Выбор между полнопроходными и полнопроходными шаровыми кранами: полное руководство по выбору полнопроходных и полнопроходных шаровых кранов.

При выборе промышленных четвертьоборотных шаровых кранов для технологических трубопроводов, систем перекачки жидкостей и контуров аварийной изоляции инженеры часто сталкиваются с ключевым решением: полнопроходные шаровые краны или шаровые краны с уменьшенным диаметром отверстияЭти две конфигурации диаметра также широко известны на мировых промышленных рынках под альтернативными профессиональными названиями: полнопроходной шаровой клапан, сквозной шаровой клапан, прямопроходной шаровой клапан для увеличенного расхода; уменьшеннопроходной шаровой клапан, узкопроходной шаровой клапан, шаровой клапан с ограниченным отверстием для варианта с меньшим проходом.

Внутренний диаметр отверстия шара напрямую определяет сопротивление потоку, падение давления, потребление энергии насосом, эффективность очистки трубопровода, стоимость проекта и долгосрочные эксплуатационные характеристики системы. Неправильный выбор диаметра отверстия приведет к чрезмерным потерям напора, ухудшению эффективности очистки трубопроводов с помощью поршней, увеличению эксплуатационных расходов и даже скрытым рискам для безопасности в критически важных промышленных трубопроводах. Это подробное руководство содержит определения, названия, структурные различия, преимущества и недостатки, а также применимые условия работы для полнопроходных и малопроходных шаровых клапанов, чтобы помочь покупателям принимать точные решения о закупке.

1. Определение и все альтернативные названия полнопроходного шарового клапана

Стандартное официальное название

Полнопроходной шаровой клапан

Распространенные отраслевые синонимы и региональные названия

• Шаровой клапан полного проходного звена (наиболее распространенный термин в стандартах API, ASME и европейских стандартах).
• Шаровой клапан с проходным сечением
• Прямоточный шаровой клапан
• Полнопоточный шаровой клапан
• Шаровой клапан равного диаметра

В полнопроходном шаровом клапане просверленное круглое отверстие внутри плавающего или установленного на цапфе шара точно соответствует внутреннему диаметру подсоединяемого трубопровода. При полном открытии канал для потока образует прямой, беспрепятственный линейный проход с минимальным сужением.

Основные преимущества полнопроходных/полнодиаметрных шаровых кранов

• Практически нулевое падение давления на корпусе клапана, что значительно снижает нагрузку на насос и энергопотребление в системах циркуляции с большим расходом.
• Обеспечивает возможность очистки трубопроводов с помощью поршней, внутреннего осмотра и механической очистки (необходимы для транспортировки нефти и газа, сырой нефти, природного газа и очищенного топлива по трубопроводам).
• Подходит для вязких сред, суспензий, сточных вод и жидкостей, содержащих твердые частицы, без риска засорения.
• Неограниченная скорость потока жидкости, идеально подходит для аварийной продувки, слива и быстрого перекрытия потока.
• Совместим как с шаровыми клапанами с плавающим шаром, так и с шаровыми клапанами с цапфовым креплением для низкого и сверхвысокого давления.

Недостатки

Для изготовления шарового компонента большего размера требуются большие габаритные размеры корпуса клапана, больший вес, более высокая стоимость сырья и более высокая первоначальная цена по сравнению с аналогами с уменьшенным диаметром.

Типичные сценарии применения

• Магистральные линии электропередачи для транспортировки нефти и газа на большие расстояния
• Технологические трубопроводы нефтеперерабатывающих заводов, контуры перекачки нефтехимических жидкостей
• Гидравлические системы, циркуляция охлаждающей воды с высоким расходом на электростанциях.
• Трубопроводы, требующие регулярной очистки с помощью поршней и проверки на внутреннюю коррозию.
• Криогенные трубопроводы для перекачки СПГ и жидкого азота

2. Определение и все альтернативные названия шарового клапана с уменьшенным проходным сечением

Стандартное официальное название

Шаровой клапан с уменьшенным проходным сечением

Широко распространенные промышленные псевдонимы

• Шаровой клапан с уменьшенным диаметром (общепринятый инженерный термин).
• Шаровой клапан с ограниченным диаметром отверстия
• Шаровой клапан с узким проходным сечением
• Шаровой клапан с ограниченным отверстием
• Шаровой клапан с суженным отверстием
• Шаровой клапан с частичным проходным сечением

Внутренний диаметр шарового клапана с уменьшенным диаметром намеренно меньше номинального диаметра трубы (NPS/DN) концевых соединений клапана, обычно на один или два размера меньше. Это создает сужение горловины внутри шара, что неизбежно приводит к турбулентности и потерям давления при прохождении жидкости.

