บอลวาล์วแบบลอยตัวกับ Trunnion: การเปรียบเทียบที่สมบูรณ์สำหรับผู้ซื้อในอุตสาหกรรมและผู้ผลิตวาล์ว

บอลวาล์วเป็นหนึ่งในอุปกรณ์แยกส่วนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบของไหลทางอุตสาหกรรม และหัวใจของบอลวาล์วทุกตัวมีส่วนประกอบที่มีความแม่นยำเพียงชิ้นเดียว นั่นก็คือ บอลวาล์ว สำหรับวิศวกรจัดซื้อและผู้ผลิตวาล์ว ให้เลือกระหว่างบอลวาล์วลอยและกบอลวาล์วติดรองแหนบเป็นหนึ่งในการตัดสินใจที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุดในกระบวนการกำหนดคุณสมบัติ แม้ว่าการออกแบบทั้งสองแบบจะให้-การปิดเครื่อง-เป็นสี่ส่วน แต่โดยพื้นฐานแล้วจะแตกต่างกันในเรื่องวิธีการรองรับลูกบอล วิธีสร้างแรงปิดผนึก และวิธีการทำงานของแรงบิดในการทำงานภายใต้แรงกดดัน คู่มือนี้เปรียบเทียบการออกแบบทั้งสองระหว่างหลักการปิดผนึก แรงบิด ขนาดและแรงดัน การใช้งาน และการจัดหา ช่วยให้ผู้ซื้อในอุตสาหกรรมเลือกส่วนประกอบหลักที่เหมาะสมสำหรับแต่ละโครงการ

เหตุใดตัวเลือกแบบลอยตัวกับ Trunnion จึงมีความสำคัญ

บอลวาล์วเป็นองค์ประกอบควบคุมการปิดผนึกและการไหล-ของบอลวาล์ว โครงสร้างรองรับจะกำหนดวิธีการถ่ายเทแรงกด แรงบิดที่ผู้ปฏิบัติงานหรือแอคชูเอเตอร์ต้องเอาชนะ และระยะเวลาที่พื้นผิวซีลจะใช้งานได้นานเท่าใด การเลือกการกำหนดค่าที่ไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวในการปฏิบัติงาน ได้แก่ วาล์วที่ยึดเนื่องจากแรงบิดถูกประเมินต่ำไป ที่นั่งที่เสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควรภายใต้แรงอัดที่มากเกินไป และการรั่วไหลที่ปรากฏขึ้นหลังจากการปั่นจักรยานเพียงช่วงเวลาสั้นๆ

การออกแบบทั้งสองอยู่ในกลุ่มเทิร์นบอลวาล์ว-เดียวกันและสามารถปิด-ได้อย่างแน่นหนาและมีความต้านทานการไหลต่ำ ความแตกต่างไม่ได้อยู่ที่การออกแบบที่ "ดีกว่า" ในแง่สัมบูรณ์ แต่เกี่ยวกับการจับคู่กลไกการรองรับลูกบอลกับขอบเขตการทำงาน: ขนาด ระดับแรงดัน ตัวกลาง วิธีการกระตุ้น และอายุการใช้งานที่ต้องการ การทำความเข้าใจการแลกเปลี่ยน-เหล่านี้ก่อนสั่งซื้อจะช่วยป้องกัน-ข้อกำหนดจำเพาะที่มีราคาแพงและการหยุดทำงานที่ไม่ได้กำหนดไว้

บอลวาล์วลอยคืออะไร?

