Если выбрать не тот клапан, вам придется платить за это дважды: сначала при покупке, а затем каждый раз, когда бригада технического обслуживания будет вынуждена вырезать его из трубопровода. Одним из наиболее важных — и при этом наиболее часто упускаемых из виду — факторов при выборе клапана является его конструкция. Три наиболее распространенных Типы корпусов шаровых кранов (однокомпонентные, двухкомпонентные и трёхкомпонентные) выполняют одну и ту же основную функцию — открытие и перекрытие потока, однако они резко отличаются по способу герметизации, простоте обслуживания и стоимости в течение 10- или 20-летнего срока службы. В данном руководстве подробно рассмотрены все типы конструкций, чтобы инженеры, дистрибьюторы и закупщики OEM-продукции могли подобрать подходящий тип корпуса для конкретного применения, а не просто выбирать по умолчанию самый дешёвый вариант, имеющийся в наличии.
Что на самом деле подразумевается под термином “типы корпусов шаровых кранов”
Все шаровые краны с поворотом на четверть оборота имеют одинаковую основную конструкцию: корпус (или “оболочку”), шарик с отверстием, который поворачивается на 90°, два седла, к которым шарик прижимается для обеспечения герметичности, шток, передающий крутящий момент от рукоятки или привода, а также концевые соединения, с помощью которых кран соединяется с трубой. Что отличает основные Типы корпусов шаровых кранов это просто на сколько отдельных частей разделена корпус, находящийся под давлением — и, следовательно, как осуществляется доступ к внутренним компонентам.
Это единственное конструктивное решение оказывает влияние на все важные аспекты в данной области: количество потенциальных путей утечки, возможность ремонта клапана на месте, его вес, а также способ его присоединения к системе — с помощью сварки или резьбы. В большинстве таких клапанов используется плавающий шарик конструкция, в которой давление в трубопроводе прижимает шарик к седлу, расположенному ниже по потоку, обеспечивая герметичность — такая конфигурация в соответствующих стандартах рассматривается в качестве базовой для общепромышленного применения.
Однокомпонентные шаровые краны: простые, герметичные и экономичные
У цельного (или “унибоди”) клапана весь корпус изготовлен из одного литого или кованого изделия, при этом шарик и седла закреплены внутри через одно обработанное на станке отверстие. Поскольку в корпусе нет стыков, отсутствуют прокладки, которые могут выйти из строя, и болты, которые могут ослабнуть — такая конструкция имеет наименьшее количество потенциальных путей внешней утечки среди всех шаровых кранов.
Компромиссы здесь столь же очевидны. Чтобы мяч мог пройти через это единственное отверстие, цельные клапаны почти всегда имеют уменьшенный (стандартный) порт, что ограничивает расход и увеличивает перепад давления. Что ещё важнее, их невозможно разобрать: когда седла со временем изнашиваются, клапан заменяют, а не ремонтируют. Это делает цельные клапаны идеальным решением там, где низкая стоимость, компактные размеры и герметичность важнее ремонтопригодности — в системах водоснабжения, для изоляции приборов, в оригинальном оборудовании и в системах с большими объёмами, где клапаны рассматриваются как расходные детали. Наши Цельносварной шаровой кран из нержавеющей стали, рассчитанный на давление 1000 WOG является типичным представителем этого экономичного и герметичного класса.
Двухкомпонентные шаровые краны: «рабочая лошадка» промышленности
Двухкомпонентная конструкция предусматривает разделение корпуса на основную часть и одну привинчиваемую торцевую крышку. Это наиболее широко используемый из Типы корпусов шаровых кранов для общепромышленных целей, и на то есть веские причины: он обеспечивает оптимальный баланс между полным проходом, разумной стоимостью и высокими номинальными значениями давления. Поскольку торцевая крышка может быть отделена от корпуса, двухкомпонентный клапан можно осмотреть — а во многих случаях можно получить доступ к седлам и шарику — хотя для этого его обычно приходится снимать с трубопровода.
Двухкомпонентные клапаны идеально подходят для систем водоподготовки, сжатого воздуха, общих технологических линий и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ), и, как правило, выпускаются в вариантах, рассчитанных на более высокое давление. В случаях, когда требования к давлению повышаются, специальный двухсекционный шаровой кран высокого давления с номинальным давлением 2000 WOG справляется с нагрузкой, в то время как стандартный двухкомпонентный клапан с полным проходом при давлении 1000 WOG подходит для большинства повседневных установок. Основным ограничением является то, что соединение корпуса является неразъемным: заменить седла без развинчивания узла довольно сложно, а после приваривания к трубопроводу двухсекционный клапан с резьбой неудобен в обслуживании.
Трехкомпонентные шаровые краны: созданы для ремонта
Трехкомпонентная конструкция предусматривает разделение корпуса на центральную часть и две торцевые крышки, которые скрепляются кольцом болтов корпуса. Из трёх типов корпусов шаровых кранов эта конструкция является самой совершенной, и её основным преимуществом является возможность обслуживания в процессе работы: отвинтите болты, откиньте центральную секцию в сторону — и вы сможете заменить шаровой элемент, седла и уплотнения, не снимая торцевых крышек, которые остаются приваренными или ввинченными в трубу. Для непрерывно работающего предприятия это означает, что замена седла занимает считанные минуты, а не требует остановки производства с разрезанием трубы.
