Italian
Come componente di controllo centrale nei sistemi di trasmissione di fluidi industriali, le valvole a sfera di sedile a sfera di conduttura sono ampiamente utilizzate in petrolio, chimica, gas naturale, estrazione mineraria e altri campi.Le loro prestazioni di tenuta determinano direttamente la sicurezzaIl tipo di tenuta è un elemento fondamentale di progettazione delle valvole a sfera, suddivise principalmente in due categorie:"silaggio tra la palla e il sedile" e "silaggio al collegamento tra il fusto della valvola e il corpo della valvola"Tra questi, la tenuta tra palla e sedile è il nucleo (che rappresenta più dell'80% dei problemi di guasto della tenuta).resistenza alla pressione e alle alte temperature, e mezzi applicabili, ad esempio, la tenuta dura con carburo di tungsteno è adatta a condizioni di lavoro ad alta pressione, ad alta temperatura e corrosive,mentre la tenuta morbida è più adatta a bassa pressioneQuesto articolo utilizza un linguaggio semplice e tabelle chiare per introdurre tipi di tenuta comuni, caratteristiche strutturali, scenari applicabili,e i principali vantaggi delle valvole a sfera per tubi, che aiuta gli operatori del settore ad adattare rapidamente le condizioni di lavoro ai tipi di tenuta e a migliorare la precisione della selezione.
1. Classificazione della tenuta di base: concentrazione sui tipi di tenuta tra palla e sedile (applicazioni principali)
Le prestazioni di tenuta delle valvole a sfera per sedile a sfera per conduttori dipendono principalmente dall'effetto di tenuta adeguato tra la sfera e il sedile.di cui la tenuta dura rappresenta oltre il 60% nei giacimenti minerari e nei giacimenti di petrolio e gas a causa del suo adattamento alle dure condizioni di lavoro industriali (in particolare l'applicazione di materiali a carburo di tungsteno):
| Tipo di tenuta | Caratteristiche strutturali | Corrispondenza del materiale di base | Scenari applicabili | Principali vantaggi | Limitazioni |
|---|---|---|---|---|---|
| Sigillazione morbida (sigillazione elastica) | Il sedile della valvola adotta materiali elastici (ad esempio, PTFE, gomma), che adattano la palla attraverso preload e compensare le lacune di tenuta in base all'elasticità del materiale | Pallone: rivestimento in acciaio inossidabile/carburo di tungsteno; sedile della valvola: PTFE, gomma nitrile, fluoro gomma | Basse pressioni (≤10MPa), temperatura normale (≤150°C), mezzi puliti (ad esempio acqua, gas naturale, olio raffinato); approvvigionamento e drenaggio idrico delle miniere, condotte chimiche a bassa pressione | Effetto di tenuta eccellente (tasso di perdita estremamente basso), struttura semplice, basso costo, piccola coppia di funzionamento | Scarsa resistenza alle alte temperature e alle alte pressioni; i materiali elastici sono soggetti all'invecchiamento/usura (non adatti a supporti contenenti particelle) |
| Diametro e larghezza | Sia la palla che il sedile della valvola sono realizzati in materiali duri, con una precisione di montaggio garantita da una lavorazione di precisione. | Ball: Carburo di tungsteno cementato (YG8/YG10), saldatura in acciaio inossidabile sovrapposta con lega dura; Sedile della valvola: inserto di carburo di tungsteno, lega a base di cobalto | Alta pressione (≤42 MPa), alta temperatura (≤550°C), mezzi corrosivi/contenenti particelle (ad esempio, petrolio greggio, liquami minerali, vapore ad alta temperatura); perforazione di petrolio e gas, trasporto di scorie minerarie | resistente all'usura, resistente alle alte temperature, resistente alla corrosione, lunga durata di vita (3-5 volte quella della sigillatura morbida) | Alti requisiti di precisione per l'elaborazione, costi relativamente elevati, coppia di funzionamento leggermente maggiore |
