Čvrstoća sa 4 loptice
Najvažniji materijal za zaptivanje sjedišta zakuglasti ventilije politetraoksietilen (PTFE), koji je osjetljiv na gotovo sve hemijske supstance i ima nizak koeficijent trenja, stabilne performanse, nije lako starenje, širok raspon temperature primjene i odlične sveobuhvatne karakteristike zaptivanja. Međutim, fizička svojstva PTFE-a, uključujući visoki koeficijent širenja, osjetljivost na hladno strujanje i slabu toplinsku provodljivost, zahtijevaju da se dizajn zaptivki sjedišta ventila fokusira na ove karakteristike. Plastični materijal zaptivke sjedišta ventila također uključuje punjeni PTFE, najlon i mnoge druge materijale. Međutim, kada materijal za zaptivanje postane tvrd, pouzdanost zaptivanja će biti oštećena, posebno u slučaju niske razlike u pritisku. Osim toga, sintetička guma, poput butil gume, također se može koristiti kao materijal za zaptivanje sjedišta ventila, ali njen primjenjivi medij i temperaturni raspon su ograničeni. Osim toga, ako medij nije podmazan, upotreba sintetičke gume vjerovatno će zaglaviti kuglu.
Kako bi se zadovoljili zahtjevi industrijske upotrebe kao što su visoka temperatura, visoki pritisak, jaka erozija, dug vijek trajanja itd., metalni kuglasti ventili su se u posljednjih deset godina značajno razvili. Posebno u razvijenim industrijskim zemljama, kao što su Sjedinjene Američke Države, Italija, Njemačka, Španija, Holandija itd., struktura kuglastih ventila se kontinuirano poboljšava, te se pojavljuju potpuno zavareni kuglasti ventili direktno ukopani u zemlju, podizni kuglasti ventili i kuglasti ventili u cjevovodima na velike udaljenosti, opremi za rafiniranje nafte itd. Industrijsko područje se sve više koristi, s pojavom kuglastih ventila velikog promjera (3050 mm), visokog pritiska (70 MPa) i širokog temperaturnog raspona (-196~8159C), tako da je tehnologija kuglastih ventila dostigla novi nivo.
5 Dizajn i proizvodnja kuglastih ventila
Zahvaljujući primjeni računarski potpomognutog dizajna (CAD), računarski potpomognute proizvodnje (CAM) i Mulberry Manufacturing System (FMS) u industriji ventila, dizajn i proizvodnja kuglastih ventila dostigli su potpuno novi nivo. Ne samo da je potpuno inovirana metoda proračuna dizajna ventila, već je i smanjen težak i ponavljajući rutinski dizajnerski rad profesionalnog i tehničkog osoblja, tako da tehničari imaju više energije za poboljšanje, poboljšanje performansi proizvoda i razvoj novih proizvoda, te skraćivanje ciklusa istraživanja i razvoja novih proizvoda. Poboljšana je produktivnost rada na svestran način, a u procesu istraživanja i razvoja metalnih kuglastih ventila tipa šipke za podizanje, zahvaljujući primjeni CAD/CAM-a, pojavila se široka spiralna šipka napravljena računarski potpomognutim dizajnom i računarski potpomognutim CNC alatnim mašinama, koja predstavlja metalno zaptivanje. Kuglasti ventil nema ogrebotina i habanja tokom procesa otvaranja i zatvaranja, tako da su performanse zaptivanja i vijek trajanja kuglastog ventila znatno poboljšani. Kada je kuglasti ventil potpuno otvoren, otpor protoka je vrlo mali, gotovo jednak nuli, pa se kuglasti ventil jednakog promjera široko koristi u naftovodima i plinovodima jer se lako čisti. Budući da se kuglasti ventil briše tokom procesa otvaranja i zatvaranja, većina kuglastih ventila može se koristiti u medijima sa suspendovanim čvrstim česticama. Ovisno o materijalu zaptivnog prstena, može se koristiti i u praškastim i granuliranim medijima.
6 Primjenjive prilike za kuglasti ventil
Budući da kuglasti ventil obično koristi gumu, najlon i politetraoksietilen kao materijal zaptivnog prstena sjedišta, njegova radna temperatura je ograničena materijalom zaptivnog prstena sjedišta ventila. Efekat zatvaranja širine kugle postiže se pritiskom metalne kugle jedna o drugu između plastičnih sjedišta ventila pod djelovanjem medija (plutajući kuglasti ventil). Pod djelovanjem određenog kontaktnog pritiska, zaptivni prsten sjedišta ventila se elastično i plastično deformira u nekim područjima. Ova deformacija može kompenzirati tačnost proizvodnje i hrapavost površine kugle i osigurati performanse zaptivanja kuglastog ventila.
