Предговор:Сферичните кранове се появяват през 50-те години на миналия век. С бързото развитие на науката и технологиите, непрекъснатото усъвършенстване на производствените технологии и структурата на продуктите, те бързо се превръщат в основен тип клапан само за 50 години. В развитите западни страни употребата на сферични кранове се увеличава с всяка изминала година.
Сферичният кран се използва главно за прекъсване, разпределение и промяна на посоката на потока на флуида в тръбопровода. Необходимо е само да се завърти на 90 градуса и с малък въртящ момент може да се затвори плътно. Сферичният кран е най-подходящ за използване като превключвател и спирателен вентил.
Тъй като сферичният кран обикновено използва гума, найлон и политетрафлуороетилен като материал за уплътнението на седалката, работната му температура е ограничена от материала на уплътнението на седалката. Функцията на затваряне на сферичния кран се осъществява чрез притискане на металната топка към пластмасовата седалка на клапана под действието на средата (плаващ сферичен кран). Под действието на определено контактно налягане, уплътнителният пръстен на седалката на клапана претърпява еластично-пластична деформация в локални области. Тази деформация може да компенсира точността на производство и грапавостта на повърхността на топката и да осигури уплътнителните характеристики на сферичния кран.
И тъй като уплътнителният пръстен на седалката на сферичния кран обикновено е изработен от пластмаса, при избора на структура и характеристики на сферичния кран трябва да се вземат предвид огнеустойчивостта и пожароустойчивостта на сферичния кран, особено в нефтената, химическата, металургичната и други промишлености, в запалими и експлозивни среди. Ако сферичните кранове се използват в оборудване и тръбопроводни системи, трябва да се обърне повече внимание на огнеустойчивостта и пожарната защита.
Характеристики на сферичния кран
1. Има най-ниско съпротивление на потока (практически нулево). 2. Не се забива при работа без смазка, така че може надеждно да се прилага върху корозивни среди и течности с ниска точка на кипене. 3. Може да постигне 100% уплътнение в широк диапазон на налягане и температура. 4. Може да реализира ултрабързо отваряне и затваряне, като времето за отваряне и затваряне на някои конструкции е само 0,05~0,1 s, което гарантира, че може да се използва в автоматизираната система на изпитателния стенд. Когато вентилът се отваря и затваря бързо, няма удари по време на работа. 5. Сферичното затваряне може автоматично да се позиционира в позиция. 6. Работната среда е надеждно уплътнена от двете страни. 7. Когато е напълно отворен и напълно затворен, уплътнителните повърхности на сферата и седалката на вентила са изолирани от средата, така че средата, преминаваща през вентила с висока скорост, няма да причини ерозия на уплътнителната повърхност. 8. С компактна структура и леко тегло, може да се счита за най-разумната конструкция на вентила, подходяща за нискотемпературни средни системи. 9. Корпусът на клапана е симетричен, особено когато конструкцията на клапана е заварена, което може да издържи добре на натоварванията от тръбопровода. 10. Затварящият елемент може да издържи на висока разлика в налягането при затваряне. 11. Сферичният кран с изцяло заварено тяло може да бъде директно заровен в земята, така че вътрешността на клапана да не ерозира, а максималният експлоатационен живот може да достигне 30 години. Това е най-идеалният клапан за нефтопроводи и газопроводи.
Приложение на сферичен кран
Многобройните уникални характеристики на сферичните кранове определят относително широката им употреба. Обикновено те се характеризират с двупозиционно регулиране, стриктно уплътняване, устойчивост на кал, износване, свиване на канали, бързо отваряне и затваряне (отваряне и затваряне с 1/4 оборот), прекъсване при високо налягане (сферичните кранове се препоръчват за тръбопроводни системи с голяма разлика в налягането), нисък шум, кавитация и газификация, малко изтичане в атмосферата, малък работен въртящ момент и малко съпротивление на флуида.
Сферичният кран е подходящ и за тръбопроводни системи с лека конструкция, ниско налягане (малка разлика в налягането) и корозивни среди. Сферичните кранове могат да се използват и в криогенни (криогенни) инсталации и тръбопроводни системи. В кислородните тръбопроводни системи в металургичната промишленост се изискват сферични кранове, преминали през строга обработка за обезмасляване. Когато главната линия в нефтопровода и газопровода трябва да бъде заровена под земята, трябва да се използва заварен сферичен кран с пълен отвор. Когато се изисква регулираща производителност, трябва да се избере сферичен кран със специална конструкция с V-образен отвор. В нефтената, нефтохимическата, химическата, електроенергийната и градското строителство, сферичните кранове с метално уплътнение могат да се изберат за тръбопроводни системи с работна температура над 200 градуса.
Принцип на приложение на сферичния кран
За магистрални тръбопроводи за пренос на нефт и природен газ, тръбопроводи, които се нуждаят от почистване и заравяне под земята, изберете сферичен кран с цялостно проходна и изцяло заварена конструкция; за заравяне в земята изберете сферичен кран с цялостно заварена връзка или фланцова връзка; за разклонителна тръба изберете фланцова връзка, заварена връзка, сферичен кран с пълен проход или с намален диаметър. Тръбопроводите и оборудването за съхранение на рафиниран петрол използват фланцови сферични кранове. За тръбопроводите за градски газ и природен газ се избира плаващ сферичен кран с фланцова връзка и вътрешна резбова връзка. В кислородната тръбопроводна система в металургичната система е препоръчително да се използва фиксиран сферичен кран, преминал през строга обработка за обезмасляване и с фланци. В тръбопроводната система и устройството за нискотемпературна среда трябва да се избере нискотемпературен сферичен кран с капак на клапана. В тръбопроводната система на каталитичния крекинг на рафинерията на нефт може да се избере сферичен кран с повдигащ прът. В устройствата и тръбопроводните системи за корозивни среди като киселини и основи в химическите системи, трябва да се изберат изцяло сферични кранове от неръждаема стомана, изработени от аустенитна неръждаема стомана, и PTFE като уплътнителен пръстен на седалката на клапана. Сферичните кранове с метално уплътнение могат да се използват в тръбопроводни системи или устройства с високотемпературна среда в металургични системи, енергийни системи, нефтохимически заводи и градски отоплителни системи. Когато е необходимо регулиране на дебита, може да се избере регулиращ сферичен кран с червячно зъбно колело и V-образен отвор, задвижван от пневматичен или електрически механизъм.
Резюме:Употребата на сферични кранове е много широка, разнообразието и количеството на употреба продължават да се разширяват и те се развиват в посока на високо налягане, висока температура, голям диаметър, висока уплътнителна способност, дълъг живот, отлична производителност на регулиране и многофункционалност на един клапан. Неговата надеждност и други показатели за производителност са достигнали високо ниво и частично са заменили шибърните кранове, сферичните кранове и регулиращите клапани. С техническия напредък на сферичните кранове те ще намерят по-широко приложение в обозримо краткосрочно бъдеще, особено в нефтопроводи и газопроводи, крекинг инсталации в рафинирането на нефт и в ядрената промишленост. Освен това, сферичните кранове ще се превърнат в един от доминиращите видове клапани в областите на голям и среден калибър, средно и ниско налягане в други индустрии.
Време на публикуване: 01 април 2022 г.