מהו שסתום כדור: הוראות הפעלה ושימוש

שסתום כדור, שסתום שחלקי הפתיחה והסגירה שלו (כַּדוּר) מונעים על ידי גזע השסתום ומסתובבים סביב ציר שסתום הכדור. לשסתום הכדור מסוג V האטום הקשיח יש כוח גזירה חזק בין ליבת הכדור מסוג V שלו לבין מושב השסתום המתכתי המולחם בסגסוגת קשה, המתאים במיוחד למדיה המכילה סיבים, חלקיקים מוצקים זעירים וכו'. שסתום הכדור הרב-כיווני יכול לא רק לשלוט בגמישות על המפגש, ההסטה וכיוון הזרימה של המדיום בצינור, אלא גם לסגור כל תעלה כדי לחבר את שתי התעלות האחרות. סוג זה של שסתום צריך להיות מותקן בדרך כלל אופקית בצינור. שסתומי כדור מחולקים לשסתומי כדור פנאומטיים, שסתומי כדור חשמליים ושסתומי כדור ידניים בהתאם לשיטת ההנעה.

מהו שסתום כדור

אשסתומי כדור הומצאו בשנות ה-50. עם ההתפתחות המהירה של המדע והטכנולוגיה, השיפור המתמיד של תהליכי הייצור ומבני המוצר, שסתומי כדור התפתחו במהירות לסוג שסתומים מרכזי תוך 40 שנה בלבד. במדינות מתועשות מערביות, השימוש בשסתומי כדור גובר משנה לשנה.

במדינתי, שסתומי כדור נמצאים בשימוש נרחב בזיקוק נפט, צינורות למרחקים ארוכים, כימיקלים, ייצור נייר, תרופות, שימור מים, חשמל, מינהל עירוני, פלדה ותעשיות אחרות, והם ממלאים תפקיד חשוב בכלכלה הלאומית. יש להם פעולת סיבוב של 90 מעלות, גוף הפקק הוא כדור, ויש חור או תעלה עגולים העוברים דרך צירו.

שסתומי כדור משמשים בעיקר לניתוק, פיזור ושינוי כיוון הזרימה של המדיום בצנרת. הם צריכים רק סיבוב של 90 מעלות ומומנט קטן מאוד כדי לסגור היטב. שסתומי כדור מתאימים ביותר לשימוש כמתגים ושסתומי ניתוק, שסתומי כדור מסוג V. בנוסף לתשומת לב לפרמטרי הצינור, שסתומים חשמליים צריכים לשים לב במיוחד גם לתנאי הסביבה של השימוש בהם. מכיוון שהמכשיר החשמלי בשסתום החשמלי הוא מכשיר אלקטרומכני, מצב השימוש בו מושפע מאוד מסביבת השימוש בו.

מהם המאפיינים של שסתומי כדור 

• עמידות בפני שחיקהמכיוון שליבת השסתום של שסתום הכדור האטום הקשיח עשויה ריתוך ריסוס מסגסוגת פלדה,טבעת האיטום עשויה משטח פלדת סגסוגת, כך ששסתום הכדור האטום הקשיח לא יגרום לשחיקה רבה מדי בעת ההחלפה. (מקדם הקשיות שלו הוא 65-70):

• ביצועי איטום טוביםמכיוון שהאטם של שסתום הכדור האטום הקשיח מושחז ידנית, ניתן להשתמש בו רק עד שיתאימו לחלוטין ליבת השסתום וטבעת האיטום. לכן ביצועי האיטום שלו אמינים.

• מומנט נמוךמכיוון שתחתית טבעת האיטום של שסתום הכדור האטום הקשיח משתמשת בקפיץ כדי להחזיק את טבעת האיטום ואת ליבת השסתום יחד בחוזקה, המתג קל מאוד כאשר הכוח החיצוני עולה על העומס המוקדם של הקפיץ.

• שירות ארוךחיים: הוא נמצא בשימוש נרחב במחלקות שונות כגון נפט, תעשייה כימית, ייצור חשמל, ייצור נייר, אנרגיה אטומית, תעופה, רקטות וחיי היומיום של אנשים.