| Sgomberamento galleggiante (sfera galleggiante) | La palla non ha un albero fisso e la pressione media spinge la palla ad adattarsi al sedile della valvola a valle per la sigillatura, appartenente alla "sigillatura auto-stretta" | Ball: acciaio inossidabile/carburo di tungsteno; sedile della valvola: PTFE (bassa pressione)/carburo di tungsteno (alta pressione) | Pressione media-bassa (≤25MPa), temperatura media-normale (≤300°C); condotte industriali generali, trasmissione di gas urbano | Struttura compatta, tenuta affidabile (effetto di tenuta migliore con una maggiore pressione), manutenzione conveniente | La palla è soggetta all'usura in condizioni di alta pressione, non adatta a scenari di pressione ultra elevata |
| Sigillazione fissa (sfera fissa) | La palla è fissata da alberi superiori e inferiori, e il sedile della valvola si adatta attivamente alla palla per la sigillatura. | Ball: Carburo di tungsteno cementato; Sedile della valvola: Carburo di tungsteno/lega a base di cobalto (tigliatura dura), PTFE (tigliatura morbida) | Scenari di controllo ad alta pressione (≤64MPa), ad alta temperatura (≤600°C), ad alta precisione (ad esempio pozzi di petrolio e gas ultraprofondi, condotte chimiche ad alta pressione) | Forte stabilità di tenuta, resistente all'usura, adatta a condizioni di lavoro estreme | Struttura complessa, costi elevati, requisiti di installazione e manutenzione leggermente più elevati |
Nota complementare:
- I principali vantaggi dei materiali a carburo di tungsteno:Carburo di tungsteno Carburo cementato (HRA≥90) è diventato la prima scelta per condizioni di lavoro medie ad alta pressione e contenenti particelle a causa della sua altissima durezza, resistenza all'usura e resistenza alla corrosione, ad esempio, le valvole a sfera nelle condotte di trasporto dei rifiuti delle miniere adottano la tenuta a sfera di carburo di tungsteno,con una durata di vita 5-8 volte superiore a quella della tenuta in acciaio inossidabile;
- Tipo di tenuta ibrida: alcune valvole a sfera di fascia alta adottano una combinazione "tenuta dura + tenuta morbida" (ad esempio, sedile della valvola in carburo di tungsteno + anello di compensazione elastico in PTFE),combinando la resistenza all'usura della tenuta dura e la bassa perdita della tenuta morbida, adatto a condizioni di lavoro complesse (ad esempio, per il passaggio da supporti contenenti particolato a bassa pressione a supporti puliti);
- Sigillazione del corpo della valvola: è una tenuta ausiliaria (per evitare perdite al tronco della valvola).La selezione del materiale deve essere compatibile con il sigillo principale (e.g. confezioni in grafite per condizioni di lavoro ad alta temperatura).
2Analisi dettagliata dei tipi comuni di tenuta (adattamento dello scenario chiave)
2.1 Sigillatura morbida: "Scelta economica" per le condizioni di bassa pressione e di temperatura normale
Il nucleo della sigillatura morbida è la "sigillatura ad adattamento del materiale elastico", con la struttura più semplice e il costo più basso, adatta a scenari convenzionali senza particelle e bassa pressione:
- Corrispondenza dei materiali: la sfera è di solito in acciaio inossidabile (superficie lucida) e il sedile della valvola è in PTFE (resistente agli acidi e alle alcali) o fluorocabbra (resistente all'olio);
- Applicazioni tipiche: condotte urbane per l'acqua del rubinetto, trasmissione civile di gas naturale, condotte chimiche a bassa pressione con solventi;
- Nota chiave: evitare l'uso in supporti contenenti particelle (ad esempio liquami minerali, sabbia), altrimenti il sedile della valvola elastica si consumerà rapidamente, causando un guasto della tenuta.