A บอลวาล์วลอยไม่ได้ถูกยึดโดยกลไกกับตัววาล์ว มันถูกยึดไว้ระหว่างห่วงรองเบาะสองอันและเชื่อมต่อกับก้านที่ด้านบนเท่านั้น ช่วยให้ลูกบอลเคลื่อนตัวไปทางท้ายน้ำเล็กน้อยเมื่อปิดวาล์ว ด้วยเหตุนี้จึงเรียกการออกแบบนี้ว่า "ลอย": ลูกบอลสามารถเลื่อนได้อย่างอิสระภายใต้แรงกดในแนวเส้น

การปิดผนึกทำได้อย่างไร

การปิดผนึกในรูปแบบลอยได้รับแรงกด-ช่วย เมื่อวาล์วปิด แรงดันในแนวต้นน้ำจะดันลูกบอลทั้งหมดไปติดกับบ่าวาล์วท้ายน้ำ และบีบอัดวัสดุบ่าวาล์วเพื่อสร้างการปิด-อย่างแน่นหนา ประสิทธิภาพการซีลจะดีขึ้นจริง ๆ เมื่อแรงดันใช้งานเพิ่มขึ้น ภายในขีดจำกัดการออกแบบของวัสดุที่นั่ง

ขอบเขตและลักษณะทั่วไป

• ช่วงขนาด:รูขนาดเล็กถึงขนาดกลาง โดยทั่วไปแล้ว DN15 ถึง DN150 (สูงถึง 6-8 นิ้ว)
• ความสามารถด้านแรงดัน:คลาสแรงดันต่ำถึงปานกลาง โดยทั่วไป ASME คลาส 150 ถึง 600 ขึ้นอยู่กับขนาด
• วัสดุที่นั่ง:เบาะนั่งแบบนุ่มทั่วไป เช่น PTFE, RPTFE และ PEEK สำหรับ-ระบบปิดที่แน่นหนา-
• ข้อดี:กะทัดรัดและน้ำหนักเบา -มีประสิทธิภาพในขนาดที่เล็ก บำรุงรักษาง่าย -ปิดสองทิศทาง-
• ข้อจำกัด:ที่นั่งท้ายน้ำรับภาระแรงดันเต็มที่ เมื่อขนาดและแรงดันเพิ่มขึ้น แรงเสียดทานและแรงบิดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และเบาะนั่งแบบนุ่มสามารถรับน้ำหนักได้มากเกินไป

บอลวาล์วลอยตัวเป็นกลไกสำคัญของการบริการทางอุตสาหกรรมทั่วไป โดยให้ความสมดุลที่ประหยัดที่สุดระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุนสำหรับตัวกลางแรงดันที่สะอาด-ปานกลางในแนวเจาะขนาดเล็ก-

Trunnion Mounted Valve Ball คืออะไร?

A บอลวาล์วติดรองแหนบมีการยึดแบบกลไกด้วยก้านสำหรับงานหนัก-ที่ด้านบนและเพลารองแหนบคงที่ที่ด้านล่าง ลูกบอลหมุนรอบแกนที่มั่นคงและไม่สามารถเคลื่อนตัวภายใต้แรงกดของเส้นได้ ไม่ว่าแรงดันจะเพิ่มขึ้นสูงแค่ไหนก็ตาม โครงสร้างแกนคงที่-นี้เป็นลักษณะเฉพาะของการออกแบบรองแหนบ

การปิดผนึกทำได้อย่างไร

การปิดผนึกในรูปแบบ Trunnion นั้นเป็นการเปิดใช้งานที่นั่ง-แทนที่จะเป็นลูกบอล- ลูกบอลยังคงอยู่กับที่ และส่วนประกอบที่นั่งแบบสปริง-จะเคลื่อนไปทางพื้นผิวลูกบอลเพื่อสร้างซีล แรงกดของเส้นยังส่งผลต่อบริเวณลูกสูบของเบาะนั่ง ซึ่งช่วยเสริมการปิดผนึก "เอฟเฟกต์ลูกสูบ" นี้สร้างการซีลที่เชื่อถือได้แม้ที่แรงดันต่ำมาก

