой (F×F) в исполнении PT, NPT или PF от 1/4″ до 4″, полный проход, ручной рычаг с поворотом на четверть оборота, номинальное давление 1000 WOG (номинальное давление холодной эксплуатации для воды, нефти и газа), доступен в серии Heavy-Duty (V-2B) и стандартной серии (V-2C). Стоит отметить одно ограничение: сварной корпус применяется для размеров от 1/4″ до 3″; в модели 4″ вместо этого используется конструкция с болтовыми торцевыми крышками. Перечень областей применения включает водо-, нефте-, газо- и пневмопроводы, изоляцию резервуаров и насосов, а также оборудование для оригинальных производителей (OEM).
В этой связи возникает вполне уместный вопрос: если цель — получить корпус без болтовых соединений, почему бы просто не использовать цельный шаровой кран? Дело в стоимости цельного литья в области прохода. В большинстве цельных конструкций внутренние детали собираются через торцевое соединение, поэтому проходной канал, как правило, сужается — проходной канал на один размер меньше, чем труба, что приводит к дополнительному падению давления. Конструкция со сварным корпусом идет по другому пути: внутренние детали собираются с корпусом, состоящим из двух половин, а затем эти половины свариваются в единый цельный корпус. В результате получается сочетание полнопроходного потока двухкомпонентной конструкции и монолитного корпуса однокомпонентной — без прокладки и крепежа на корпусе. Чтобы сравнение было объективным: сварной шов по-прежнему является производственным соединением, но это металлургическое соединение, а не герметичное механическое соединение с прокладкой, которая со временем изнашивается или требует поддержания предварительного натяжения.
Что остается после сварки: шток по-прежнему проходит через предельное давление, а клапан по-прежнему соединяется с трубой с обоих концов. Таким образом, клапан со сварным корпусом по-прежнему имеет герметичные соединения — просто на самом корпусе их стало на одно меньше.
Следует также четко указать на один компромисс. Сварной корпус не предназначен для вскрытия. Если ваша практика технического обслуживания предполагает разборку клапана на месте для обслуживания внутренних деталей, такая конструкция будет вам мешать, и в этом случае стоит рассмотреть трехкомпонентную конструкцию. Подробнее об этом — ниже.
Что не решает сварной кузов
Сварной корпус решает именно одну проблему: внешний путь утечки в месте болтового соединения корпуса. Все остальные механизмы утечки на клапане остаются при этом нетронутыми.
- Уплотнение штока. Шток должен вращаться, поэтому он проходит через корпус с собственной уплотнительной системой. Утечка через шток зависит от конструкции и состояния этого уплотнения, а не от способа соединения половин корпуса.
- Внутренняя утечка. Износ седла, попадание посторонних частиц между шариком и седлом или повреждение поверхности шарика приведут к тому, что закрытый клапан будет пропускать поток, независимо от конструкции корпуса.
- Утечка на конце трубы. При монтаже выполняются резьбовые, сварные или фланцевые соединения с трубой. Их герметичность зависит от качества монтажа и состояния системы.
- Неподходящий материал или условия давления и температуры. Клапан, материал или номинальные параметры которого не соответствуют характеристикам рабочей среды, её концентрации, давлению или температуре, может выйти из строя независимо от конструкции корпуса.
- Установка и влияние на работу системы. Чрезмерная затяжка, напряжение в трубах, скачки давления, вибрация и неисправности приводов приводят к утечкам, которые не может предотвратить ни одна конструкция корпуса.
Поэтому, если утечка, которую вы пытаетесь найти, находится на штоке, на конце трубы или происходит через закрытый клапан, переход на клапан со сварным корпусом не решит проблему. Сначала определите место утечки; для начала воспользуйтесь таблицей в начале этой статьи.
Когда стоит рассмотреть вариант двухсекционной конструкции со сварным корпусом
A сварной корпус Двухкомпонентный клапан стоит рассмотреть в том случае, если вам необходимо устранить именно утечку через внешний стык корпуса, задача заключается в изоляции по принципу «включено/выключено», а ваш план технического обслуживания предусматривает замену клапанов, а не их ремонт. Если для вас важнее обеспечить плановый доступ к внутренним элементам, рассмотрите вместо этого трёхкомпонентную конструкцию.
Типичные ситуации, в которых клиенты задают вопросы об этой конструкции:
- Речь идет, в частности, о внешней утечке в месте соединения корпуса, и одной из заявленных целей является сокращение количества герметичных соединений на корпусе.
- Речь идет об изоляции на время включения/выключения — изоляция резервуара, изоляция насоса, перекрытие участка — а не о режиме эксплуатации, предполагающем капитальный ремонт внутренних узлов клапана без его демонтажа.
- Концепция технического обслуживания данной линии заключается в том, чтобы заменять, а не ремонтировать: когда клапан достигает конца срока службы, его заменяют, а не разбирают.
