Руководство по выбору проходного клапана типа Y: выдвижной шток или невыдвижной шток, кованый A105 или литой корпус WCB

A Шаровой клапан Y-типа, также называемый Y-образный проходной клапан, обычно используется для пара, термомасла, нефтепереработки, производства электроэнергии и других промышленных услуг, где требуется проходной клапан, но потеря давления должна быть ниже, чем при использовании обычного проходного клапана прямого типа.

Однако для выбора или изготовления шарового клапана Y-образного типа требуется гораздо больше информации, чем размер клапана и класс давления. Покупателям, возможно, придется сделать выбор между восходящий стебель и невосходящий стебель, выберите между Корпус из кованой стали ASTM A105 и Корпус из литой стали WCB класса ASTM A216, подтвердите, можно ли использовать стандартные размеры, и определите, пригоден ли клапан для работы при высоких температурах, например пар 425°C.

Эти решения становятся особенно важными, когда клапан изготавливается по существующему чертежу или образцу. Разница всего лишь в несколько миллиметров в монтажной длине, размерах фланцев, высоте штока или геометрии соединения может сделать невозможным установку сменного клапана без модификации трубопровода.

В этом руководстве объясняются основные моменты проектирования и закупок, которые следует рассмотреть перед заказом стандартного или индивидуального проходного клапана типа Y.

Краткое резюме

  • В шаровом клапане типа Y используется наклонный шток и расположение седла для создания более обтекаемого пути потока, чем в обычном шаровом клапане.
  • В промышленных клапанах Y-образной формы обычно используется конструкция с выдвижным штоком, поскольку она обеспечивает четкую индикацию положения клапана и удерживает критические резьбы штока вдали от технологической среды. Существуют невыдвижные конструкции, но их не следует предполагать без подтверждения фактической конструкции клапана.
  • ASTM A105 — это спецификация для кованых компонентов из углеродистой стали, работающих под давлением, а ASTM A216 Grade WCB — это литая углеродистая сталь, обычно используемая для изготовления корпусов клапанов, работающих под давлением.
  • Ковка часто привлекательна для компактных клапанов высокого давления и малого диаметра. Литье обеспечивает большую свободу для сложных и крупных форм тела.
  • Отливка WCB по индивидуальному заказу может стоить дороже, чем кованый клапан A105, если для небольшого заказа требуется новая модель отливки или форма. Литье не всегда дороже, чем ковка.
  • Для индивидуальной настройки на основе чертежей перед производством подтвердите строительную длину, отверстие, торцевое соединение, размеры фланца, геометрию корпуса, ход штока, общую высоту, размер маховика, размеры границы давления и детали обрезки.
  • Углеродистая сталь A105 и WCB работает при температуре около 425°C вблизи важной расчетной границы высоких температур. Необходимо проверить снижение характеристик давления и температуры, уплотнение, прокладку, трим, болтовые соединения и долгосрочную пригодность материалов.

Проходной клапан типа Y для высокотемпературного пара и обслуживания промышленных трубопроводов
Конфигурация проходного клапана типа Y для промышленного пара, нефти, газа и высокотемпературных процессов.

Что такое шаровой клапан типа Y?

Проходной клапан типа Y представляет собой разновидность обычного клапана, в котором шток, диск и седло установлены под наклоном к оси основного трубопровода. Получающийся в результате канал потока является более прямым, чем извилистый путь потока традиционного проходного клапана Т-образного типа.

Такая конфигурация позволяет снизить гидравлическое сопротивление и улучшить пропускную способность, сохраняя при этом характеристики дросселирования и запирания, присущие триму шарового клапана.

Типичные области применения включают в себя:

  • Трубопроводы высокотемпературного пара
  • Вспомогательные системы котла
  • Электростанции
  • Технологические линии нефтеперерабатывающего завода
  • Термальные масляные системы
  • Нефтехимические заводы
  • Коммуникации высокого давления
  • Технологическое оборудование для нефти и газа
  • Изоляция и регулирование промышленных процессов

Сам по себе корпус Y-образной формы не определяет, подходит ли клапан для определенного давления, температуры или жидкости. Полная граница давления, материал корпуса, материал отделки, конструкция крышки, соединение, толщина стенки, уплотнение и применимые номинальные значения давления и температуры должны оцениваться вместе.

