Budynki przemysłowe zależą nie tylko od maszyn produkcyjnych. Zaopatrzenie w wodę, drenaż, chłodzenie, ochrona przeciwpożarowa, sprężone powietrze, obsługa chemikaliów, i rurociągi technologiczne wymagają niezawodnej kontroli przepływu.
Wybór odpowiedniego zaworu przemysłowego nie polega zatem po prostu na wyborze właściwej średnicy rury. Inżynierowie i zespoły zakupowe muszą wziąć pod uwagę płyn, ciśnienie robocze, temperatura, Wymagania dotyczące przepływu, przestrzeń instalacyjna, częstotliwość działania, warunki utrzymania, i otaczające środowisko.
W tym przewodniku wyjaśniono, jak ocenić zawory dla typowych budynków przemysłowych i systemów użyteczności publicznej oraz w przypadku zasuw, zawory motylkowe, zawory kulowe, i zawory kulowe są zazwyczaj najbardziej odpowiednie.
Zacznij od funkcji zaworu
Przed wyborem typu zaworu, określić dokładnie, co zawór ma robić.
Większość zaworów przemysłowych pełni jedną lub więcej z trzech podstawowych funkcji:
Izolacja
Zawór jest zwykle całkowicie otwarty lub całkowicie zamknięty. Podstawowym wymaganiem jest niezawodne odcięcie przy akceptowalnej stracie ciśnienia w stanie otwartym.
Regulacja przepływu
Zawór musi pracować w położeniach pośrednich, aby kontrolować przepływ. W tym przypadku, Ważniejsze stają się właściwości dławiące i odporność na erozję.
Sterowanie automatyczne lub zdalne
Zawór może wymagać pneumatyki, elektryczny, lub uruchamiane hydraulicznie i mogą stanowić część systemu automatyzacji zakładu.
Zastosowanie zaworu odcinającego do ciągłego dławienia, lub określenie zaworu zorientowanego na sterowanie, gdzie wymagane jest proste odcięcie, może zwiększyć zarówno koszty początkowe, jak i wymagania dotyczące długoterminowej konserwacji.
Zasuwy do głównych linii izolacyjnych
Zasuwy są szeroko stosowane, gdy rurociąg wymaga pełnego otwarcia lub całkowitego odcięcia.
Kiedy jest całkowicie otwarty, zasuwa jest odsunięta od głównej ścieżki przepływu. To sprawia, że zasuwy są szczególnie przydatne w rurociągach, gdzie pożądany jest niski opór przepływu.
Typowe zastosowania przemysłowe obejmują:
- Główne rurociągi wodociągowe
- Systemy wody chłodzącej
- Sieci wody przeciwpożarowej
- Linie dystrybucji mediów
- Rurociągi technologiczne o dużej średnicy
Zawory zasuwowe są na ogół lepiej przystosowane do izolacji niż do częstej regulacji przepływu. Trzymanie zasuwy częściowo otwartej przez dłuższy czas może narazić zasuwę i powierzchnie uszczelniające na większą prędkość płynu i zużycie.
Do systemów, w których zawór zwykle pozostaje całkowicie otwarty i zamyka się tylko w celu konserwacji lub awaryjnego odłączenia, zasuwa jest często praktyczną opcją.
Zawory motylkowe do rurociągów użyteczności publicznej o dużej średnicy
Zawory motylkowe wykorzystują obracającą się tarczę do kontrolowania przepływu przez rurociąg. Ich zwarta konstrukcja czyni je szczególnie atrakcyjnymi dla średnich- i systemy o dużej średnicy, w których jest przestrzeń instalacyjna, ciężar zaworu, i wygoda obsługi są ważne.
A zawór motylkowy waflowy instaluje się pomiędzy kołnierzami rurociągu, umożliwiając stosunkowo zwarty zespół zaworu.
Często rozważa się zawory motylkowe:
- Przemysłowa woda chłodząca
- Systemy uzdatniania wody
- Obiegi wodne HVAC
- Systemy przeciwpożarowe
- Ogólne zaopatrzenie w wodę i odprowadzanie wody
- Niska o dużej średnicy- i rurociągów średniociśnieniowych
W porównaniu z wieloma konstrukcjami zaworów pełnokorpusowych, przepustnice mogą znacznie zmniejszyć ilość wymaganej przestrzeni wokół rurociągu.
Jednakże, inżynierowie powinni nadal sprawdzać materiał gniazda, materiał płyty, ocena ciśnienia, temperatura robocza, kompatybilność płynów, i wymaganą skuteczność uszczelnienia przed określeniem przepustnicy.
Zawory kulowe zapewniające niezawodne zamknięcie ćwierćobrotowe
Zawory kulowe wykorzystują wywiercony kulisty element zamykający, który obraca się w przybliżeniu 90 stopni pomiędzy położeniem otwartym i zamkniętym.
Ich szybkie działanie i skuteczne odcięcie sprawiają, że nadają się do wielu zastosowań przemysłowych i procesowych.