Если же в ходе ваших работ требуется вскрытие клапанов для осмотра, очистки или замены внутренних деталей, для этого специально разработана трехкомпонентная конструкция: в зависимости от конкретной модели конструкция корпуса обеспечивает доступ к внутренним элементам. Наша руководство по техническому обслуживанию 3-компонентных клапанов из нержавеющей стали показывает, как эта удобство обслуживания выглядит на практике.
| Рассмотрение | Сварной корпус 2-х частей | Конструкция из 3 частей |
|---|---|---|
| Соединения корпуса на границе давления | Нет; обе половины сварены в единый цельный корпус | Болтовые соединения между центральным корпусом и двумя торцевыми крышками |
| Доступ к внутренним компонентам | Не предназначено для вскрытия; окончание срока службы обычно означает замену клапана | Корпус можно открыть для осмотра или технического обслуживания, в зависимости от модели |
| Где это, как правило, подходит | Изоляция «вкл./выкл.», при которой приоритетом является минимальное количество внешних герметичных интерфейсов | Услуги, в рамках которых запланированная внутренняя проверка или замена деталей входит в программу технического обслуживания |
Ни одна из этих конструкций не является безусловно лучшей. Выбор следует определять для каждой конкретной модели с учетом доступности запасных частей и фактических условий эксплуатации, а не исходя исключительно из категории.
Прежде чем определять параметры: убедитесь в соблюдении следующих условий
Тип корпуса — это один из последних параметров, которые следует выбирать, а не первый. Независимо от того, к какому варианту вы склоняетесь, прежде чем остановить свой выбор на конкретном клапане, уточните следующие моменты, касающиеся обслуживания:
- Жидкость и концентрация — именно данную среду, а не просто её группу. Концентрация и примеси влияют на пригодность материала.
- Рабочая температура — нормальный и пиковый.
- Рабочее давление — включая переходные процессы и скачки напряжения, а не только номинальное значение.
- Размер трубы — и имеет ли значение для вашего потока использование полного порта.
- Завершение соединения — резьбовые, сварные или фланцевые соединения, а также стандарт, которому соответствует ваша трубопроводная система.
- Требуемая частота отключения — периодическая изоляция с включением и выключением или частые циклы работы с жесткими требованиями к скорости внутреннего отключения.
- Доступ для технического обслуживания — Будет ли этот клапан отремонтирован на месте или заменен по истечении срока службы?
- Внешняя или внутренняя утечка — а что на самом деле вызывает беспокойство? Они предлагают разные решения.
Здесь полезны два общих справочных материала. Что касается материалов: в нашем ассортименте нержавеющая сталь марки 304 используется во многих системах водо- и воздухоснабжения, а марка 316 обычно применяется в тех случаях, когда воздействие хлоридов повышает риск точечной коррозии; общие сведения о механизмах коррозии можно найти в Основы коррозии по AMPP. О номинальных параметрах: порядок определения номинальных значений давления и температуры для клапанов закреплён в таких стандартах, как ASME B16.34; номер WOG не является кривой «давление–температура», поэтому всегда проверяйте его пригодность при фактической рабочей температуре.
Часто задаваемые вопросы
Означает ли сварной корпус, что клапан не может давать утечку?
Нет. Сварной корпус устраняет болтовое соединение корпуса, которое является одним из потенциальных путей внешней утечки, но не всеми. Шток по-прежнему проходит через корпус и полагается на собственное уплотнение. Соединения с концами труб по-прежнему зависят от правильности монтажа. Герметичность по-прежнему зависит от состояния шарика и седел. Клапан со сварным корпусом, изготовленный из неподходящего материала, эксплуатируемый при несоответствующем давлении или температуре либо неправильно установленный, по-прежнему может давать утечку. Рассматривайте сварной корпус как один из конструктивных факторов в рамках полной технической спецификации, а не как гарантию.
Помогает ли двухкомпонентный клапан со сварным корпусом предотвратить внутреннюю утечку?
Нет. Внутренняя утечка, то есть прохождение потока мимо шарика при закрытом клапане, зависит от состояния седел и поверхности шарика, а не от способа соединения половин корпуса. Износ седла, попадание посторонних частиц между шариком и седлом или повреждения, вызванные несоответствующими условиями эксплуатации, могут привести к внутренней утечке в любом шаровом кране, будь то сварной или болтовой конструкции. Если ваша проблема заключается в том, что при закрытом кране по-прежнему проходит поток, сначала проверьте состояние седла, чистоту рабочей среды и режим работы; конструкция корпуса в данном случае не является определяющим фактором.
Почему бы вместо этого просто не использовать цельный шаровой кран?
