Zasuni zasuna, proizvod industrijske revolucije, dugo su držali dominantan položaj u industriji unatoč povijesnoj prisutnosti mnogih drugih ventila kao što su kuglasti ventili i čepni ventili. Međutim, posljednjih godina, zasuni su se suočili s povećanom konkurencijom kuglastih ventila i leptir ventila, koje su zauzele veći tržišni udio.
Za razliku od kuglasti ventili, čep ventili, i leptir ventili, zasuni zasuna imaju jedinstven mehanizam za zatvaranje. Element zatvaranja, vrata ili diska, kreće se linearno višestrukim okretajima stabljike ili vretena. Uspinje se od staze i ulazi u vrh ventila (zvan poklopac motora). Ovi ventili, otvaranje linearno, također su poznati kao višeokretni ili linearni ventili, razlikuju se od četvrtokretnih ventila kod kojih se stablo okreće 90 stupnjeva, obično bez uspona.
Zasuni dolaze u različitim materijalima i različitim tlakovima, s veličinama u rasponu od malih kao NPS ½ inča do velikih kao NPS 144 inča, služeći širokom spektru primjena. Prevladavajući dizajn zasuna sastoji se od komponenti proizvedenih lijevanjem, kovanje, odnosno zavarivanje, pri čemu je dominantan dizajn lijevanja.
Jedan značajan aspekt zasuna je njihova sposobnost da se potpuno otvore, gotovo bez prepreka ili trenja na putu protoka. Otpor protoka koji pružaju potpuno otvoreni zasuni otprilike je ekvivalentan dijelu cjevovoda s istom veličinom otvora. Slijedom toga, zasuni se još uvijek široko koriste u aplikacijama za zatvaranje ili uključivanje/isključivanje. U nekoj ventilskoj terminologiji, zasuni se također nazivaju kuglastim ventilima.
Međutim, zasuni možda nisu najbolji izbor za regulaciju protoka ili rad u bilo kojem smjeru osim potpuno otvorenog ili potpuno zatvorenog. Korištenje djelomično otvorenih zasuna za prigušivanje ili kontrolu protoka može dovesti do oštećenja zasuna ili prstena sjedišta ventila zbog sudara u turbulentnom okruženju protoka koje nastaje kada su djelomično otvoreni.
Unutarnje strukture zasuna
Dok se većina zasuna može činiti sličnim izgledom, njihov unutarnji dizajn može varirati. Većina zasuna sastoji se od tijela i poklopca, s poklopcem motora koji sadrži element za zatvaranje koji se zove vrata ili disk. Element za zatvaranje je spojen na stub koji prolazi kroz poklopac motora, u konačnici povezan s ručnim kotačem ili drugim pogonskim uređajem za rad vretena. Pritisak oko vretena ograničen je pakiranjem stisnutim u kutiju za brtvljenje ili komoru.
Unutrašnji dijelovi zasuna, bez veze s tankošću ili pristajanjem ventila, odnose se na komponente unutar ventila koje podnose značajna opterećenja ili su podvrgnute ozbiljnoj eroziji i koroziji. U zasunima, unutarnje se sastoje od stabljike, područje sjedišta diska, sjedište tijela, i stražnje sjedalo. Uobičajeni brončani ili mjedeni ventili obično imaju unutarnje dijelove izrađene od istog materijala kao tijelo i poklopac. Ventili od lijevanog željeza i nodularnog željeza koriste unutrašnjost od potpunog željeza ili broncu.
Čelični ventili mogu biti opremljeni različitim unutarnjim materijalima, uključujući leguru volfram krom kobalt, Hastelloy legura, 316ss, 347ss, Monel legura, i legura 20, obično se koristi za unutarnje dijelove zasuna.
Dizajn diska zasuna
Srž zasuna je element za zatvaranje, koji dolazi u dva dizajna: klinasto i paralelno disk sjedište. Klinasti dizajn, popularan otkad ga je izumio britanski inženjer James Nasmyth u 1843, koristi vratašca s blago nagnutim kutom koji odgovara kutu sjedala tijela za čvrsto zatvaranje. Klinasti ventili čvrsto pričvršćuju vratašca u sjedište primjenom zakretnog momenta.
Postoje tri vrste dizajna klinastih vrata:
- Čvrsti klin, najstariji i povijesno prevladavajući, u jednom trenutku bila gotovo univerzalna. Međutim, nedostaje mu fleksibilnosti i može se zaglaviti u sjedištu zbog ekstremnih temperaturnih fluktuacija ili naprezanja cijevi uzrokujući deformaciju. Čvrsta klinasta vrata ostaju standardne konfiguracije za broncu, lijevano željezo, opskrba vodom, i kompaktni ventili od ugljičnog čelika (API 602 tip).
- Potpuno fleksibilni klin je izuzetno fleksibilan, prilagođavanje temperaturnim promjenama i nepovoljnim naprezanjima cijevi bez ograničenja dodavanjem utora ili utora oko periferije. Fleksibilne dizajne lakše je proizvesti, kompenzira manje nesavršenosti na površini sjedala fleksibilnošću vrata. Do danas, fleksibilni klinasti dizajni najčešći su tip industrijskih zasuna.
- Split klin sastoji se od dvodijelnog dizajna, s odgovarajućim licima na stražnjoj strani svake kapije. Ova usklađena lica omogućuju ravnomjeran prijenos potiska stabljike prema dolje na površinu vrata i sjedište. Ovaj fleksibilni dizajn također sprječava smetnje uzrokovane toplinskim širenjem. Međutim, split dizajni imaju lošu stranu: u prljavim aplikacijama, ostaci ili krhotine mogu se nakupiti između polovica, uzrokujući neusklađenost ili čak blokadu. Konstrukcije s podijeljenim klinom uobičajene su kod ventila od nehrđajućeg čelika i visokolegiranih ventila, kao i mnogo malih brončanih ventila.