2.2 Sigillazione dura (a base di carburo di tungsteno): "scelta affidabile" per condizioni di lavoro difficili
La tenuta dura è la scelta principale per le condizioni di lavoro industriali estreme, in particolare la combinazione di sedili a sfera di materiali in carburo di tungsteno, che si adatta perfettamente all'alta pressione,ad alta temperatura, e supporti contenenti particelle:
- Corrispondenza del materiale: la sfera è integralmente sinterizzata o rivestita con carburo di tungsteno e il sedile della valvola è un inserto di carburo di tungsteno (fisso da un dispositivo di interferenza).Alcuni sono dotati di una struttura a molla per compensare l'usura;
- Applicazioni tipiche: trasporto di scarichi di scarico ad alta pressione nelle miniere, condotte di estrazione di pozzi di petrolio e gas, valvole di scarica dei reattori chimici ad alta temperatura;
- Vantaggi principali: resistenza all'abrasione della ghiaia nel liquame minerale e alla corrosione del vapore ad alta temperatura,con un tasso di fuga che può essere controllato ad un livello estremamente basso (conforme alle norme API 6D).
2.3 Sigillazione galleggiante: "scelta equilibrata" per scenari generali
La tenuta galleggiante ha una struttura compatta e non richiede una lavorazione complessa, rendendola la scelta principale per scenari di pressione media-bassa:
- Logica di funzionamento: maggiore è la pressione media, maggiore è la pressione di montaggio tra la sfera e il sedile della valvola e migliore è l'effetto di tenuta (caratteristica di auto-tightness);
- Adaptazione del materiale: "acciaio inossidabile + PTFE" tenuta morbida per mezzi puliti a bassa pressione,e "rivestimento in carburo di tungsteno + sedile della valvola in carburo di tungsteno" di tenuta dura per supporti contenenti particelle a media pressione;
- Applicazioni tipiche: condotte sotterranee di approvvigionamento idrico e di drenaggio delle miniere, condotte di trasmissione di materie prime chimiche a media pressione.
2.4 Sigillatura fissa: "Scelta di fascia alta" per alta pressione e alta precisione.
A causa della sfera fissa, la tenuta fissa ha spazi di tenuta più stabili, adatti a scenari che richiedono un controllo e una stabilità di alta precisione:
- Caratteristiche strutturali: la sfera è fissata da alberi superiori e inferiori per evitare l'aumento delle lacune di tenuta causate dalla deviazione della sfera.Può essere dotato di un sedile di valvola a molla per compensare automaticamente l'usura (e.g. dopo l'usura del sedile della valvola in carburo di tungsteno, la molla spinge il sedile della valvola ad adattarsi alla palla, prolungando la durata di servizio;
- Applicazioni tipiche: controllo dei fluidi ad alta pressione in pozzi di petrolio e gas ultraprofondi, condotte di reazione chimica ad alta pressione, sistemi idraulici ad alta pressione nelle miniere;
- Adattamento dei materiali: si preferisce una tenuta rigida con sedile a sfera di carburo di tungsteno per garantire la resistenza all'usura e le prestazioni di tenuta sotto alta pressione.
3Raccomandazioni di selezione: 3 passaggi per scegliere il tipo di tenuta corretto
Fase 1: Controllo dei parametri delle condizioni di lavoro (pressione + temperatura)
- Pressione bassa (≤10MPa), temperatura normale (≤150°C) → tenuta morbida;
- Pressione media-alta (≥ 10 MPa), temperatura elevata (≥ 150 °C) → tenuta rigida (materiale in carburo di tungsteno);
- Pressione ultra elevata (≥42MPa), temperatura ultra elevata (≥500°C) → Sigillazione fissa.
Passo 2: Controllare le caratteristiche medie
- Medi puliti (acqua, gas naturale, petrolio raffinato) → sigillamento morbido (economico) o sigillamento ibrido (basso tasso di perdita);
- Medi corrosivi/contenenti particelle (stalla minerale, petrolio greggio, soluzioni acido-alcaline) → tenuta rigida (sedia a sfera di carburo di tungsteno);
- Medi altamente abrasivi (residui minerari, liquami di carbone) → sfera integrale di carburo di tungsteno + sedile della valvola di inserimento del carburo di tungsteno.