Цельный корпус действительно позволяет обойтись без болтового соединения, но в большинстве конструкций это происходит за счет уменьшения внутреннего диаметра: внутренние детали устанавливаются через торцевое соединение, поэтому проходной канал, как правило, сужается — на один размер меньше, чем у трубы, что приводит к более значительному падению давления. Двухсекционный клапан со сварным корпусом собирается из двух половин, которые затем свариваются в единый цельный корпус, что позволяет сохранить проходной канал полного сечения и при этом не иметь прокладчаного соединения на корпусе. Если для вашего расхода допустим суженный проход, цельный клапан будет разумным выбором; если же важен полный проход, именно в этом случае сварная конструкция корпуса оправдывает своё использование.
В каких случаях 3-ходовой шаровой кран является более предпочтительным выбором?
Если важно обеспечить возможность технического обслуживания без снятия с линии, обратите внимание на конструкцию из трёх частей. Конструкция корпуса обеспечивает доступ к внутренним узлам клапана для осмотра или обслуживания, в зависимости от конкретной модели. Если ваша практика технического обслуживания предусматривает плановый осмотр или замену внутренних деталей, а не замену всего клапана целиком, то этот доступ может перевесить наличие дополнительных соединений корпуса, которые в таком случае просто станут частью вашей рутинной процедуры осмотра. Доступность запасных частей и фактические условия эксплуатации определяют выбор; наши руководство по техническому обслуживанию 3-компонентных клапанов из нержавеющей стали показывает, как этот компромисс проявляется на практике.
Включает ли модель 1000 WOG работу с паром или в условиях высоких температур?
Нет. Маркировка «1000 WOG» сама по себе обозначает номинальное давление при холодной обработке для систем, работающих с водой, нефтью и газом. Это не номинальное давление для пара и не кривая «давление-температура».
Однако этот двухсекционный шаровой кран со сварным корпусом может поставляться с графитовой уплотнительной конфигурацией для работы с паром при температуре до 180 °C. Данная температурная стойкость относится исключительно к указанной графитовой конфигурации; ее нельзя предполагать для стандартной уплотнительной конструкции.
Для подбора клапана для пара необходимо совместно уточнить фактическое рабочее давление при данной температуре, точную модель клапана, конфигурацию графитового уплотнения и условия эксплуатации. Не следует выбирать клапан для пара, ориентируясь исключительно на номер WOG.
My two-piece ball valve is leaking where the two halves screw together. What causes that?
That is a body-joint leak: the joint where the body sections are bolted or screwed together has stopped sealing. Tightness there depends on several things at once. The joint design, the body seal or gasket and its compatibility with the media, the assembly work (torque, alignment, cleanliness), and then everything the joint has seen in service: thermal cycling, vibration, pressure transients and the state of maintenance. It is one more sealed interface on the pressure boundary, and any such interface can leak under some combination of those conditions. A welded-body 2-piece valve is built without that joint, so it removes this particular leak path while keeping a full-port bore; our V-2B / V-2C seal-welded ball valve is one example. It does nothing for the stem, the pipe ends or the seats.
Why is my ball valve leaking from the middle?
“The middle” usually points to the valve body joint, the seam where the body sections meet. Confirm it before you act, because the four leak points have four different fixes. Fluid weeping under the handle is the stem seal. A drip where the valve meets the pipe is the end connection, which is an installation question. Flow that continues downstream with the valve closed is internal leakage through the seats, and it never shows on the outside. Only a leak at the seam between the body sections is a body-joint leak, and that is the one a welded-body construction addresses.
Can a leaking ball valve body joint be repaired, or do I replace the valve?
First confirm the leak really is at the body joint and not at the stem, a pipe end or through the closed ball, because those have different fixes. If it is the body joint, the answer depends on the body construction. On a bolted 3-piece valve the design allows access to the internals, so the body seal can usually be renewed in line, depending on the model. On a screwed 2-piece body that access is not part of the design, so whether a weeping joint can be re-sealed or the valve should come out depends on the model and what the joint has been through. Check the service documentation, or ask the manufacturer with the model and the service conditions. A welded-body 2-piece valve has no body joint at all, so the question does not arise there. If you are replacing the valve anyway and want no body joint on the new one, our V-2B / V-2C seal-welded ball valve keeps the full-port bore and uses ordinary female threaded ends. Its other leak points, the stem, the ends and the seats, are handled the same way as on any ball valve.
Беспокоитесь об утечке в корпусе и соединениях? Начните с проверки условий эксплуатации
Если на вашей линии существует проблема внешней утечки в месте соединения корпуса, сообщите нам данные о переносимой среде и её концентрации, рабочем давлении и температуре, размере трубы, типе торцевого соединения, а также о том, как вы планируете осуществлять техническое обслуживание клапана. Имея эту информацию, мы сможем помочь вам сравнить сварная конструкция из двух частей сравнение с трехкомпонентной конструкцией с учетом ваших конкретных условий — в том числе объяснение, в каких случаях трехкомпонентная конструкция будет более подходящим вариантом. Связаться с Изнгом Троном укажите детали вашей услуги, и мы предоставим вам конкретное сравнение, а не общие рекомендации.