A kołnierzowy zawór kulowy zapewnia połączenie śrubowe z systemem rurociągów i jest powszechnie rozważane tam, gdzie wymagane jest bezpieczne połączenie rurociągu i wygodny demontaż w celu konserwacji.
Typowe zastosowania obejmują:
- Rurociągi do procesów chemicznych
- Systemy uzdatniania wody
- Usługi związane z ropą i gazem
- Sprężone powietrze
- Systemy użytkowe
- Izolacja płynu procesowego
Dobór zaworu kulowego powinien uwzględniać nie tylko sam materiał korpusu. Materiał siedziska jest szczególnie ważny ze względu na temperaturę, ciśnienie, chemikalia, zawieszone ciała stałe, i częstotliwość pracy mogą mieć wpływ na skuteczność uszczelnienia i żywotność.
Zawory kulowe, w których liczy się regulacja przepływu
Kiedy dokładna regulacja przepływu jest ważniejsza niż minimalna strata ciśnienia, bardziej odpowiedni może być zawór kulowy.
Wewnętrzna ścieżka przepływu umożliwia stopniowe wpływanie położenia dysku na przepływ, dzięki czemu zawory kulowe są przydatne w zastosowaniach takich jak:
- Regulacja wody chłodzącej
- Systemy parowe
- Kontrola przepływu procesu
- Obejście rurociągów
- Systemy kontroli mediów
Kompromisem jest wyższy opór przepływu w porównaniu z typami zaworów zaprojektowanymi głównie do izolacji o pełnym średnicy.
Z tego powodu, inżynierowie powinni rozróżnić zawór, który po prostu musi zatrzymać przepływ, od zaworu, który musi go aktywnie regulować.
Przed wyborem zaworu należy wziąć pod uwagę płyn
Ta sama konstrukcja zaworu może zachowywać się bardzo różnie w zależności od przepływającego przez niego medium.
Czysta Woda
Do zwykłych przemysłowych instalacji wodnych, żeliwo, ciągliwy metal, Stal węglowa, i zawory ze stali nierdzewnej mogą być brane pod uwagę w zależności od ciśnienia, jakość wody, i specyfikacje projektu.
Płyny żrące
Zgodność chemiczna staje się krytyczna w przypadku kwasów, Alkalis, sole, lub inne agresywne media.
Ciało, przycinać, trzon, powierzchnie uszczelniające, należy ocenić wszystkie materiały gniazda, a nie wybierać zawór wyłącznie na podstawie materiału jego zewnętrznego korpusu.
Płyny zawierające ciała stałe
Zawieszone cząstki, papka, osad, lub ścieki mogą uszkodzić powierzchnie uszczelniające lub gromadzić się wokół wewnętrznych elementów.
Dlatego geometrię zaworu i konstrukcję uszczelnienia należy dobrać zgodnie z rzeczywistym stężeniem substancji stałych i charakterystyką cząstek.
Ciecze parowe i wysokotemperaturowe
Temperatura wpływa na materiały ciała, uszczelka, uszczelki, siedzenia, i siłowniki.
Zawór odpowiedni do wody o temperaturze otoczenia nie może być automatycznie stosowany do pary lub płynów procesowych o wysokiej temperaturze tylko dlatego, że ciśnienie nominalne wydaje się wystarczające.
Ciśnienie i temperaturę należy oceniać łącznie
Częstym błędem zakupowym jest sprawdzanie ciśnienia nominalnego, ignorując temperaturę.
Dopuszczalne ciśnienie robocze może się zmieniać wraz ze wzrostem temperatury roboczej. Materiał korpusu zaworu, materiał siedziska, uszczelka, sworzniowy, i standardy kołnierzy mogą mieć wpływ na rzeczywiste ograniczenia robocze.
Przy określaniu zaworu przemysłowego, zapewnić producentowi przynajmniej:
- Nominalny rozmiar rury
- Ciśnienie projektowe
- Normalne ciśnienie robocze
- Temperatura projektowa
- Normalna temperatura pracy
- Płynny lub średni
- Wymagane materiały korpusu i wykończenia
- Zakończ połączenie
- Metoda uruchamiania
- Obowiązująca norma
Informacje te umożliwiają producentowi zaworu ocenę zastosowania, a nie po prostu wycenę zaworu na podstawie średnicy.
Materiały zaworu muszą odpowiadać środowisku pracy
Wewnętrzna zgodność płynu to tylko część wyboru materiału zaworu.
Zakłady przemysłowe mogą również narażać sprzęt na działanie wilgoci, sól, opary chemiczne, deszczówka, pył, i wahania temperatury. Te warunki zewnętrzne mogą przyczyniać się do korozji korpusów zaworów, elementy złączne, siłowniki, obsługuje, i otaczające rurociągi.
Do obiektów zewnętrznych lub korozyjnych, inżynierowie powinni zatem wziąć pod uwagę całe środowisko operacyjne.