Osim toga, budući da je zaptivni prsten sjedišta kuglastog ventila obično napravljen od plastike, pri odabiru strukture i performansi kuglastog ventila potrebno je uzeti u obzir otpornost na vatru i vatrootpornost kuglastog ventila, posebno u naftnom, hemijskom, metalurškom i drugim sektorima, u zapaljivim i eksplozivnim medijima. Upotreba kuglastog ventila u opremi i cjevovodnim sistemima Sjedinjenih Država trebala bi posvetiti više pažnje otpornosti na vatru i prevenciji požara.
Generalno, kuglasti ventili se preporučuju za podešavanje u dva položaja, stroge performanse zaptivanja, otpornost na blato, abraziju, suženje kanala, brzo otvaranje i zatvaranje (otvaranje i zatvaranje od 1/4 okreta), isključivanje pod visokim pritiskom (velika razlika pritiska), nisku buku, kavitaciju i isparavanje. U cjevovodnim sistemima sa malom količinom curenja u atmosferu, malim radnim obrtnim momentom i malim otporom fluida, preporučuju se kuglasti ventili.
Kuglasti ventili su također pogodni za cjevovodne sisteme s laganom konstrukcijom, niskim prekidnim pritiskom (mala razlika pritiska) i korozivnim medijima.
Kuglasti ventili se mogu koristiti i u niskotemperaturnim (kriogenim) uređajima i cjevovodnim sistemima.
U sistemu cjevovoda za kisik u metalurškoj industriji potrebni su kuglasti ventili koji su prošli strogi tretman odmašćivanja.
Kada se glavne cijevi u naftovodima i plinovodima moraju zakopati pod zemlju, potrebni su zavareni kuglasti ventili punog promjera.
Kada je potrebno podešavanje performansi, treba odabrati kuglasti ventil sa posebnom strukturom i otvorom u obliku slova V.
U naftnoj, petrohemijskoj, hemijskoj industriji, elektroenergetskoj industriji i urbanoj gradnji, kuglasti ventili sa metalnim zatvaračem mogu se koristiti za cjevovodne sisteme sa radnim temperaturama iznad 200°C.
7 Principi primjene kuglastih ventila
Za naftovode i plinovode, cjevovode koje je potrebno očistiti i zakopati u zemlju, koristite prolazne i potpuno zavarene kuglaste ventile; za zakopane u zemlju odaberite prolazne zavarene ili prirubničke kuglaste ventile; za ogranke cijevi odaberite prirubnički spoj, zavarivački spoj, prolazni ili kuglasti ventil smanjenog promjera.
Za transportne cjevovode i opremu za skladištenje rafiniranog ulja koristite kuglaste ventile s prirubnicom.
Za gradske plinovode i plinovode za prirodni plin koristite plutajuće kuglaste ventile s prirubničkim priključkom i unutarnjim navojem.
U sistemu cjevovoda za kisik u metalurškom sistemu treba koristiti fiksni kuglasti ventil koji je prošao strogi tretman odmašćivanja i ima prirubnički priključak.
Za niskotemperaturne cjevovodne sisteme i uređaje treba koristiti niskotemperaturne kuglaste ventile sa poklopcima. U cjevovodnom sistemu jedinice za katalitičko kreking jedinice za rafiniranje nafte može se odabrati kuglasti ventil tipa podizača.
U opremi i cjevovodnim sistemima korozivnih medija poput kiselina i alkalija u hemijskim sistemima, preporučljivo je koristiti kuglaste ventile od nehrđajućeg čelika, izrađene od austenitnog nehrđajućeg čelika i politetraoksietilena kao sjedište i zaptivni prsten.
Kuglasti ventili sa metalnim zaptivanjem mogu se koristiti u cjevovodnim sistemima ili uređajima za visokotemperaturne medije u metalurškim sistemima, elektroenergetskim sistemima, petrohemijskim postrojenjima i gradskim sistemima grijanja.
Kada je potrebno podešavanje protoka, može se odabrati pužni pogon, pneumatski ili električni kuglasti ventil s otvorom u obliku slova V.