Zawór kulowy jest przeznaczony do obsługi gazów i płynów w systemach procesowych obsługujących przemysł naftowy i gazowy oraz przetwórstwo chemiczne. Są one również powszechnie stosowane w urządzeniach do żywności i napojów, inżynierii mechanicznej oraz produkcji i konserwacji samochodów (patrz rysunek 1).
W porównaniu z zasuwami lub zaworami kulowymi, zawory kulowe są często preferowane ze względu na ich
– Kompaktowe, ekonomiczne konstrukcje,
– Szybkie prędkości odcinania,
– Trwałość w zastosowaniach wysokociśnieniowych, wysokoobjętościowych i wysokotemperaturowych,
– Odporność na korozję lub uszkodzenia,
– Długi okres eksploatacji,
– Wszechstronność w różnych zastosowaniach przemysłowych.
Większość zaworów kulowych jest zaprojektowana tak, aby nie wymagały konserwacji i są przeznaczone do wymiany, a nie naprawy. Odpowiednie środki zapobiegawcze mogą jednak wydłużyć żywotność zaworów kulowych o lata.
Czynniki wpływające na żywotność zaworu kulowego
Wielu producentów zaworów kulowych podaje szacunkową oczekiwaną żywotność zaworu kulowego (zwykle od ośmiu do 10 lat), a właściwa konserwacja może z pewnością wydłużyć ten zakres. Jednak na żywotność zaworu kulowego może mieć wpływ wiele innych czynników.
Uruchamianie: Wybierając odpowiednie źródło zasilania dla danego zastosowania, użytkownicy mogą zmniejszyć wydatki na konserwację, wydłużyć czas sprawności i zmaksymalizować bezpieczeństwo. Zawory kulowe uruchamiane pneumatycznie są najtrwalszą opcją w środowiskach wysokociśnieniowych, pod warunkiem, że istnieje dostęp do sprężonego powietrza (patrz rysunek 2).
Konstrukcja: Zawory kulowe występują w wersjach jedno-, dwu- i trzyczęściowych, z których dwie pierwsze nie pozwalają na konserwację i muszą być wymieniane w przypadku awarii komponentów. Trzyczęściowe zawory kulowe są zaprojektowane tak, aby gniazda i uszczelki można było wyjąć i wymienić bez wyjmowania całego zaworu z systemu (patrz rysunek 3).
Temperatura i ciśnienie znamionowe: Zawory kulowe używane w warunkach wysokiego ciśnienia lub wysokiego cyklu muszą być serwisowane lub wymieniane częściej niż te w zastosowaniach niskociśnieniowych. Im bardziej wartość znamionowa temperatury/ciśnienia medium jest zbliżona do wartości znamionowej zaworu kulowego, tym częściej zawór będzie musiał być wymieniany.
Media: Zawory kulowe są przeznaczone do sterowania włączaniem/wyłączaniem płynów i gazów bez cząstek stałych. Wszelkie cząstki w mediach mogą ścierać mechanizm zaworu, prowadząc do napraw, awarii zaworu lub awarii siłownika.
Materiały zaworów: Zawory kulowe mogą być wykonane ze stali nierdzewnej, mosiądzu, brązu lub tworzywa sztucznego (PVC). Podczas gdy PVC oferuje elastyczność i oszczędność kosztów, metalowe zawory kulowe są bardziej trwałe, odporne na korozję, wytrzymują wysokie temperatury i ciśnienia oraz są kompatybilne z prawie wszystkimi rodzajami mediów (patrz rysunek 4). Proszę skorzystać z bazy danych kompatybilności chemicznej Cole-Parmer, aby porównać materiał zaworu i medium.
Źródło: Niektórzy sprzedawcy zaworów pozyskują swoje produkty z całego świata, ale produkty z zagranicy niosą ze sobą ryzyko niekompatybilności z produktami wyprodukowanymi w USA. Pomijając jakość, najlepiej jest kupować zawory kulowe z krajowych źródeł, aby zapewnić kompatybilność i długowieczność oraz zapobiec przedwczesnej wymianie.
Dlaczego konserwacja zaworów kulowych jest ważna
Długowieczność: Zawory, które działają dłużej i nie wymagają wielu napraw, pomagają zakładom oszczędzać pieniądze, zapobiegać przestojom i utrzymywać produkcję zgodnie z harmonogramem. Bez rutynowej konserwacji i kontroli jakości, wszelkie problemy z zaworami kulowymi mogą zostać przeoczone, prowadząc do awarii sprzętu, uszkodzenia części lub obrażeń pracowników.
Bezpieczeństwo i ochrona: Najgorszym scenariuszem na hali produkcyjnej jest możliwy do uniknięcia wypadek, który powoduje obrażenia lub kosztowne naprawy. Eksperci ds. konserwacji, którzy są odpowiednio przeszkoleni w zakresie instalacji i oceny zaworów kulowych, mogą łatwo i wcześnie zidentyfikować potencjalne problemy, zmniejszając tym samym ryzyko naprawy awaryjnej lub naruszenia OSHA.
Mniejsza potrzeba przestojów: Nieplanowane przestoje są kosztowne, ponieważ każdy czas, w którym zakład nie produkuje, to zmarnowane pieniądze lub utracone przychody. Niektóre czynności konserwacyjne zaworu kulowego mogą być wykonywane podczas pracy zaworu, umożliwiając nieprzerwaną produkcję w zakładzie.