ขอบเขตและลักษณะทั่วไป

• ช่วงขนาด:รูขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ DN50 ขึ้นไป ขยายไปจนถึงท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่
• ความสามารถด้านแรงดัน:แรงดันปานกลางถึงสูง ตั้งแต่ ASME Class 600 ถึง Class 1500 และ Class 2500 ในรูปแบบพิเศษ
• การดูดซับแรงขับ:ตลับลูกปืนรองแหนบจะรับแรงกดแบบไฮดรอลิก ปกป้องเบาะนั่งจากการถูกบีบอัดมากเกินไป-
• พฤติกรรมแรงบิด:แรงบิดในการทำงานต่ำและสม่ำเสมอแม้ที่แรงดันสูง เหมาะอย่างยิ่งกับการกระตุ้นด้วยลม ไฟฟ้า หรือไฮดรอลิก
• บล็อกคู่และมีเลือดออก:การออกแบบแหนบหลายแบบสามารถรองรับ DBB ได้ ทำให้ทั้งสองที่นั่งปิดผนึกอย่างเป็นอิสระโดยมีเลือดออกระหว่างเบาะเหล่านั้น

บอลวาล์วแบบติดตั้ง Trunnion มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนกว่าและมีต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า แต่ใน-แรงดันสูง รูเจาะขนาดใหญ่ หรือบริการที่สำคัญ บอลวาล์วเหล่านี้มีต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของที่ต่ำกว่า ด้วยค่าใช้จ่ายแอคชูเอเตอร์ที่ลดลง อายุของเบาะนั่งที่ยาวนานขึ้น และเวลาหยุดทำงานในการบำรุงรักษาน้อยลง

ความแตกต่างที่สำคัญโดยสรุป

ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างทางวิศวกรรมหลักระหว่างการออกแบบบอลวาล์วทั้งสองแบบ

แรงบิดในการทำงานและขนาดแอคชูเอเตอร์

แรงบิดในการทำงานเป็นหนึ่งในปัจจัยที่ถูกประเมินต่ำเกินไปที่สุดในข้อมูลจำเพาะของวาล์ว และยังเป็นตัวสร้างความแตกต่างทางเทคนิคที่ชัดเจนที่สุดระหว่างการออกแบบทั้งสองอีกด้วย ในบอลวาล์วลอย ลูกบอลจะถูกกดกับเบาะท้ายน้ำด้วยแรงดันแนวเส้น ดังนั้นแรงเสียดทานระหว่างลูกบอลกับเบาะจะเพิ่มขึ้นเมื่อความดันเพิ่มขึ้น ในการให้บริการแรงดันสูง- แรงบิดของการออกแบบแบบลอยตัวสามารถเพิ่มขึ้นได้ 300-400 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับการทำงานที่ใช้แรงดันต่ำ ซึ่งบังคับให้ผู้ซื้อติดตั้งแอคชูเอเตอร์ที่มีขนาดใหญ่กว่ามากและมีราคาแพงกว่ามาก

บอลวาล์วที่ติดตั้งรองแหนบมีพฤติกรรมแตกต่างออกไป เนื่องจากแบริ่งรองแหนบดูดซับแรงผลักดันไฮดรอลิก ลูกกลิ้งจึงหมุนโดยมีแรงเสียดทานของเบาะน้อยที่สุด และแรงบิดยังคงต่ำและสามารถคาดเดาได้ตลอดช่วงแรงดันทั้งหมด สำหรับระบบควบคุมอัตโนมัติ แรงบิดที่เสถียรนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญ โดยช่วยให้แอคทูเอเตอร์แบบนิวแมติกหรือแบบไฟฟ้ามีขนาดเล็กลง ลดการใช้พลังงาน และปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำของตัวกำหนดตำแหน่งวาล์ว ในทางปฏิบัติ การเปลี่ยนจากโครงสร้างแบบลอยเป็นแบบ Trunnion สำหรับบริการแรงดันสูง-สามารถลดความจุของแอคชูเอเตอร์ที่ต้องการลงได้ 30-50 เปอร์เซ็นต์