Klinasti zatvarači su vođeni utorima ili rebrima izlivenim ili zavarenim na tijelo ventila i usmjereni sjedištem. Ovi klinasti uređaji za vođenje održavaju poravnanje tijekom otvaranja ili zatvaranja, sprječavanje klizanja na sjedalu nizvodno tijekom ovih procesa.
Još jedan stil diska ventila za zasune je paralelni dizajn sjedišta diska. Paralelna sjedala mogu ugraditi opruge za čvršće brtvljenje ili oblikovati pouzdano brtvljenje u uzvodnom smjeru. Paralelno sjedalo je poziciono sjedalo; položaj vrata određuje učinak brtvljenja, a ne veličina sile (okretni moment) nanesena stabljikom na kapiju.
Dizajn karoserije/poklopca motora
Zasuni se obično sastoje od dva glavna dijela: tijelo i poklopac motora, tvoreći ljusku zasuna koja zadržava pritisak. Postoje različiti dizajni za sučelje između ove dvije komponente.
- Navojni spojevi su najjednostavniji dizajn, ali se koriste samo za jeftine, niskotlačni brončani ventili.
- Spojevi se također uglavnom koriste za brončane ventile, ali spojni dizajn omogućuje lakše rastavljanje, olakšavanje održavanja i popravka.
- Vijčani spojevi poklopca motora najpopularniji su spojevi, koristi se za veliku većinu zasuna u današnjoj industrijskoj primjeni. Za razliku od navojnih i spojnih poklopaca, vijčani spojevi poklopca motora zahtijevaju brtve za brtvljenje spoja između karoserije i poklopca motora.
- Spojevi za brtvljenje pod pritiskom aktiviraju se pritiskom tekućine unutar tijela ventila koji djeluje na klin od mekog željeza ili grafita umetnut između tijela i poklopca. U tlačnim brtvenim ventilima, veći je pritisak u tjelesnoj šupljini, veća je sila na brtvilu. Poklopci s brtvljenjem pod pritiskom naširoko se koriste u visokotlačnim, primjene na visokim temperaturama, kao npr. u elektroprivredi.
- Zavareni spojevi poklopca su vrlo popularan spoj kućište/poklopac za kompaktne čelične ventile veličine od ½ inča do 2 inča i vrijednosti tlaka od 800 do 2500, ne zahtijevaju rastavljanje.
Materijali i standardi
Čelik i željezo su najčešće korišteni materijali u izradi zasuna. Čelični materijali prikladni su za većinu industrijskih primjena, dok su željezni materijali prikladni za primjene kao što je voda, otpadne vode, i grijanje, ventilacija, i klima uređaj (HVAC). Ostali često korišteni građevinski materijali zasuna uključuju nehrđajući čelik, bronca, i visoko legirani materijali kao što su Hastelloy i legure krom-nikal-željezo.
Što se tiče dizajna zasuna i konstrukcijskih standarda, domaći standardi uključuju nacionalne standarde GB i GB/T, kao i industrijskim standardima JB i JB/T, zajedno sa standardima grupe i standardima poduzeća. Međunarodno, standarde uspostavljaju organizacije poput Američkog instituta za naftu (API), društvo za standardizaciju proizvođača (MSS), American Water Works Association (AWWA), i Američko društvo inženjera strojarstva (KAO JA).
Podtržišta zasuna
Iako su četvrtokretni ventili u prošlosti zauzeli značajan udio na tržištu zasunki 50 godina, neke se industrije još uvijek uvelike oslanjaju na zasune, uključujući industriju nafte i prirodnog plina. Unatoč napretku kuglastih ventila u cjevovodima za prirodni plin, cjevovodi za sirovu naftu ili tekućinu ostaju uporište zasuna s paralelnim sjedištem. Kod većih ventila, zasuni su i dalje primarni izbor za većinu primjena, uključujući industriju rafiniranja. Stabilnost dizajna i ekonomski ukupni trošak ključni su čimbenici koji utječu na prihvaćanje ovih ventila.
Što se tiče primjene, mnoge procesne industrije koriste temperature više od sigurne radne temperature politetrafluoretilena (PTFE), glavni materijal sjedišta za plutajuće kuglaste ventile. Visokoučinkoviti leptir ventili i kuglasti ventili s metalnim sjedištem sve su više korišteni u aplikacijama za rafiniranje, iako su njihovi ukupni troškovi obično veći od zasuna. U sektoru vodoprivrede, još uvijek dominiraju željezni zasuni, koji se pokazao isplativim i izdržljivim čak i u ukopanim primjenama.
Energetska industrija koristi zasune od legure za primjene koje uključuju ekstremno visoke tlakove i temperature. Unatoč pojavi nekih novih kuglastih ventila Y uzorka i kuglastih ventila s metalnim sjedištem dizajniranih za usluge prigušenja, zasuni su i dalje favorizirani u komunalnom sektoru.
Danas, zasuni zasuna, poznati po svojoj visokoj isplativosti, ostaju primarni izbor za mnoge uslužne aplikacije. Mark Twain jednom rekao, “Izvješća o mojoj smrti uvelike su pretjerana.” Dok kuglasti ventili, čep ventili, i leptir ventili proširili su svoj tržišni udio tijekom desetljeća, dugotrajni zasun nije iznimka Twainovim osjećajima – glasine o njegovoj smrti uvelike su preuveličane!