Пользователи, которые ежедневно используют шаровые клапаны большого диаметра, часто сообщают о проблеме, заключающейся в том, что шаровые клапаны большого диаметра часто трудно закрыть, когда они используются в средах с относительно большой разницей давлений, таких как пар, высокое давление. вода и т. д. При принудительном закрытии всегда обнаруживается утечка, и плотно закрыть трудно. Причина этой проблемы вызвана конструктивной конструкцией клапана и недостаточным выходным крутящим моментом предельного уровня человека.

Анализ сложности переключения клапанов большого диаметра

Горизонтальная предельная выходная сила среднего взрослого человека составляет 60-90 кг, в зависимости от телосложения.

Как правило, направление потока шарового клапана проектируется таким образом, чтобы оно было низким на входе и высоким на выходе. Когда человек закрывает клапан, человеческое тело заставляет маховик вращаться горизонтально, так что створка клапана перемещается вниз, чтобы осуществить закрытие. В это время необходимо преодолеть сочетание трёх сил, а именно:

(1) Осевая сила Fa;

(2) Сила трения Fb между уплотнением и штоком клапана;

(3) Сила контактного трения Fc между стержнем клапана и сердечником диска клапана.

Сумма моментов равна ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Видно, что чем больше диаметр, тем больше осевая сила тяги. Когда оно близко к закрытому состоянию, осевая сила тяги почти близка к фактическому давлению трубопроводной сети (за счет P1-P2≈P1, P2=0).

Например, шаровой клапан калибра DN200 используется на паровой трубе с давлением 10 бар, только первое осевое усилие закрытия Fa=10×πr2=3140 кг, а горизонтальная круговая сила, необходимая для закрытия, близка к горизонтальной круговой силе, которую могут обеспечить нормальные человеческие тела. выход. ограничение силы, поэтому одному человеку очень сложно полностью закрыть клапан в таких условиях.

Конечно, некоторые заводы рекомендуют устанавливать такие клапаны в обратном порядке, что решает проблему затрудненного закрытия, но есть и проблема, заключающаяся в том, что после закрытия их сложно открыть.

Анализ причин внутренних утечек шаровых кранов большого диаметра

Запорные клапаны большого диаметра обычно используются на выходах котлов, главных цилиндрах, паропроводах и в других местах. В этих местах возникают следующие проблемы:
(1) Как правило, разница давлений на выходе из котла относительно велика, поэтому скорость потока пара также больше, а эрозионное повреждение уплотняющей поверхности также больше. Кроме того, эффективность сгорания котла не может составлять 100%, что приведет к тому, что пар на выходе из котла будет иметь большое содержание воды, что легко приведет к кавитации и кавитационному повреждению уплотнительной поверхности клапана.

(2) Для запорного клапана возле выхода из котла и подцилиндра, поскольку пар, только что вышедший из котла, имеет периодическое явление перегрева в процессе его насыщения, если умягчающая обработка котловой воды не очень хорошо, часть воды часто выпадает в осадок. Кислоты и щелочи вызывают коррозию и эрозию уплотняющей поверхности; некоторые кристаллизующиеся вещества также могут прилипать к уплотнительной поверхности клапана и кристаллизоваться, в результате чего клапан не сможет плотно закрываться.

(3) Для впускных и выпускных клапанов дополнительных цилиндров расход пара после клапана велик, а иногда и мал из-за производственных требований и других причин. Вызвать эрозию, кавитацию и другие повреждения уплотнительной поверхности клапана.

(4) Как правило, при открытии трубопровода большого диаметра трубопровод необходимо предварительно нагреть, а процесс предварительного нагрева обычно требует прохождения небольшого потока пара, чтобы трубопровод можно было медленно и равномерно нагреть до определенной степени. прежде чем запорный клапан можно будет полностью открыть, чтобы избежать повреждения трубопровода. Быстрый нагрев вызывает чрезмерное расширение, что приводит к повреждению некоторых соединительных деталей. Однако в этом процессе отверстие клапана часто очень маленькое, что приводит к тому, что скорость эрозии намного превышает эффект обычного использования, и серьезно сокращает срок службы уплотнительной поверхности клапана.

Решения проблем с переключением шаровых клапанов большого диаметра

(1) Прежде всего, рекомендуется выбрать шаровой клапан с сильфонным уплотнением, который позволяет избежать влияния сопротивления трения плунжерного клапана и сальникового клапана и облегчает переключение.

(2) Сердечник и седло клапана должны быть изготовлены из материалов с хорошей эрозионной стойкостью и износостойкостью, таких как карбид стеллита;

(3) Рекомендуется использовать конструкцию диска с двойным клапаном, которая не вызовет чрезмерной эрозии из-за небольшого отверстия, что повлияет на срок службы и эффект уплотнения.