Более подробное объяснение геометрии Y-образной формы, характеристик потока и применения пара см. в документе Vcore.
Проходной клапан Y-образного сечения для пара и систем с высоким расходом.

Шаровой клапан типа Y: выдвижной шток и невыдвижной шток

Конструкция штока является важным моментом проектирования, когда клиент предоставляет существующий чертеж клапана или запрашивает замену по индивидуальному заказу.

Условия восходящий стебель и неподнимающийся стебель опишите, как шток ведет себя снаружи, когда диск клапана движется к седлу или от него.

Для промышленных клапанов, особенно клапанов Y-образного сечения, используемых в паровых и высокотемпературных системах, конструкция с восходящим стеблем, как правило, более распространена. Поэтому невыдвижное устройство следует рассматривать как конструкцию, специфичную для конкретного проекта, а не считать его взаимозаменяемым со стандартным клапаном с выдвижным штоком.

Что такое шаровой клапан с выдвижным штоком?

В конструкции с поднимающимся штоком открытие клапана приводит к перемещению штока в осевом направлении вверх. Таким образом, внешнее положение штока обеспечивает видимую индикацию хода клапана.

Во многих промышленных конфигурациях рабочие резьбы расположены за пределами технологической зоны, находящейся под давлением. Это упрощает проверку механизма штока и помогает отделить важные поверхности резьбы от прямого контакта с технологической средой.

Преимущества восходящего стебля

  • Положение клапана легче определить визуально.
  • Движение штока можно контролировать во время работы.
  • Внешнюю резьбу штока легче смазывать и обслуживать.
  • Он широко используется для промышленных паровых и высокотемпературных клапанов.
  • Конструкция знакома операторам и группам технического обслуживания.

Что следует учитывать

  • Требуется дополнительный вертикальный зазор.
  • Высота открытого клапана может быть значительно больше высоты закрытого клапана.
  • Открытый стебель следует защищать от механических повреждений и загрязнений.

Что такое шаровой клапан с невыдвижным штоком?

Невыдвижное расположение штока ограничивает или исключает внешнее осевое перемещение штока. Геометрия внутренней резьбы преобразует вращение штока в движение запорного элемента.

Такое расположение может уменьшить внешнее пространство, необходимое для работы клапана, но оно менее распространено в тяжелых промышленных клапанах Y-образного типа, чем традиционная конструкция с выдвижным штоком.

Потенциальные преимущества

  • Более компактная внешняя установочная оболочка.
  • Полезно там, где просвет над головой ограничен.
  • Положение штока остается относительно постоянным вне клапана.

Потенциальные ограничения

  • Открытое или закрытое положение может быть неочевидно по внешней высоте штока.
  • Внутренняя рабочая резьба может требовать большего внимания к смазке, совместимости сред и износу.
  • Конструкция может не соответствовать существующему клапану с выдвижным штоком, даже если номинальный размер и класс давления идентичны.

Конструкция подъемного штока шарового клапана Y-образной формы и инженерная схема перемещения штока
Шаровой клапан Y-образной формы с выдвижным штоком, показывающий ход штока, расположение крышки, расположение диска и седла.

Сравнение восходящего и невосходящего стебля

Точка выбора Восходящий стебель Невыдвижной стебель
Внешнее движение штока При открывании шток поднимается вверх. Ограниченное или полное отсутствие внешнего осевого перемещения
Индикация положения Легко наблюдать Может потребоваться другой индикатор
Высота установки Требуется больше разрешения Более компактный
Расположение резьбы Часто за пределами зоны технологического давления Зависит от внутреннего механизма
Видимость обслуживания Высшее Нижний
Типичное промышленное использование Y-образной схемы Общий Менее распространено/зависит от проекта

Кованая сталь ASTM A105 и литая сталь ASTM A216 WCB

Материал корпуса является еще одним частым источником путаницы в расценках на шаровые клапаны типа Y.