Passo 3: valutare i costi e le esigenze di manutenzione
- Bilancio limitato, manutenzione frequente → sigillatura morbida (basso costo per la sostituzione del sedile della valvola);
- La ricerca di una lunga durata di vita e di una bassa manutenzione → Sigillatura dura (materiale in carburo di tungsteno, lunga durata di vita, riducendo i tempi di fermo per la manutenzione);
- Controllo ad alta precisione → Sigillamento fisso (forte stabilità di sigillamento, alta precisione di controllo).
Casi tipici di selezione:
- Caso 1: condotta di trasporto dei rifiuti minieri (pressione 16 MPa, mezzo contenente ghiaia) → sigillamento rigido galleggiante (sfera di carburo di tungsteno + sedile della valvola del carburo di tungsteno);
- Caso 2: trasmissione di gas naturale urbano (pressione 4MPa, mezzo pulito) → tenuta morbida galleggiante (sfera in acciaio inossidabile + sedile della valvola in PTFE);
- Caso 3: estrazione di pozzi di petrolio e gas in profondità (pressione 64MPa, temperatura alta 350°C) → sigillamento fisso (sfera di carburo di tungsteno + sedile della valvola in lega a base di cobalto).
4. Nota d'uso e di manutenzione
- L'adattamento del materiale è fondamentale: per i supporti contenenti particelle, deve essere selezionata una tenuta dura (principalmente carburo di tungsteno) per evitare l'usura rapida del sedile della valvola tenuta morbida;per condizioni di lavoro ad alta temperatura (≥ 300°C), devono essere selezionate guarnizioni di grafite (al fusto della valvola) per evitare l'invecchiamento delle guarnizioni in gomma;
- Ispezione preinstallazione: confermare la precisione di montaggio della palla e del sedile della valvola (rugazza superficiale Ra≤0,8μm per la tenuta dura) per evitare le lacune di tenuta causate da impurità di installazione;
- manutenzione regolare: si raccomanda di ispezionare i sedili delle valvole di tenuta morbide ogni 1-2 anni e sostituirli tempestivamente se si rileva un'invecchiamento; per la tenuta dura (carburo di tungsteno),pulire regolarmente le impurità di particolato intorno al sedile della valvola per evitare danni abrasivi alla superficie di tenuta;
- Evitare errori di funzionamento: Hard sealing ball valves should be fully opened or closed during operation to avoid local wear of the sealing surface caused by partial opening (soft sealing can be fine-tuned but is not recommended for long-term half-opening).
Conclusione: il nucleo della selezione del tipo di sigillatura è la "corrispondenza delle condizioni di lavoro"
Non esiste un tipo di tenuta "migliore" per le valvole a sfera per tubi, ma solo il "più adatto": la tenuta morbida è selezionata per scenari a bassa pressione e pulizia (economici ed efficienti),la tenuta dura (con carburo di tungsteno come nucleo) è selezionata per condizioni di lavoro ad alta pressione e difficili, e la tenuta fissa è selezionata per un controllo di alta precisione.temperatura, media) e esigenze di manutenzione quando si raccomandano tipi di tenuta.che non solo garantisce l'affidabilità della tenuta, ma dà anche il gioco ai vantaggi di resistenza all'usura dei materiali a carburo di tungsteno, prolungando la vita utile delle valvole a sfera.
Se è necessario raccomandare tipi di tenuta e configurazioni di carburo di tungsteno per specifiche condizioni di lavoro (ad esempio, supporti speciali, pressione e temperatura estreme),per favore contattaci per soluzioni personalizzate per migliorare la sicurezza e l'economia dei sistemi di trasmissione dei fluidi.