Anwender, die täglich Absperrventile mit großem Durchmesser verwenden, berichten häufig über das Problem, dass Absperrventile mit großem Durchmesser oft schwer zu schließen sind, wenn sie in Medien mit relativ großen Druckunterschieden wie Dampf oder Hochdruck eingesetzt werden Wasser usw. Beim gewaltsamen Schließen kommt es immer zu Undichtigkeiten und es ist schwierig, dicht zu schließen. Der Grund für dieses Problem liegt in der konstruktiven Gestaltung des Ventils und dem unzureichenden Ausgangsdrehmoment im menschlichen Grenzbereich.

Analyse der Schwierigkeit beim Schalten von Ventilen mit großem Durchmesser

Die maximale horizontale Ausgangskraft eines Erwachsenen liegt je nach Körperbau bei 60–90 kg.

Im Allgemeinen ist die Durchflussrichtung des Kugelventils so ausgelegt, dass es nach unten und nach oben zeigt. Wenn eine Person das Ventil schließt, drückt der menschliche Körper das Handrad, um es horizontal zu drehen, sodass sich die Ventilklappe nach unten bewegt, um das Schließen zu bewirken. Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, die Kombination von drei Kräften zu überwinden, nämlich:

(1) Axialschubkraft Fa;

(2) Reibungskraft Fb zwischen Packung und Ventilschaft;

(3) Die Kontaktreibungskraft Fc zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilscheibenkern

Die Summe der Momente ist ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Es ist ersichtlich, dass die axiale Schubkraft umso größer ist, je größer der Durchmesser ist. Wenn es nahe am geschlossenen Zustand ist, liegt die axiale Schubkraft fast nahe am tatsächlichen Druck des Rohrnetzes (aufgrund von P1-P2≈P1, P2=0).

Beispielsweise wird ein Kugelventil des Kalibers DN200 an einer 10-bar-Dampfleitung verwendet, nur der erste schließende Axialschub ist Fa = 10 × πr2 = 3140 kg, und die zum Schließen erforderliche horizontale Kreiskraft liegt nahe an der horizontalen Kreiskraft, die ein normaler menschlicher Körper ausüben kann Ausgabe. Daher ist es für eine Person unter diesen Bedingungen sehr schwierig, das Ventil vollständig zu schließen.

Natürlich empfehlen einige Fabriken den umgekehrten Einbau solcher Ventile, wodurch das Problem des schwierigen Schließens gelöst wird, aber es besteht auch das Problem, dass es nach dem Schließen schwierig zu öffnen ist.

Analyse der Ursachen interner Leckagen bei Kugelventilen mit großem Durchmesser

Kugelventile mit großem Durchmesser werden im Allgemeinen in Kesselauslässen, Hauptzylindern, Dampfleitungen und anderen Orten verwendet. An diesen Standorten treten folgende Probleme auf:
(1) Im Allgemeinen ist der Druckunterschied am Kesselauslass relativ groß, daher ist auch die Dampfdurchflussrate größer und der Erosionsschaden an der Dichtfläche ist ebenfalls größer. Darüber hinaus kann der Verbrennungswirkungsgrad des Kessels nicht 100 % betragen, was dazu führt, dass der Dampf am Auslass des Kessels einen hohen Wassergehalt aufweist, was leicht zu Kavitation und Kavitationsschäden an der Ventildichtfläche führt.

(2) Für das Absperrventil in der Nähe des Auslasses des Kessels und des Unterzylinders, da der Dampf, der gerade aus dem Kessel austritt, im Prozess seiner Sättigung bei der Enthärtung des Kesselwassers ein intermittierendes Überhitzungsphänomen aufweist ist nicht sehr gut, ein Teil des Wassers fällt oft aus. Saure und alkalische Substanzen führen zu Korrosion und Erosion der Dichtungsoberfläche; Einige kristallisierbare Substanzen können auch an der Dichtfläche des Ventils haften und kristallisieren, was dazu führt, dass das Ventil nicht mehr dicht abdichten kann.

(3) Bei den Einlass- und Auslassventilen der Unterzylinder ist der Dampfverbrauch nach dem Ventil aufgrund von Produktionsanforderungen und anderen Gründen groß und manchmal klein. Verursacht Erosion, Kavitation und andere Schäden an der Ventildichtfläche.

(4) Wenn eine Rohrleitung mit großem Durchmesser geöffnet wird, muss die Rohrleitung im Allgemeinen vorgewärmt werden, und der Vorwärmvorgang erfordert im Allgemeinen den Durchgang eines kleinen Dampfstroms, damit die Rohrleitung bis zu einem gewissen Grad langsam und gleichmäßig erhitzt werden kann bevor das Absperrventil vollständig geöffnet werden kann, um Schäden an der Rohrleitung zu vermeiden. Durch die schnelle Erwärmung kommt es zu einer übermäßigen Ausdehnung, die einige Verbindungsteile beschädigt. Allerdings ist bei diesem Verfahren die Ventilöffnung oft sehr klein, was dazu führt, dass die Erosionsrate weit über dem normalen Gebrauchseffekt liegt und die Lebensdauer der Ventildichtfläche erheblich verkürzt wird.

Lösungen für Schwierigkeiten beim Schalten von Durchgangsventilen mit großem Durchmesser

(1) Zunächst wird empfohlen, ein Kugelventil mit Faltenbalg zu wählen, das den Einfluss des Reibungswiderstands des Kolbenventils und des Packungsventils vermeidet und den Wechsel erleichtert.

(2) Der Ventilkern und der Ventilsitz müssen aus Materialien mit guter Erosionsbeständigkeit und Verschleißleistung bestehen, wie z. B. Stellitkarbid;

(3) Es wird empfohlen, eine Doppelventilscheibenstruktur zu verwenden, die aufgrund kleiner Öffnungen keine übermäßige Erosion verursacht, die sich auf die Lebensdauer und die Dichtwirkung auswirkt.