В двух цитатах оба клапана могут описываться как «углеродистая сталь», тогда как один поставщик предлагает Кованая сталь ASTM A105 и другой предлагает Литая сталь марки WCB ASTM A216.

Это не просто два названия одного и того же производственного маршрута.

Что такое ASTM A105?

Крышки ASTM A105/A105M компоненты трубопроводов из кованой углеродистой стали используется в системах под давлением при температуре окружающей среды и повышенных температурах. Корпуса клапанов, фланцы, фитинги и аналогичные компоненты, работающие под давлением, могут быть изготовлены из материала A105, если это разрешено конструкцией изделия и действующим стандартом.

Исходная сталь в процессе ковки нагревается и механически деформируется. Затем кованая заготовка подвергается термообработке по мере необходимости и приобретает необходимую геометрию тела или компонента.

Упрощенный производственный маршрут:

Стальная заготовка → нагрев → ковка → термообработка → механическая обработка → проверка → сборка → испытание под давлением.

Что такое WCB класса ASTM A216?

ASTM A216/A216M класса WCB – это литая углеродистая сталь широко используется для корпусов клапанов, фланцев, фитингов и аналогичных компонентов, работающих под давлением, предназначенных для работы при повышенных температурах.

Вместо механического формования твердой заготовки расплавленную сталь заливают в форму, содержащую необходимую полость корпуса. После затвердевания отливку очищают, при необходимости подвергают термообработке, проверяют и подвергают механической обработке.

Упрощенный производственный маршрут:

Подготовка модели и формы → плавка → заливка → затвердевание → вытряска и очистка → термообработка → проверка/неразрушающий контроль по мере необходимости → механическая обработка → сборка → испытание под давлением.

Сравнение производства кованой стали ASTM A105 и литой стали ASTM A216 WCB Y-типа
Кованая сталь ASTM A105 и литая сталь ASTM A216 WCB используют принципиально разные способы производства.

A105 против WCB: ключевые различия для покупателей шаровых кранов

Товар АСТМ А105 ASTM A216 ВКБ
Форма продукта Кованая углеродистая сталь Литая углеродистая сталь
Производственный процесс Пластическая деформация нагретой стали Расплавленная сталь заливается в форму
Геометрия тела Лучше всего подходит для относительно компактных геометрических форм. Хорошо подходит для больших и сложных форм.
Типичная тенденция изменения размера клапана Обычно встречается в кованых клапанах малой и средней штамповки. Обычно встречается в литых клапанах среднего и большого размера.
Риск внутреннего разрыва Ковка обычно обеспечивает улучшенный направленный поток зерна. Качество отливки во многом зависит от контроля и проверки литейного производства.
Узор/форма Обычно не требуется специальной модели отливки. Требуется модель отливки и система форм
Индивидуальный заказ небольшого количества Может быть экономичным при наличии подходящего стандартного поковочного материала. Стоимость шаблона и установки может сделать небольшие партии дорогими.
Большой сложный корпус клапана Сложность обработки и ковки может значительно возрасти. Кастинг часто становится более практичным

Всегда ли A105 лучше, чем WCB?

Нет.

Кованые конструкции часто ассоциируются с высоконадежными компонентами, работающими под давлением, поскольку в процессе ковки можно получить плотную и контролируемую структуру материала. Однако это не означает, что литой клапан WCB автоматически является продуктом низкого качества.

Правильно спроектированный, правильно подвергнутый термообработке и надлежащим образом проверенный корпус клапана ASTM A216 WCB широко используется в промышленных системах давления.

Правильный выбор зависит от:

  • Размер клапана
  • Класс давления
  • Рабочая температура
  • Геометрия кузова
  • Количество продукции
  • Применимый стандарт конструкции клапана
  • Требуемая толщина стены
  • Спецификация материала клиента
  • Требования к контролю и неразрушающему контролю
  • Существующая оснастка и производственный маршрут

Поэтому марку материала следует выбирать как часть всей конструкции клапана, а не потому, что «кованое всегда лучше» или «литое всегда дешевле».