Трехкомпонентные клапаны также допускают использование широкого спектра типов торцевых соединений на одной и той же платформе корпуса — резьбовых, сварных в паз (SW) или сварных встык (BW) — именно поэтому они широко применяются в паровых системах, системах с высокой степенью чистоты и в сложных технологических процессах. Они стоят дороже и создают несколько дополнительных путей внешней утечки в местах болтовых соединений (что устраняется за счет качественных уплотнений корпуса и правильного момента затяжки болтов), но за весь срок службы критически важной линии эта надбавка в цене обычно окупается многократно. См. наш трехкомпонентный шаровой кран с резьбовым, вставным и стыковым соединениями для репрезентативной единицы, а также санитарный трехкомпонентный шаровой кран для пищевых и фармацевтических линий, где требуется конструкция с герметичным седлом, поддающимся очистке.
Сравнение типов корпусов шаровых кранов
В приведенной ниже таблице представлено сравнение этих трех конструкций по критериям, которым покупатели уделяют наибольшее внимание. Рассматривайте её скорее как отправную точку для отбора, а не как непреложное правило — размер порта, класс давления и материал сиденья могут изменить общую картину.
| Фактор | Цельное | Двухкомпонентный | Три части |
|---|---|---|---|
| Конструкция корпуса | Цельный корпус | Корпус + 1 торцевая заглушка | Корпус + 2 завинчиваемые торцевые крышки |
| Типичный порт | Сниженная / стандартная | Полный или стандартный | Полный порт |
| Пути внешней утечки | Наименьшее количество | Немногие | Подробнее (болтовые соединения) |
| Возможность обслуживания без остановки линии | Нет — заменить клапан целиком | Ограниченный (снять для обслуживания) | Отлично — восстановление на месте |
| Концевые соединения | В основном с резьбой | С резьбой, сварное соединение | Резьбовые, SW, BW, Tri-Clamp |
| Относительная стоимость | Самый низкий | Умеренный | Самый высокий |
| Идеально подходит для | OEM, коммунальные услуги, изоляция | Общие технологические процессы, воздух, вода | Пар, пищевые продукты, критически важные/непрерывные линии |
Как правильно выбрать тип корпуса шарового крана
Выбор из Типы корпусов шаровых кранов Всё сводится к тому, чтобы честно расставить по приоритетам несколько ключевых задач для вашей конкретной линейки. Следующие критерии, приведённые примерно в порядке их важности, будут определять большинство решений.
Стратегия технического обслуживания и затраты, связанные с простоями
Как правило, это является решающим фактором. Если выход клапана из строя влечет за собой остановку производственной линии, возможность ремонта трехсекционного клапана без отключения линии окупается уже при первом случае, когда удается избежать разрезания трубы. Если же клапан находится в подземной инженерной сети с низким уровнем приоритета и его замена обходится недорого, рациональным выбором будет односекционный клапан.
Требования к расходу и давлению
В случаях, когда падение давления играет важную роль — на всасывании насоса, на длинных трубопроводах, при перекачке вязких сред — следует отдавать предпочтение двух- или трёхкомпонентным клапанам с полным проходом. При высоком статическом давлении следует ориентироваться на номинальные значения WOG или класс давления, а не только на конструкцию корпуса; надёжный двухкомпонентный клапан может превосходить по характеристикам неправильно подобранный трёхкомпонентный.
Способ подключения и монтажа
Резьбовые концевые соединения подходят для трубопроводов малого диаметра и эксплуатируемых линий; соединения с приварной муфтой и стыковые сварные соединения — для стационарных трубопроводов с высокими требованиями к целостности. Трехкомпонентные корпуса обеспечивают максимальную гибкость в данном случае, поскольку для всех этих типов концевых соединений используется одна и та же платформа клапана, что упрощает стандартизацию на всем предприятии.
Гигиена и чистота технологического процесса
На производственных линиях по изготовлению продуктов питания, напитков, фармацевтических препаратов и полупроводников требуются внутренние детали, поддающиеся очистке, и седла без зазоров — именно в таких условиях стандартом являются санитарные трёхкомпонентные (tri-clamp) клапаны. Цельный клапан, который невозможно открыть, в таких условиях практически никогда не допускается.