Oszczędność kosztów: Tak jak wydłużony czas sprawności oznacza zwiększone przychody, tak mniej problemów z konserwacją oznacza więcej pieniędzy dla firmy. Jeśli zawory kulowe są regularnie kontrolowane, konserwowane i wymieniane zgodnie z planowanym harmonogramem, będzie mniejsza potrzeba przeznaczania środków na nieoczekiwane naprawy lub wymiany.
Co i dlaczego zawory kulowe
1. Zawory kulowe wykorzystują metalową kulę z otworem wywierconym w środku, umieszczoną pomiędzy dwoma gniazdami w celu kontroli przepływu. Stosowane w wielu procesach węglowodorowych, zawory kulowe są zdolne do dławienia gazów i oparów i są szczególnie przydatne w sytuacjach niskiego przepływu.
2. Według Wikipedii, zawór kulowy to urządzenie sterujące przepływem, które wykorzystuje wydrążoną, perforowaną i obrotową kulę do kontrolowania przepływającej przez nią cieczy. Jest on otwarty, gdy otwór kuli znajduje się w linii z wlotem przepływu i zamknięty, gdy jest obrócony o 90 stopni przez uchwyt zaworu, blokując przepływ. Uchwyt leży płasko w linii z przepływem, gdy jest otwarty, i jest prostopadły do niego, gdy jest zamknięty, co ułatwia wizualne potwierdzenie stanu zaworu. Pozycja zamknięcia 1/4 obrotu może być w kierunku zgodnym lub przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
3. Według Home Depot, zawory kulowe są bardziej skuteczne w tworzeniu szczelnego uszczelnienia i mają większą niezawodność i trwałość niż zasuwy, ale są zwykle droższe. Są one często używane do odcinania i sterowania. Ponieważ zawory kulowe mogą się natychmiast otwierać i zamykać, są one bardziej narażone na uderzenia wodne niż zasuwy.
Konserwacja zaworów kulowych
Prewencyjne utrzymanie ruchu powinno rozpocząć się na długo przed wykryciem jakichkolwiek problemów z zaworami kulowymi. Aby przedłużyć żywotność zaworów kulowych, należy uwzględnić następujące kroki w programie zarządzania konserwacją zakładu.
Prawidłowa instalacja: Prawidłowo zainstalowane zawory kulowe mają znacznie mniejsze szanse na konieczność naprawy lub wymiany. Proszę upewnić się, że inżynier instalujący zawory kulowe ma odpowiednie doświadczenie i wiedzę.
Regularne czyszczenie: Czyste zawory działają dłużej, ponieważ istnieje małe prawdopodobieństwo gromadzenia się zanieczyszczeń i negatywnego wpływu na wydajność systemu rurociągów. Proszę pamiętać o stosowaniu środków czyszczących, które nie wchodzą w negatywne reakcje z materiałami, z których wykonane są zawory: Środki czyszczące na bazie gazu lub sprężonego powietrza dobrze sprawdzają się w przypadku elementów metalowych, a środki czyszczące na bazie alkoholu lub wody są idealne do części niemetalowych. Zawory kulowe należy czyścić co najmniej raz w roku, a nawet częściej, jeśli środowisko zakładu zawiera brud lub kurz.
Smarowanie zaworów: Smarowanie utrzymuje płynną pracę zaworów kulowych, zapobiega ścieraniu i pomaga zwiększyć skuteczność uszczelek zaworów. Należy stosować syntetyczne, nierozpuszczalne w wodzie smary na bazie oleju; unikać smarów na bazie gliny lub substancji stałych, które mogą gromadzić się wewnątrz wnęki zaworu. Należy wybrać środek smarny kompatybilny z materiałami zaworu i mediami systemowymi.
Rutynowe kontrole: Zawory powinny być rutynowo sprawdzane przez wykwalifikowanego inspektora. Najlepiej raz w roku, ale zawory kulowe w zastosowaniach wysokociśnieniowych i wysokocyklowych powinny być poddawane częstszym kontrolom. Kontrole powinny obejmować
– Szczelność nakrętek, śrub i innego sprzętu,
– Obecność osadów mineralnych lub korozji,
– Zagrożenie wyciekiem,
– Prawidłowe otwieranie i zamykanie zaworów,
– Dokładność wskaźnika położenia (nawet w przypadku zaworów statycznych),
– Prawidłowe odsysanie i filtracja powietrza w obszarze.
Podsumowując, coroczne wyłączenia to idealny czas na przeprowadzenie inspekcji zaworów kulowych. Proszę wyjąć zawory z instalacji rurowej, zdemontować je, wyczyścić wnętrza i wymienić uszkodzone lub zużyte elementy, zwracając szczególną uwagę na uszczelki lub inne części gumowe.
George Packard jest wiceprezesem ds. marketingu w Gemini Valve, rodzinnym producencie zautomatyzowanych i ręcznych zaworów kulowych. Założona w 1974 roku firma Gemini Valve ma wieloletnie doświadczenie w projektowaniu i produkcji zaworów, aby zapewnić niezawodne rozwiązania dla każdego rodzaju aplikacji.