Почему литой клапан WCB может быть дороже кованого клапана A105?

Этот вопрос часто возникает, когда покупатель получает предложение на клапан, изготовленный по индивидуальному заказу.

Распространенное предположение:

Ковка = дорого; литье = дешево.

Это предположение не является надежным.

Для стандартного крупносерийного производства литье может быть очень экономичным, особенно для больших или сложных корпусов клапанов. Но для небольшой индивидуальный заказлитой корпус WCB может стоить значительно дороже, чем стандартный кованый клапан A105.

1. Может потребоваться новая литейная оснастка.

Если требуемый корпус клапана не соответствует существующей схеме отливки, производителю может потребоваться изготовить новую оснастку.

Это может включать в себя:

  • Разработка шаблонов
  • Разработка ядра
  • Подготовка формы
  • Инженерная экспертиза
  • Пробный кастинг
  • Коррекция размеров

Если клиент заказывает только один, пять или десять клапанов, стоимость оснастки должна быть распределена между очень небольшим количеством единиц.

2. Нестандартная геометрия кузова увеличивает стоимость установки литейного производства.

Особый строительный размер, необычное соединение крышки, особая толщина стенок или корпус Y-образной формы по индивидуальному заказу могут потребовать конфигурации отливки, отличной от стандартного изделия производителя.

Это приводит к увеличению затрат на проектирование и настройку процесса еще до начала обработки.

3. Отливка требует контроля процесса после заливки.

Литой корпус не выходит из литейного цеха готовым к сборке.

В зависимости от спецификации и плана качества производство может включать:

  • Очистка и зачистка
  • Термическая обработка
  • Визуальный осмотр
  • Проверка размеров
  • Магнитопорошковое исследование
  • Капиллярное исследование
  • Рентгенографическое или ультразвуковое исследование, если указано.
  • Оценка ремонта и контролируемый ремонт, если это разрешено
  • Обработка поверхностей фланца, седла, крышки и уплотнения.

4. Стандартные поковки уже могут быть доступны.

Для клапанов малого диаметра производитель может уже иметь в наличии стандартные ковочные штампы A105, кованые заготовки или полуфабрикаты.

В этом случае производственный маршрут может быть намного проще:

Существующая поковка → обработка на станке с ЧПУ → сборка → испытания.

Отсутствие новой модели литья может сделать кованую альтернативу менее дорогой при небольшом индивидуальном заказе.

5. Количество меняет сравнение затрат

Экономика может измениться, когда количество заказов увеличится.

Когда появится литейная оснастка и ее стоимость будет распределена между сотнями или тысячами клапанов, литье может стать очень экономичным.

Примечание покупателя: Не делайте вывод, что литье обычно обходится дороже, чем ковка. Более точное утверждение состоит в том, что Отливки по индивидуальному заказу в небольших объемах могут стать дорогими из-за затрат на оснастку, настройку литейного производства, проверку и разработку..

Когда следует рассмотреть возможность использования кованого шарового клапана типа Y A105?

Кованая конфигурация А105 может быть привлекательной, когда:

  • Клапан относительно небольшой.
  • Требуется компактный корпус высокого давления.
  • У производителя уже есть подходящий инструмент для ковки.
  • Требуются раструбные, резьбовые или стыковые соединения.
  • Проектом предусмотрена кованая конструкция.
  • Малый объем заказа делает новую модель отливки неэкономичной.
  • Важны высокая структурная целостность и компактность секций стен.

Соответствующие конфигурации кованых клапанов см. в документации Vcore.
Ковка запорный клапан.

Когда следует рассмотреть возможность использования литого клапана типа Y от WCB?