מהם היתרונות של שסתומי כדור

בהשוואה לסוגים אחרים של שסתומים, שסתומי כדור נפתחים במהירות, בצורה חלקה ואמינה, נמצאים בשימוש נרחב, ויש להם את היתרונות הבאים:

1. מיסב הדחף מפחית את מומנט החיכוך של גזע השסתום, מה שיכול לגרום לגזע השסתום לפעול בצורה חלקה וגמישה לאורך זמן.
2. פונקציה אנטי-סטטית: קפיץ ממוקם בין הכדור, גזע השסתום וגוף השסתום כדי להוליך חשמל סטטי שנוצר במהלך תהליך ההחלפה.
3. מאחר וחומרים כגוןלפוליטטראפלואורואתילן יש תכונות שימון עצמי טובות ואובדן חיכוך קטן עם הכדור, לשסתום הכדור חיי שירות ארוכים.
4. התנגדות נוזלים קטנה: שסתומי כדור פנאומטיים הם בעלי התנגדות הנוזלים הקטנה ביותר מבין כל קטגוריות השסתומים. אפילו עבור שסתומי כדור פנאומטיים בקוטר קטן, התנגדות הנוזלים שלהם קטנה למדי.
5. אטם גזע השסתום אמין: מכיוון שגזע השסתום מסתובב אך אינו מתרומם, אטם האריזה של גזע השסתום אינו ניזוק בקלות, ויכולת האיטום עולה עם עליית לחץ המדיום.
6. ביצועי איטום טובים של מושב השסתום: טבעת האיטום העשויה מחומרים אלסטיים כמו פוליאטטראפלואורואתילן קלה לאיטום, ויכולת האיטום של שסתום הכדור עולה עם עליית לחץ הבינוני.
7. שסתומי כדור בקוטר מלא בעלי התנגדות נוזלים קטנה, למעשה אין להם התנגדות זרימה.
8. מבנה פשוט, גודל קטן וקל משקל.
9. אטום ואמין. יש לו שני משטחי איטום, וחומרי משטח האיטום של שסתום הכדור משתמשים באופן נרחב במגוון סוגי פלסטיק, עם ביצועי איטום טובים ויכולים להשיג איטום מלא. הוא נמצא בשימוש נרחב גם במערכות ואקום.
10. קל לתפעול, פתיחה וסגירה מהירות, פשוט סובב 90 מעלות מפתיחה מלאה לסגירה מלאה, נוח לשליטה למרחקים ארוכים.
11. תחזוקה קלה, לשסתום הכדור מבנה פשוט, וטבעת האיטום ניתנת בדרך כלל להזזה, מה שנוח לפירוק והחלפה.
12. כאשר הוא פתוח או סגור לחלוטין, משטח האיטום של הכדור ומושב השסתום מבודדים מהתווך, והתווך לא יגרום לשחיקה של משטח האיטום של השסתום בעת מעברו.
13. מגוון רחב של יישומים, קטרים ​​נעים בין מילימטרים בודדים למספר מטרים, וניתן להשתמש בהם החל מוואקום גבוה ועד ללחץ גבוה.
14. מכיוון שלשסתום הכדור יש תכונת ניגוב במהלך תהליך הפתיחה והסגירה, ניתן להשתמש בו במדיה עם חלקיקים מוצקים מרחפים.
15. דיוק עיבוד גבוה, עלות יקרה, לא מתאים לשימוש בטמפרטורה גבוהה, אם יש זיהומים בצינור, קל להיחסם על ידי זיהומים, וכתוצאה מכך לא ניתן לפתוח את השסתום.

מהן הקטגוריות של שסתומי כדור

 סיווג פונקציות

• שסתום מעקףשסתומי כדור נפתחים בדרך כלל על ידי מים סטטיים, ולכן שסתומי עוקף מוגדרים לפלס את הלחץ תחילה, כלומר, שני הצדדים מתמלאים במים;
• שסתום אווירבעת מילוי מים, האוויר נשאב והמצוף סוגר את השסתום באופן אוטומטי; בעת ניקוז, נוסף אוויר והמצוף יורד באופן אוטומטי;
• שסתום שחרור לחץ:בעת פתיחה וסגירה של השסתום, מוסרים לחץ המים בין השסתום למכסה האיטום כדי למנוע שחיקה של מכסה האיטום;
• שסתום ניקוז: נקז את הביוב מהחלק התחתון של קליפת הכדור.

סיווג מפעיל שסתום כדור

• שסתום כדור פנאומטי
• שסתום כדור חשמלי
• שסתום כדור הידראולי
• שסתום כדור פנאומטי והידראולי
• שסתום כדור אלקטרו-הידראולי
• שסתום כדורי להעברת טורבינה

סיווג לפי חומר גוף/מעטפת שסתום כדורי

• שסתום כדור מחומר מתכתכגוןשסתומי כדור מפלדת פחמן, שסתומי סגסוגת פלדה, שסתומי כדור מפלדת אל-חלד, שסתומי ברזל יצוק, שסתומי סגסוגת טיטניום, שסתומי מונל, שסתומי סגסוגת נחושת, שסתומי סגסוגת אלומיניום, שסתומי סגסוגת עופרתוכו'
• שסתומים מרופדים בגוף מתכתכגון שסתומים מרופדים בגומי, שסתומים מרופדים בפלואור, שסתומים מרופדים בעופרת, שסתומים מרופדים בפלסטיק, שסתומים מרופדים באמייל.
• שסתומים מחומר לא מתכתיכגון שסתומים קרמיים, שסתומי זכוכית, שסתומי פלסטיק.