ไม่ว่าจะเลือกการออกแบบใดก็ตาม ให้ยืนยันแรงบิดแตกหักภายใต้แรงดันส่วนต่างสูงสุดก่อนกำหนดขนาดผู้ควบคุมหรือตัวกระตุ้นแบบแมนนวล และปล่อยให้มีแรงบิดเพียงพอสำหรับการบรรจุแรงเสียดทานและการรบกวนของเบาะนั่ง

การใช้งาน: โดยที่แต่ละการออกแบบมีความเป็นเลิศ

การใช้งานบอลวาล์วลอยตัว

บอลวาล์วลอยมีอิทธิพลเหนือบริการอุตสาหกรรมและสาธารณูปโภคทั่วไป โดยที่เส้นมีขนาดเล็กและมีแรงกดดันปานกลาง:

• ระบบประปาและบำบัดน้ำ
• การประมวลผลทางเคมีทั่วไปด้วยตัวกลางที่สะอาดและไม่มีฤทธิ์กัดกร่อน-
• บริการอัดอากาศและก๊าซเป็นกลาง
• HVAC น้ำหล่อเย็น และสายสาธารณูปโภคของโรงงาน
• หน้าที่แยกส่วนสำหรับอุปกรณ์และเครื่องมือเจาะขนาดเล็ก-

การใช้งานบอลวาล์วแบบติดตั้ง Trunnion

บอลวาล์วแบบติดตั้ง Trunnion ได้รับการระบุโดยขนาด ความดัน ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือในการปิดผนึกในระยะยาว-มีมากกว่าต้นทุนเริ่มต้น:

• ท่อส่งน้ำมันและก๊าซและสถานที่จัดเก็บก๊าซ
• หน่วยโรงกลั่นและกระบวนการปิโตรเคมีที่ให้บริการไฮโดรคาร์บอนแรงดันสูง-
• สถานีปลายทาง LNG และการใช้งานแบบไครโอเจนิก มักใช้ลูกบอลสแตนเลสหรือโลหะผสมนิกเกิล
• แพลตฟอร์มนอกชายฝั่งและการติดตั้งใต้ทะเลที่ต้องการความสามารถของ DBB
• โรงผลิตไฟฟ้า รวมถึง-ไอน้ำแรงดันสูงและระบบหม้อไอน้ำ
• บริการแยกชิ้นส่วนอัตโนมัติที่มีการปั่นบ่อยครั้งซึ่งแรงบิดสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญ

สำหรับสื่อที่มีอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สารละลาย หรือของแข็ง การออกแบบรองแหนบที่รวมกับที่นั่งโลหะและลูกบอลเคลือบแข็ง- ให้ความต้านทานการสึกหรอที่วาล์วลอยตัวแบบนิ่ม-ไม่สามารถให้ได้

วิธีการเลือกระหว่างบอลวาล์วลอยตัวและบอลวาล์วรองแหนบ

ใช้แนวทาง-ทีละ-ทีละขั้นตอนต่อไปนี้เพื่อจับคู่การออกแบบลูกบอลให้เข้ากับสภาพการทำงานของคุณ:

1. กำหนดขนาดที่ระบุสำหรับท่อที่มีขนาดไม่เกิน DN150 (6 นิ้ว) บอลวาล์วลอยมักจะเพียงพอและประหยัดที่สุด สำหรับ DN200 และสูงกว่า ให้ประเมินการออกแบบที่ติดตั้งรองแหนบ
2. กำหนดระดับความดันการออกแบบแบบลอยตัวเหมาะกับบริการ ASME Class 150-600 เมื่อระดับถึงคลาส 600 และสูงกว่านั้น ให้ย้ายไปที่ลูกบอลที่ติดตั้งทรันเนียน
3. ประเมินแรงบิดและการสั่งงานสำหรับวาล์วอัตโนมัติที่มีตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกหรือแบบไฟฟ้าที่แรงดันสูง แรงบิดต่ำที่มั่นคงของการออกแบบรองแหนบจะช่วยลดขนาดตัวกระตุ้นและต้นทุนด้านพลังงาน
4. พิจารณาสื่อและอุณหภูมิสารกัดกร่อนที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 260 องศา หรือบริการแช่แข็งต้องใช้การออกแบบรองแหนบที่มีที่นั่งโลหะและวัสดุหรือการเคลือบลูกบอลที่เหมาะสม
5. ตรวจสอบมาตรฐานและข้อกำหนดด้านความปลอดภัยหน้าที่ของไปป์ไลน์ที่ควบคุมโดย API 6D, ข้อกำหนด DBB, การรับรอง-ความปลอดภัยจากอัคคีภัย และการแยกส่วนด้านความปลอดภัยที่สำคัญช่วยให้มีโครงสร้างรองแหนบ
6. เปรียบเทียบต้นทุนตลอดอายุการใช้งานบอลวาล์วรองแหนบมีค่าใช้จ่ายล่วงหน้ามากกว่า แต่สามารถลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของได้ผ่านแอคชูเอเตอร์ที่มีขนาดเล็กลง อายุการใช้งานที่นั่งยาวนานขึ้น และลดการบำรุงรักษาในบริการที่มีความต้องการสูง

ข้อควรพิจารณาด้านคุณภาพเมื่อจัดหาบอลวาล์ว

ไม่ว่าจะเลือกการออกแบบใด ประสิทธิภาพของวาล์วสำเร็จรูปจะขึ้นอยู่กับคุณภาพของบอลวาล์วนั้นเอง ความสมบูรณ์ของการซีล แรงบิดในการทำงาน และอายุการใช้งานทั้งหมดขึ้นอยู่กับความแม่นยำทางเรขาคณิตและพื้นผิวของลูกบอล:

• ความกลม:ความทรงกลมสูงป้องกันการสัมผัสและการรั่วไหลของเบาะนั่งที่ไม่สม่ำเสมอ ผู้ผลิตที่มีความแม่นยำมีความกลมภายในเกรดมาตรฐาน 0.01 มม. และ 0.002 มม. หรือดีกว่าสำหรับลูกบอลที่มีความแม่นยำ
• ความหยาบผิว:โดยทั่วไปพื้นผิวลูกบอลจะถูกขัดและขัดเงาที่ Ra 0.2-0.4 µm โดยมี Ra 0.05-0.1 µm สำหรับการใช้งานปิดผนึกที่มีประสิทธิภาพสูง
• ความแม่นยำของมิติ:เส้นผ่านศูนย์กลางลูกบอล ขนาดพอร์ต และความคลาดเคลื่อนของช่องก้านต้องตรงกับแบบประกอบวาล์ว
• การเลือกใช้วัสดุ:สแตนเลส 304/316/316L สำหรับบริการทั่วไป, Duplex 2205 และ Super Duplex 2507 สำหรับสภาพแวดล้อมนอกชายฝั่งและคลอไรด์ และ Inconel, Monel หรือ Hastelloy สำหรับสารเคมีที่รุนแรงและตัวกลางอุณหภูมิสูง- ครอบคลุมบริการตั้งแต่ -196 องศาถึง 500 องศา
• การรักษาพื้นผิว:การชุบฮาร์ดโครม นิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า (ENP) การเคลือบทังสเตนคาร์ไบด์โดย HVOF และการโอเวอร์เลย์แบบสเตลไลต์ช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและการกัดกร่อนเพื่อการใช้งานที่รุนแรง
• คุณสมบัติผู้ผลิต:ตรวจสอบการรับรอง ISO 9001 การตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ บันทึกการตรวจสอบขนาด และประสบการณ์ในการผลิตลูกบอลลอยและลูกรองแหนบตามแบบ OEM

