เหตุใดจึงใช้เกทวาล์วแทนบอลวาล์ว การวิเคราะห์เชิงลึกทางเทคนิค-สามรายการ

บอลวาล์วถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้เปิด-ปิดได้อย่างรวดเร็วและมีโครงสร้างที่กะทัดรัดในการเลือกวาล์ว อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญที่ค้นหา "เหตุใดจึงต้องใช้เกทวาล์วแทนบอลวาล์ว" มักจะประสบปัญหาในทางปฏิบัติ เช่น -ไอน้ำที่อุณหภูมิสูงรั่ว บอลติดที่เกิดจากตัวกลางที่เป็นสารละลาย หรือการใช้พลังงานของปั๊มที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากแรงดันในท่อลดลงมากเกินไป 🔸 เมื่อรวมกับ API 600 (มาตรฐานสำหรับวาล์วประตู) และ API 608 (มาตรฐานสำหรับบอลวาล์ว) บทความนี้จะอธิบายคำตอบจากมุมมองทางเทคนิคหลักสามประการอย่างละเอียด

1. ลักษณะเส้นทางการไหลแบบตรง: ลดการสูญเสียแรงดันถาวร

▶️แม้จะเปิดจนสุด ผนังด้านในของช่องบอลในบอลวาล์วก็สร้างเส้นไหลเล็กน้อยเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน ยกตัวอย่างบอลวาล์วแบบเต็มพอร์ตขนาด 2- นิ้ว สัมประสิทธิ์ความต้านทานการไหล (เกี่ยวข้องกับประวัติย่อค่า) อยู่ในช่วงตั้งแต่ 35 ถึง 50 สำหรับวาล์วประตู โดยเฉพาะอย่างยิ่งวาล์วประตูลิ่ม ประตูจะถูกยกขึ้นจนสุดที่ด้านบนของช่องตัววาล์วเมื่อเปิดจนสุด ทำให้เกิดเส้นทางการไหลเกือบตรงและราบรื่นโดยมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานการไหลต่ำถึง 10 ถึง 20

▶️ ข้อมูลทางวิศวกรรม: สำหรับท่อส่งไอน้ำ DN150 ที่มีความยาวรวม 1,000 เมตร วาล์วประตูสามารถลดการสูญเสียแรงเสียดทานของท่อได้อีก 8% ถึง 12% เมื่อเทียบกับบอลวาล์ว ซึ่งสามารถประหยัดได้หลายหมื่นกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปีสำหรับปั๊มและคอมเพรสเซอร์ ดังนั้นวาล์วประตูจึงเป็นตัวเลือกที่ต้องการในการลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (ต้นทุนการเป็นเจ้าของ) ในท่อส่งก๊าซธรรมชาติแรงดันสูง-ระยะไกล-และท่อส่งไอน้ำอุณหภูมิสูง-

2. ความต้านทานต่อสื่อที่รุนแรง: การปรับตัวให้เข้ากับสารละลายและอนุภาค

▶️ ประสิทธิภาพการปิดผนึกของบอลวาล์วขึ้นอยู่กับความพอดีที่แม่นยำระหว่าง PTFE (Polytetrafluoroethylene) หรือที่นั่งโลหะกับลูกบอล เมื่อของเหลวมีอนุภาคแข็ง เช่น สารละลายแร่และเถ้าลอย อนุภาคจะฝังอยู่ในเบาะนั่งแบบนุ่มหรือเกิดรอยขีดข่วนที่พื้นผิวลูกบอลขัดเงาระหว่างการทำงานของวาล์ว ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานของซีลสั้นลงเหลือเพียง 3 ถึง 6 เดือน

▶️ วาล์วประตูมีพื้นผิวการซีลแบนรูปทรงขนานหรือลิ่ม- ซึ่งสามารถหุ้มด้วยโลหะผสมสเตลไลต์ (ความแข็ง: HRC 38-45) การขูดเกิดขึ้นระหว่างประตูและที่นั่งในระหว่างการเปิดและปิด เพื่อขจัดอนุภาคที่เกาะติดออกจากพื้นผิวซีล ตามการทดสอบเปรียบเทียบที่เผยแพร่ในวารสารการควบคุมของไหล, 2022ภายใต้สภาวะการทำงานที่มีสารละลายที่มีทรายซิลิกา 15% เกตวาล์วทนทานต่อรอบการทำงาน 6,200 รอบก่อนการรั่วไหลครั้งแรก ในขณะที่บอลวาล์วมีอายุการใช้งานเพียง 800 รอบเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ วาล์วประตูจึงมีความสำคัญในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำเสีย โลหะวิทยา และเคมีถ่านหิน

3. ความเสถียรของโครงสร้างภายใต้อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง

▶️ บอลวาล์วแบบตั้งพื้นแบบอ่อน-แบบธรรมดาพร้อมที่นั่ง PTFE มีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงสุดเพียง 200 องศา แม้แต่บอลวาล์วแบบนั่งที่เป็นโลหะ-ถึง- โครงสร้างการปิดผนึกแบบสัมผัส-ระหว่างบอลวาล์วกับที่นั่งก็มีแนวโน้มที่จะเกิดการติดขัดและการรั่วไหลจากภายนอกเนื่องจากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

▶️ เกตวาล์วใช้โครงสร้างที่ขันแน่นเอง-แบบลิ่ม เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ตัววาล์วและประตูจะขยายตัวพร้อมกัน ซึ่งจะทำให้แรงดันจำเพาะของการซีลเพิ่มขึ้น ตามมาตรฐาน ASME B16.34 วาล์วประตูแบบหล่อสามารถทำงานได้อย่างเสถียรที่อุณหภูมิตั้งแต่ -29 องศาถึง 550 องศา และระดับความดันสูงถึงคลาส 1500

▶️ คดีภาคสนาม: เดิมโรงงานเคมีแห่งหนึ่งใช้บอลวาล์วแบบโลหะ-ถึง-บนท่อส่งไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (450 องศา 4.0 MPa) และมีการยึดที่นั่งทุกๆ 4 เดือน หลังจากเปลี่ยนมาใช้เกทวาล์วตามมาตรฐาน API 600 แล้ว ท่อต่างๆ ก็เดินอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 28 เดือนโดยไม่มีข้อผิดพลาดใดๆ

📌สรุป: ตารางอ้างอิงการเลือกวาล์ว

สรุป

สำหรับระบบท่อที่ต้องการการสูญเสียแรงดันต่ำอย่างต่อเนื่อง ความต้านทานต่ออนุภาคที่แข็งแกร่ง และประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ภายใต้อุณหภูมิและความดันสูงเป็นพิเศษ-วาล์วประตูเป็นทางเลือกทางวิศวกรรมที่เชื่อถือได้มากกว่าบอลวาล์ว ขอแนะนำให้ทำการเลือกขั้นสุดท้ายโดยพิจารณาจากคุณสมบัติของตัวกลาง อัตราอุณหภูมิและความดัน (ตามมาตรฐาน ASME/API) และรอบการบำรุงรักษา