הפרמטרים העיקריים של שסתום כדור

• לחץ נומינליPN1.0-42.0MPa, ANSI דרגה 150-2500, JIS10-20K
• קוטר נומינליDN6~1200, NPS 1/4~48
• סוף חיבור: אוגן, ריתוך קת, הברגה, ריתוך שקעים וכו'.
• טמפרטורה ישימה: -196℃~540℃;
• מִבצָעתיבת הילוכים ידנית, תיבת הילוכים תולעת, פנאומטית, חשמלית, הידראולית, תיבת הילוכים עם חיבור גז-נוזל, תיבת הילוכים אלקטרו-הידראולית;
• חומר גוף השסתוםWCB, ZG1Cr18Ni9Ti, ZG1Cr18Ni12Mo2Ti, CF8(304), CF3(304L), CF8M(316), CF3M (316L), Ti., ניתן להשתמש בחומרים שונים עבור מים, קיטור, שמן, חומצה חנקתית, חומצה אצטית, מצע חמצון, אוריאה ומצעים אחרים.

שיטת התקנה ושלבי התקנה של שסתום כדורי על צינור 

1. הסר את כיסויי המגן משני צידי קצה האוגן ושטוף ונקה את השסתום כאשר הוא פתוח לחלוטין.
2. לפני ההתקנה, יש לבדוק את כל המכונה בהתאם לאות שצוין (חשמל או גז) (כדי למנוע רטט הנגרם כתוצאה מהובלה להשפיע על הביצועים), וניתן להתקין אותה באופן מקוון רק לאחר שעבר את הבדיקה (חיווט בהתאם לתרשים המעגל של המפעיל החשמלי).
3. לפני החיבור לצינור, יש לשטוף ולנקות את הזיהומים הנותרים בצינור (חומרים אלה עלולים לפגוע במושב השסתום ובכדור).
4. במהלך ההתקנה, אנא אל תשתמשו בחלק המפעיל של השסתום כנקודת הרמה כדי למנוע נזק למפעיל ולאביזרים.
5. יש להתקין שסתום מסוג זה בכיוון האופקי או האנכי של הצינור.
6. אסור שהצינור ליד נקודת ההתקנה ייפול או יהיה נתון לכוחות חיצוניים. ניתן להשתמש בסוגריים או תומכים לצינור כדי למנוע סטייה מהצינור.
7. לאחר החיבור לצינור, יש להדק את ברגי חיבור האוגן בצורה צולבת במומנט שצוין.

אירועים רלוונטיים של שסתומי כדור

מכיוון ששסתומי כדור משתמשים בדרך כלל בגומי, ניילון ופוליטטראפלואורואתילן כחומרים לטבעות איטום מושב השסתום, טמפרטורת הפעולה שלהם מוגבלת על ידי חומר טבעת איטום מושב השסתום. אפקט הסגירה של שסתום הכדור מושג על ידי לחיצה של כדור מתכת כנגד מושב השסתום הפלסטי תחת פעולת המדיום (שסתום כדור צף). טבעת איטום מושב השסתום עוברת עיוות אלסטי-פלסטי באזורים מקומיים תחת לחץ מגע מסוים. עיוות זה יכול לפצות על דיוק הייצור וחספוס פני השטח של הכדור ולהבטיח את ביצועי האיטום של שסתום הכדור.

מכיוון שאיטם מושב השסתום של שסתום הכדור עשוי בדרך כלל מפלסטיק, יש לקחת בחשבון את עמידות האש ומניעת האש של שסתום הכדור בעת בחירת המבנה והביצועים של שסתום הכדור, במיוחד במחלקות הנפט, הכימיה, המתכת ואחרות, ושימוש בשסתומי כדור בציוד ומערכות צנרת עם חומרים דליקים ונפיצים צריך להקדיש תשומת לב רבה יותר לעמידות באש ומניעת אש.