ผู้ผลิตบอลวาล์วผู้เชี่ยวชาญซึ่งมีอุปกรณ์การบด การขัดเงา และอุปกรณ์ตรวจสอบโดยเฉพาะสามารถจัดหาบอลลอยและบอลวาล์วที่มีคุณภาพสม่ำเสมอ รวมถึงขนาด พอร์ต วัสดุ และการเคลือบแบบกำหนดเองตามแบบของลูกค้า

คำถามที่พบบ่อย

บอลวาล์วลอยสามารถใช้กับบริการแรงดันสูง-ได้หรือไม่

บอลวาล์วลอยโดยทั่วไปถูกจำกัดไว้ที่คลาสแรงดันต่ำและปานกลาง โดยทั่วไปคือ ASME คลาส 150-600 เมื่อเกินช่วงนี้ แรงกดดันบนเบาะท้ายน้ำจะมากเกินไป แรงบิดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และเบาะนั่งแบบนุ่มอาจได้รับความเสียหาย สำหรับการบริการที่มีแรงดันสูง บอลวาล์วแบบติดรองแหนบคือตัวเลือกที่เชื่อถือได้

เหตุใดบอลวาล์วที่ติดตั้งแหนบจึงต้องใช้แรงบิดในการทำงานน้อยกว่า

ในการออกแบบ Trunnion ลูกบอลจะยึดอยู่กับก้านและ Trunnion ส่วนล่าง และแบริ่ง Trunnion จะดูดซับแรงผลักดันไฮดรอลิกจากแรงดันในแนวเส้น ที่นั่งจะเคลื่อนไปทางลูกบอลที่อยู่กับที่ ดังนั้นแรงเสียดทานระหว่างลูกบอลและที่นั่งจึงยังคงอยู่ต่ำโดยไม่คำนึงถึงแรงกด ส่งผลให้แรงบิดในการทำงานลดลงและสม่ำเสมอมากขึ้น

การออกแบบใดที่เหมาะกับหน้าที่แยกท่อภายใต้ API 6D

บอลวาล์วแบบติดตั้ง Trunnion เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับบริการไปป์ไลน์ API 6D ขนาดของรูเจาะขนาดใหญ่ ประเภทแรงดันสูง ความสามารถในการบล็อกสองชั้นและไล่ลม และข้อกำหนด-ด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัย ล้วนสอดคล้องกับโครงสร้างรองแหนบ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีอิทธิพลเหนือการส่งผ่านน้ำมันและก๊าซ

บอลวาล์วแบบติดรองแหนบมีราคาแพงกว่าเสมอหรือไม่?

ต้นทุนเริ่มแรกสูงกว่าเนื่องจากมีเพลารองแหนบ แบริ่ง และชุดเบาะนั่งแบบสปริง{0}}เพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม ในบริการ-แรงดันสูงหรือเจาะขนาดใหญ่- ต้นทุนแอคชูเอเตอร์ที่ต่ำกว่า อายุที่นั่งที่ยาวนานขึ้น และการบำรุงรักษาที่ลดลงมักจะทำให้ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของต่ำกว่าการออกแบบแบบลอยตัวที่ถูกผลักดันเกินขีดจำกัด

ทั้งสองแบบสามารถติดตั้งที่นั่งแบบโลหะได้หรือไม่

ใช่. โดยทั่วไปแล้ว บอลวาล์วลอยมักจะจับคู่กับเบาะนั่งแบบอ่อนเพื่อ-ปิดแน่น- ในขณะที่บอลวาล์วที่ติดตั้งรองแหนบมักใช้ร่วมกับที่นั่งโลหะและการเคลือบบอลที่แข็งตัวสำหรับ-การใช้งานที่มีอุณหภูมิสูง มีฤทธิ์กัดกร่อน หรือการใช้งานที่รุนแรง โดยที่เบาะนั่งแบบอ่อนไม่สามารถอยู่รอดได้