Литой кузов WCB может оказаться более практичным в следующих случаях:

  • Размер клапана средний или большой.
  • Геометрию кузова сложно экономично изготовить из поковки.
  • Требуется фланцевая конструкция.
  • Доступна существующая модель отливки.
  • Объем производства оправдывает литейную оснастку.
  • На чертеже заказчика указан класс WCB ASTM A216.
  • Литая конструкция, выдерживающая давление, уже проверена и сертифицирована производителем.

Нестандартный шаровой клапан типа Y: какие размеры чертежа необходимо подтвердить?

При изготовлении клапана по чертежу заказчика ни в коем случае нельзя рассматривать чертеж только как изображение требуемого клапана.

Запасной клапан должен правильно соединяться с существующими трубопроводами, опорами, изоляцией и рабочим пространством.

По этой причине подтверждение размеров может быть так же важно, как и материал корпуса.

Чертеж нестандартного проходного клапана типа Y, показывающий высоту штока отверстия фланца по лицевой стороне и размеры маховика
На индивидуальном чертеже шарового клапана Y-образной формы перед производством должны быть указаны критичные для установки размеры.

1. Расстояние по лицевой стороне — F/F

The измерение лицом к лицу является одним из наиболее важных значений при замене фланцевого клапана.

Это расстояние между двумя сторонами соединения трубопровода.

Если существующий зазор между трубами составляет 230 мм, а заменяемый клапан имеет межтрубную длину 250 мм, новый клапан невозможно просто установить без модификации трубопровода.

Там, где это применимо, стандартные габаритные размеры можно проверить на соответствие таким стандартам, как АСМЭ Б16.10. Однако в чертеже заказчика могут быть указаны нестандартные размеры, которые необходимо сохранить для обеспечения взаимозаменяемости.

Важно: Если клапан изготавливается для замены существующего установленного клапана, не изменяйте автоматически размер F/F в соответствии со стандартом каталога. Сначала подтвердите, является ли физическая взаимозаменяемость с существующим трубопроводом обязательной.

2. Тип конечного соединения

Подтвердите, являются ли требуемые концы:

  • фланцевый
  • Стыковая сварка
  • Раструбная сварка
  • Резьбовой
  • Специальное подключение к проекту

Тип соединения может существенно изменить длину корпуса и конструкцию изготовления.

3. Размеры фланцев

Для фланцевого клапана подтверждения только «фланца класса 300» может быть недостаточно для замены на основе чертежа.

Проверьте:

  • Внешний диаметр фланца
  • Диаметр делительной окружности/диаметр окружности болта
  • Количество отверстий для болтов
  • Диаметр болтового отверстия
  • Толщина фланца
  • Диаметр и высота выступа
  • Лицевая сторона RF, FF или RTJ
  • Применимый стандарт фланца

4. Диаметр отверстия или проходного канала

Необходимо подтвердить внутреннее отверстие, поскольку номинальный размер трубы не определяет автоматически полную геометрию внутреннего потока клапана.

Для шарового клапана Y-образного сечения размеры отверстия, горловина седла и внутренний проход могут влиять на:

  • Пропускная способность
  • Скорость
  • Падение давления
  • Эрозия сиденья
  • Требуемая толщина стены

5. Общая высота

При необходимости общую высоту клапана следует подтвердить в обоих соответствующих рабочих положениях.

Для клапана с выдвижным штоком покупатели должны особенно проверить:

  • Высота с закрытым клапаном
  • Высота с полностью открытым клапаном
  • Максимальное удлинение штока
  • Необходимое свободное пространство над маховиком или приводом

6. Диаметр штока и ход штока

Размеры штока влияют на прочность, направление, характеристики уплотнения и геометрию рабочего механизма.

К важным ценностям относятся:

  • Диаметр штока
  • Размеры резьбы
  • Стволовое путешествие
  • Соединение штока с диском
  • Геометрия заднего сиденья, где это применимо

7. Диаметр маховика

Маховик – это не просто косметический компонент.

Диаметр маховика влияет на доступный крутящий момент ручного управления. Если в заменяемом клапане используется маховик гораздо меньшего размера, чем в оригинальном, оператору может потребоваться значительно большее усилие, чтобы открыть или закрыть клапан.