באופן כללי, מומלץ להשתמש בשסתומי כדור במערכות צנרת עם כוונון כפול, ביצועי איטום קפדניים, עמידות בפני בוץ, שחיקה, תעלת הצטמקות, פעולת פתיחה וסגירה מהירה (פתיחה וסגירה של רבע סיבוב), ניתוק בלחץ גבוה (הפרש לחץ גדול), רעש נמוך, קוויטציה וגיזוז, דליפה קטנה לאטמוספירה, מומנט פעולה קטן ועמידות נוזלים קטנה.

שסתומי כדור מתאימים גם למערכות צנרת בעלות מבנים קלים, ניתוק לחץ נמוך (הפרש לחצים קטן) ומדיה קורוזיבית. ניתן להשתמש בשסתומי כדור גם במכשירים ובמערכות צנרת בטמפרטורה נמוכה (קור עמוק). במערכת צנרת החמצן של התעשייה המתכתית, יש להשתמש בשסתומי כדור שעברו ניקוי קפדני של שומן. כאשר יש צורך לקבור את הצינור הראשי בצינור הנפט ובצינור הגז מתחת לאדמה, יש להשתמש בשסתום כדור מרותך בקוטר מלא. כאשר נדרשת ביצועי ויסות, יש לבחור בשסתום כדור בעל מבנה מיוחד ופתח בצורת V. בתעשיית הנפט, הפטרוכימיה, הכימיה, החשמל והבנייה העירונית, ניתן לבחור בשסתומי כדור אטומים מתכת-למתכת עבור מערכות צנרת עם טמפרטורות עבודה מעל 200 מעלות.

יתרונות וחסרונות של שסתומי כדור

יתרונות שסתום כדור:

1. יש לו את התנגדות הזרימה הנמוכה ביותר (למעשה 0);
2. מכיוון שהוא לא ייתקע במהלך הפעולה (כאשר אין חומר סיכה), ניתן להשתמש בו באופן אמין במדיה קורוזיבית ובנוזלים בעלי רתיחה נמוכה;
3. זה יכול להשיג איטום מלא בטווח לחצים וטמפרטורות גדול;
4. הוא יכול להשיג פתיחה וסגירה מהירות, וזמן הפתיחה והסגירה של מבנים מסוימים הוא רק 0.05~0.1 שניות, על מנת להבטיח שניתן להשתמש בו במערכת האוטומציה של ספסל הבדיקה. כאשר השסתום נפתח ונסגר במהירות, הפעולה היא ללא פגיעות.
5. חתיכת הסגירה הכדורית יכולה להתמקם אוטומטית במיקום הגבול;
6. מצע העבודה אטום בצורה אמינה משני הצדדים;
7. כאשר הוא פתוח וסגור לחלוטין, משטח האיטום של הכדור ומושב השסתום מבודדים מהתווך, כך שהתווך העובר דרך השסתום במהירות גבוהה לא יגרום לשחיקה של משטח האיטום;
8. המבנה קומפקטי וקל, וניתן לראות בו את מבנה השסתום הסביר ביותר עבור מערכות בינוניות בטמפרטורה נמוכה;
9. גוף השסתום סימטרי, במיוחד מבנה גוף השסתום המולחם, שיכול לעמוד היטב בלחץ מהצינור;
10. חלק הסגירה יכול לעמוד בהפרש הלחצים הגבוה כאשר הוא סגור. ⑾ שסתום כדורי עם גוף שסתום מרותך לחלוטין ניתן לקבור ישירות מתחת לאדמה, כך שהחלקים הפנימיים של השסתום לא יידבקו בקורוזיה, וחיי השירות המרביים שלו יכולים להגיע ל-30 שנה. זהו השסתום האידיאלי ביותר עבור צינורות נפט וגז טבעי.

חסרונות של שסתום כדור

1. מכיוון שטבעת איטום מושב השסתום הראשי של שסתום הכדור עשויה מפוליאתילן טטרה-פלואורו, יש לה מקדם התפשטות גדול, היא רגישה לזרימה קרה ומוליכות תרמית ירודה. לכן, כאשר חומר האיטום מתקשה, אמינות האטם תיפגע.
2. בנוסף, לפוליטטראפלואורואתילן עמידות נמוכה לטמפרטורות וניתן להשתמש בו רק בטמפרטורה הנמוכה מ-180 מעלות צלזיוס. אם הטמפרטורה עולה על טמפרטורה זו, חומר האיטום יתיישן. בהתחשב בשימוש ארוך טווח, הוא משמש בדרך כלל רק ב-120 מעלות צלזיוס.
3. ביצועי הכוונון שלו גרועים יותר מאלה של שסתום העצירה, במיוחד שסתום פנאומטי (או שסתום חשמלי).