В приведенной ниже таблице показано соотношение типичных задач и типа корпуса, к которому большинство команд обращается в первую очередь.
| Заявка | Рекомендуемый тип телосложения | Почему |
|---|---|---|
| Оборудование OEM / встроенная изоляция | Цельное | Компактный, недорогой, герметичный, рассматривается как отдельный узел |
| Инженерные системы здания, водоснабжение, сжатый воздух | Двухкомпонентный | Максимальный расход при умеренной стоимости; простота монтажа |
| Непрерывные химические / технологические линии | Из трёх частей | Проведение ремонта на месте; сведение к минимуму незапланированных простоев |
| Услуга включения/выключения Steam | Из трёх частей | Выдерживает циклические нагрузки; сиденья можно заменять без перепрокладки трубопроводов |
| Продукты питания, напитки и фармацевтика | Санитарный комплект из трёх частей | Возможность очистки, отсутствие углублений, удобство обслуживания благодаря соединениям Tri-Clamp |
Концевые соединения и стандарты, регулирующие их использование
Тип корпуса и тип концевого соединения указываются вместе, и оба параметра соответствуют общепринятым стандартам. Согласно Международная организация по стандартизации (ISO 17292), металлические шаровые краны подразделяются по типам соединений: фланцевые, сварные встык, сварные в муфту и резьбовые, а проходы классифицируются как полные, суженные и двойные суженные — при этом используется та же терминология, что и при описании типов корпусов, указанных выше. В североамериканской цепочке поставок Стандарт API 608 Американского института нефти Стандарт устанавливает дополнительные требования к проектированию и испытаниям сверх требований стандарта ASME B16.34 для шаровых кранов с плавающим и поворотным шариком, используемых в нефтяной промышленности и технологических системах.
Для покупателей практический вывод заключается в том, что на качественно изготовленном клапане должны быть чётко указаны тип корпуса, размер патрубка, номинальное давление и стандарт, которому он соответствует. Именно понимание типов корпусов шаровых клапанов в совокупности с этими характеристиками позволяет превратить простой перечень деталей в чёткую техническую спецификацию. Если вы занимаетесь стандартизацией на нескольких производственных линиях, наш полный Ассортимент ручных шаровых кранов Включает в себя одно-, двух- и трёхсекционные конструкции из соответствующих материалов и с одинаковыми техническими характеристиками, что упрощает управление запасами запасных частей.
Часто задаваемые вопросы
Какой тип корпуса шарового крана служит дольше всего?
Срок службы в большей степени зависит от материала седла, рабочей среды и количества циклов работы, чем от конструкции клапана, однако на практике трехкомпонентные клапаны служат дольше всех, поскольку их седла и шарики можно заменять без демонтажа. Цельный клапан может надежно обеспечивать герметичность в течение многих лет, но как только его седла изнашиваются, весь клапан приходится выбрасывать.
Трёхкомпонентные шаровые краны чаще дают течь, чем цельные?
С внешней точки зрения цельный клапан имеет меньше потенциальных мест утечки, поскольку в его корпусе отсутствуют стыки. Болтовые соединения трёхкомпонентного клапана уплотняются прокладками корпуса и зависят от правильного момента затяжки болтов, однако при правильной сборке и техническом обслуживании они являются полностью надёжными — преимущества в плане эксплуатационной надёжности обычно перевешивают наличие дополнительных соединений на критически важных линиях.
Что означает термин “полный порт” и в каких моделях он предусмотрен?
Термин «полнопроходной» (full bore) означает, что проходной сечение шарового клапана соответствует внутреннему диаметру трубы, что позволяет свести к минимуму перепад давления. Двух- и трёхсекционные клапаны обычно выпускаются в полнопроходном исполнении, тогда как цельные клапаны, как правило, имеют суженное проходное сечение из-за своей конструкции с одним проходным отверстием.
Можно ли приварить двух- или трёхкомпонентный шаровой кран непосредственно к трубе?
Да. Оба типа поставляются с торцами для впайной и стыковой сварки. Однако в случае трёхсекционного клапана после сварки можно снять центральную секцию для замены седла, не затрагивая сварные торцевые крышки — это одна из основных причин, по которой его предпочитают использовать в постоянных трубопроводах с высокими требованиями к герметичности.
Как выбрать тип корпуса шарового крана для нового проекта?
Определите приоритеты: если простои обходятся дорого, выбирайте трёхкомпонентный клапан; если пропускная способность и стоимость находятся в равновесии, выбирайте двухкомпонентный; если клапан представляет собой недорогой компонент, который не требует дополнительного обслуживания, выбирайте однокомпонентный. Затем перед оформлением заказа убедитесь, что размеры портов, номинальное давление и тип торцевого соединения соответствуют условиям вашей трубопроводной линии.
Заключение
Не существует единого “лучшего” клапана — есть лишь правильное соответствие между типами корпусов шаровых клапанов и конкретной задачей. Цельные клапаны выигрывают по стоимости и простоте, двухкомпонентные клапаны являются надежным промышленным стандартом, а трехкомпонентные клапаны оправдывают свою более высокую стоимость везде, где приоритетом являются бесперебойная работа и удобство обслуживания. Правильно подобрав вариант, клапан будет бесшумно выполнять свою работу в течение многих лет; если же выбор окажется неверным, вам придётся заплатить за простои и затраты на замену. Если вам нужна помощь в определении оптимальной конструкции, расположения портов и торцевых соединений для вашей задачи, обратитесь к нашей инженерной команде для получения индивидуального предложения и мы подберем для вашей линии подходящий клапан.