Основные преимущества шаровых кранов с уменьшенным диаметром проходного вала/отверстия

• Компактная конструкция, меньшие габариты, малый вес и упрощенный монтаж в ограниченном пространстве.
• Снижение производственных затрат, обеспечивающее значительные экономические выгоды при крупномасштабных закупках товаров общего назначения.
• Меньший размер шарового сердечника снижает крутящий момент, что позволяет использовать более компактные и дешевые пневматические/электрические приводы для автоматического управления.
• Достаточная эффективность перекрытия потока для обычных малорасходных, некритичных ответвлений трубопроводов.

Недостатки

• Очевидные перепады давления и потери напора, приводящие к увеличению непрерывного энергопотребления циркуляционных насосов.
• Не допускается использование инспекционных поршней для трубопроводов, запрещено для магистральных линий электропередачи, требующих внутренней очистки.
• Повышенный риск засорения при работе с вязкими жидкостями, осадком и средами, содержащими частицы.

Типичные сценарии применения

• Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВК), бытовое водоснабжение и вспомогательные промышленные трубопроводы малой протяженности.
• Сжатый воздух, газовый баллон, линии дозирования химических реагентов малого диаметра.
• Вторичные обходные петли, точки отбора проб и некритические ответвления изоляции
• Трубопроводы для водоподготовки низкого давления и трубопроводы общего назначения для легкой промышленности.

3. Таблица для прямого сравнения: шаровые краны с полным и уменьшенным диаметром.

• Внутренний диаметр отверстия: Полный проходной патрубок (соответствует внутреннему диаметру трубы) | Уменьшенный проходной патрубок (меньший диаметр отверстия)
• Альтернативная номенклатураШаровой кран с полным проходным сечением, сквозным проходным сечением и полным потоком | Шаровой кран с уменьшенным проходным сечением, с ограниченным проходным сечением, узким проходным сечением
• Падение давленияМинимальные, незначительные потери напора | Заметные потери турбулентности и давления
• Совместимость с поршнямиПолностью подходит для инспекции трубопроводов | Не предназначен для прочистки трубопроводов с помощью поршней.
• Габаритные размеры и весБолее крупный и тяжелый | Компактный и легкий
• Требования к исполнительному механизмуЧем больше крутящий момент, тем больше исполнительный механизм | Чем меньше крутящий момент, тем меньше исполнительный механизм
• Общая стоимостьБолее высокие первоначальные инвестиции | Экономически выгодно, доступно по цене
• Лучше всего подходит дляОсновные технологические линии, нефтегазовая отрасль, криогеника, системы высокого расхода | Вспомогательные ответвления, системы отопления, вентиляции и кондиционирования, контрольно-измерительные газы, общая изоляция включения/выключения

4. Практические правила выбора, позволяющие избежать неправильной спецификации.

1. Выбирать Шаровой клапан с полным проходным сечением (полным портом). Если трубопровод является магистралью, требует очистки с помощью поршней, по нему протекают большие потоки, вязкие жидкости, суспензии или криогенные среды, или если экономия энергии является первостепенной задачей.
2. Указать Шаровой клапан с уменьшенным диаметром (укороченным проходным сечением) для второстепенных ответвлений, контрольно-измерительных труб малого диаметра, ручного периодического перекрытия и некритичных проектов с контролируемым бюджетом.
3. Для шаровых клапанов высокого давления с цапфовым креплением, используемых в нефтегазовой отрасли по стандарту API 6D, полнопроходная версия всегда является обязательным отраслевым стандартом.
4. Для шаровых запорных клапанов малого диаметра DN15 ~ DN50, предназначенных для общего применения, по умолчанию чаще всего используется конструкция с уменьшенным диаметром, в то время как для запорных клапанов большого диаметра предпочтительнее конструкция с полным диаметром.

5. Заключение

Основное различие между шаровыми кранами с полным проходным сечением (полнопроходные, сквозные, полнопоточные) и шаровыми кранами с уменьшенным проходным сечением (уменьшенное проходное сечение, узкопроходные, узкие) заключается в размере внутреннего проходного канала и, как следствие, в производительности системы. Универсального лучшего варианта не существует, есть только наиболее подходящая конфигурация, соответствующая иерархии трубопроводов, требуемому расходу, свойствам среды, требованиям к очистке и бюджету проекта.

Компания GEKO Valve поставляет как полнопроходные, так и уменьшенные по диаметру шаровые краны плавающего и цапфового типа, с корпусами из углеродистой стали WCB, нержавеющей стали SS304/SS316, дуплексной стали, мягкими седлами из ПТФЭ и седлами из упрочненного металла STL, чтобы удовлетворить все требования к конфигурации диаметра для глобальных технологических предприятий.