Zasada ta dotyczy również samego budynku. Obiekty przemysłowe zlokalizowane w wilgotnych, nadbrzeżny, rolniczy, lub środowiskach agresywnych chemicznie często stosuje się materiały konstrukcyjne odporne na korozję, aby ograniczyć długoterminową konserwację. Na przykład, producenci blachy dachowe przemysłowe zapewnić PCV, PCV, ASA i inne systemy dachowe przeznaczone dla fabryk, magazyny, warsztaty, i podobne budynki.
Materiał dachu i zawór rurociągu pełnią oczywiście bardzo różne funkcje, ale zasada inżynierii jest podobna: wybór materiałów powinien odzwierciedlać rzeczywiste środowisko świadczenia usługi, a nie tylko początkową cenę zakupu.
Podręcznik, Elektryczny, lub działanie pneumatyczne?
Działanie zaworu powinno być określone na podstawie częstotliwości roboczej i architektury systemu.
Obsługa ręczna
Zawory ręczne są zwykle odpowiednie, gdy:
- Operacja jest rzadka
- Zawór jest dostępny
- Automatyczna kontrola procesu nie jest konieczna
- Zdalne zamykanie awaryjne nie jest wymagane
Uruchomienie elektryczne
Siłowniki elektryczne mogą być odpowiednie tam, gdzie zawory wymagają zdalnego sterowania i jest łatwo dostępna energia elektryczna.
Są one powszechnie integrowane z systemami sterowania do automatycznego otwierania i zamykania.
Uruchomienie pneumatyczne
Siłowniki pneumatyczne znajdują szerokie zastosowanie w automatyce przemysłowej, gdzie dostępne jest już sprężone powietrze.
Zapewniają szybką pracę i są powszechnie stosowane w zakładach procesowych i zautomatyzowanych systemach produkcyjnych.
Siłownik powinien być dobrany zgodnie z rzeczywistymi wymaganiami dotyczącymi momentu obrotowego zaworu, a nie samą średnicą zaworu.
Nie wybieraj zaworów przemysłowych wyłącznie na podstawie ceny
Dwa zawory o tej samej średnicy nominalnej mogą mieć bardzo różne specyfikacje.
Różnice cenowe mogą wynikać z:
- Materiał korpusu
- Materiał wykończenia
- Materiał siedziska
- Proces odlewania lub kucia
- Klasa ciśnienia
- Standard kołnierza
- Wymagania testowe
- Konfiguracja siłownika
- Powłoka
- Orzecznictwo
- Wymagania inspekcyjne
Niższa cena zakupu zapewnia niewielką korzyść, jeśli zawór wymaga przedwczesnej wymiany, powoduje wyciek, zwiększa przestoje konserwacyjne, lub nie jest w stanie spełnić specyfikacji projektu.
Dla wykonawców, dystrybutorzy, i nabywców projektów przemysłowych, porównywanie zaworów z pełną specyfikacją techniczną jest bardziej miarodajne niż porównywanie samych cen jednostkowych.
Praktyczny proces doboru zaworu
Do większości projektów przemysłowych, Wybór zaworu może przebiegać według prostej sekwencji.
Pierwszy, określić, czy zawór jest wymagany do izolacji, regulacja, brak powrotu, kontrola ciśnienia, lub zautomatyzowane działanie.
Następny, zdefiniuj środek, ciśnienie, temperatura, rozmiar rury, i oczekiwanych warunków pracy.
Następnie określ odpowiedni typ zaworu i materiały.
Potem, potwierdzić wymagany standard połączenia, klasa ciśnienia, aparat, wymagania testowe, i obowiązujące standardy projektowe.
Wreszcie, ocenić przestrzeń instalacyjną, dostęp konserwacyjny, oczekiwana częstotliwość pracy, i wymagania dotyczące cyklu życia przed złożeniem zamówienia.
Takie podejście pomaga zapobiec powszechnemu problemowi w zamówieniach przemysłowych: wybór zaworu, który technicznie pasuje do rury, ale nie pasuje do zastosowania.
Nie ma jednego typu zaworu, który byłby najlepszy dla każdego budynku przemysłowego lub rurociągu.
Zasuwy są mocnymi kandydatami do izolacji pełnego przepływu. Zawory motylkowe zapewniają kompaktowe rozwiązania dla wielu instalacji użyteczności publicznej o dużej średnicy. Zawory kulowe zapewniają szybkie odcięcie ćwierćobrotowe i niezawodne uszczelnienie w szerokim zakresie zastosowań przemysłowych, podczas gdy zawory kulowe pozostają cenne tam, gdzie regulacja przepływu jest głównym wymogiem.
Właściwy wybór zależy od tego, jak te cechy współdziałają z rzeczywistym medium, ciśnienie, temperatura, częstotliwość robocza, środowisko, i standardy projektowe.
Do projektów przemysłowych, zapewnienie producentowi zaworu kompletnych warunków pracy przed złożeniem zapytania ofertowego jest jednym z najprostszych sposobów ograniczenia błędów w specyfikacji i uzyskania konfiguracji zaworu odpowiadającej rzeczywistemu zastosowaniu.