Wśród użytkowników, którzy na co dzień korzystają z zaworów kulowych o dużej średnicy, często zgłaszają problem polegający na tym, że zawory kulowe o dużej średnicy często trudno się zamykają, gdy są stosowane w mediach o stosunkowo dużej różnicy ciśnień, takich jak para wodna, wysokociśnieniowe woda itp. Podczas zamykania na siłę zawsze okazuje się, że nastąpi wyciek i trudno jest szczelnie zamknąć. Przyczyną tego problemu jest konstrukcja konstrukcyjna zaworu i niewystarczający wyjściowy moment obrotowy w stosunku do ludzkiego poziomu granicznego.

Analiza trudności w przełączaniu zaworów o dużej średnicy

Pozioma graniczna siła wyjściowa przeciętnego dorosłego wynosi 60–90 kg, w zależności od budowy ciała.

Ogólnie rzecz biorąc, kierunek przepływu zaworu kulowego jest zaprojektowany tak, aby był dolny i wysoki. Kiedy osoba zamyka zawór, ciało ludzkie popycha pokrętło, aby obrócić się w poziomie, tak że klapka zaworu przesuwa się w dół, aby zrealizować zamknięcie. W tym momencie konieczne jest pokonanie połączenia trzech sił, a mianowicie:

(1) Osiowa siła nacisku Fa;

(2) Siła tarcia Fb pomiędzy uszczelnieniem a trzpieniem zaworu;

(3) Siła tarcia kontaktowego Fc pomiędzy trzpieniem zaworu a rdzeniem tarczy zaworu

Suma momentów wynosi ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Można zauważyć, że im większa średnica, tym większa osiowa siła ciągu. Gdy jest bliski stanu zamkniętego, osiowa siła nacisku jest prawie zbliżona do rzeczywistego ciśnienia w sieci rurociągów (ze względu na P1-P2≈P1, P2=0)

Na przykład zawór kulowy kalibru DN200 jest używany w rurociągu parowym pod ciśnieniem 10 barów, tylko pierwszy nacisk osiowy zamykania Fa = 10 × πr2 = 3140 kg, a pozioma siła kołowa wymagana do zamknięcia jest zbliżona do poziomej siły kołowej, jaką może wytrzymać normalne ciało ludzkie wyjście. ograniczenie siły, dlatego w takich warunkach jednej osobie bardzo trudno jest całkowicie zamknąć zawór.

Oczywiście niektóre fabryki zalecają montaż takich zaworów w odwrotnej kolejności, co rozwiązuje problem trudnego zamknięcia, ale pojawia się też problem polegający na tym, że po zamknięciu trudno jest otworzyć.

Analiza przyczyn wewnętrznych nieszczelności zaworów kulowych o dużej średnicy

Zawory kulowe o dużej średnicy są zwykle stosowane na wylotach kotłów, głównych cylindrach, rurociągach parowych i innych lokalizacjach. W tych lokalizacjach występują następujące problemy:
(1) Ogólnie rzecz biorąc, różnica ciśnień na wylocie kotła jest stosunkowo duża, więc natężenie przepływu pary jest również większe, a uszkodzenia erozyjne powierzchni uszczelniającej są również większe. Ponadto sprawność spalania kotła nie może wynosić 100%, co spowoduje, że para na wylocie kotła będzie miała dużą zawartość wody, co łatwo spowoduje kawitację i uszkodzenie kawitacyjne powierzchni uszczelniającej zaworu.

(2) Dla zaworu odcinającego w pobliżu wylotu kotła i podcylindra, ponieważ para wychodząca z kotła ulega okresowemu zjawisku przegrzania w procesie jej nasycania, jeśli zmiękczanie wody kotłowej nie jest zbyt dobry, część wody często się wytrąca. Substancje kwasowe i alkaliczne powodują korozję i erozję powierzchni uszczelniającej; niektóre substancje krystalizujące mogą również przylgnąć do powierzchni uszczelniającej zaworu i krystalizować, powodując, że zawór nie będzie mógł szczelnie zamknąć.

(3) W przypadku zaworów wlotowych i wylotowych cylindrów pomocniczych zużycie pary za zaworem jest duże, a czasami małe ze względu na wymagania produkcyjne i z innych powodów. Powodować erozję, kawitację i inne uszkodzenia powierzchni uszczelniającej zaworu.

(4) Ogólnie rzecz biorąc, gdy rurociąg o dużej średnicy jest otwierany, rurociąg należy podgrzać, a proces podgrzewania zazwyczaj wymaga przejścia niewielkiego przepływu pary, aby rurociąg mógł być w pewnym stopniu powoli i równomiernie podgrzewany zanim będzie można całkowicie otworzyć zawór odcinający, aby uniknąć uszkodzenia rurociągu. Szybkie nagrzewanie powoduje nadmierne rozszerzanie, które powoduje uszkodzenie niektórych części łączących. Jednakże w tym procesie otwór zaworu jest często bardzo mały, co powoduje, że stopień erozji jest znacznie większy niż efekt normalnego użytkowania i poważnie skraca żywotność powierzchni uszczelniającej zaworu.

Rozwiązania problemów związanych z przełączaniem zaworów kulowych o dużej średnicy

(1) Przede wszystkim zaleca się wybór zaworu kulowego z uszczelnieniem mieszkowym, co pozwala uniknąć wpływu oporów tarcia zaworu nurnikowego i zaworu uszczelniającego oraz ułatwia przełączanie.

(2) Rdzeń zaworu i gniazdo zaworu muszą być wykonane z materiałów o dobrej odporności na erozję i zużycie, takich jak węglik stellitu;

(3) Zaleca się zastosowanie konstrukcji z podwójną tarczą zaworu, która nie spowoduje nadmiernej erozji z powodu małego otworu, co wpłynie na żywotność i skuteczność uszczelnienia.