8. Угол Y-образного корпуса и ориентация крышки.

Поскольку клапан Y-образной формы имеет наклонную ось штока, необходимо проверить угол корпуса и крышки, если зазор на площадке ограничен.

Изменение этой геометрии может повлиять на:

  • Общий объем установки
  • Доступность маховика
  • Зазор изоляции
  • Место для удаления стебля
  • Доступ для обслуживания

9. Толщина стенки тела

Толщина стенки, выдерживающей давление, должна определяться с учетом применимых требований к конструкции клапана, материала, условий давления и температуры и производственных допусков.

Эскиз первоначального заказчика не следует рассматривать как достаточное доказательство расчета границ давления, если отсутствуют критические размеры стенки.

10. Соединение капота

Убедитесь, что клапан использует:

  • Привинченный капот
  • Сварной капот
  • Крышка с герметичным уплотнением
  • Соединительная крышка или другое приспособление для конкретного проекта

Для систем высокого давления и высокой температуры может потребоваться другая конфигурация крышки, чем для обычных систем низкого давления.

Для тяжелых условий эксплуатации с паром сравните требования проекта с требованиями Vcore.
Шаровой клапан с герметичным уплотнением.

11. Размеры диска и седла.

Для нестандартного клапана производитель должен проверить:

  • Отверстие сиденья
  • Угол сиденья
  • Диаметр диска
  • Профиль диска
  • Крепление седла
  • Требование к наплавке
  • Требуемая производительность отключения

Чертеж, на котором показан только внешний корпус, может не содержать достаточно информации для воспроизведения исходных внутренних характеристик.

12. Размеры набивки и сальника

Геометрия набивочной камеры влияет на уплотнение штока и сжатие набивки.

При эксплуатации при высоких температурах эта область заслуживает особого внимания, поскольку упаковочные материалы могут расслаиваться или разрушаться при повышении температуры.

Контрольный список чертежей индивидуального клапана

Параметр чертежа Что подтвердить Почему это важно
П/Ж Длина по лицевой стороне Взаимозаменяемость трубопроводов
ДН/НПС Номинальный размер клапана Совместимость с трубопроводами
Класс давления Класс / PN плюс расчетное давление Расчет границы давления
Фланец Внешний диаметр, окружность болта, отверстия, облицовка, толщина Совместимость подключения
Отверстие Размеры проточного канала Производительность и падение давления
Общая высота Открытый и закрытый конверт Расчистка территории
Стебель Диаметр, резьба и ход Прочность и эксплуатация
Маховик Диаметр и положение Ручной рабочий крутящий момент и зазор
Угол корпуса Y-образный наклон штока/крышки Монтажный конверт
Толщина стены Минимальная толщина границы давления Целостность давления
Материалы корпуса/отделки Точные оценки ASTM Температурная, прочностная и коррозионная пригодность
Направление потока Требуемое направление установки Загрузка диска и поведение при работе

Можно ли использовать A105 или WCB при температуре 425°C?

На этот вопрос необходимо ответить внимательно.

Кованая углеродистая сталь ASTM A105 и литая углеродистая сталь марки ASTM A216 WCB используются для компонентов давления, работающих при повышенной температуре. Однако, 425°C уже является требовательной температурой для эксплуатации клапанов из углеродистой стали..

Правильный вопрос не просто:

«Может ли WCB выдержать температуру 425°C?»

Инженерный вопрос должен быть следующим:

«Может ли весь клапан в выбранной группе материалов и классе давления удовлетворять требуемому расчетному давлению при температуре 425°C для ожидаемого срока службы и условий эксплуатации?»

Высокотемпературный шаровой клапан типа Y, установленный в паропроводе с температурой 425 градусов Цельсия.
Обслуживание высокотемпературного проходного клапана типа Y требует проверки давления и температуры, подходящей упаковки, трима, прокладок и болтовых материалов.

Работа при высоких температурах 425°C: что следует проверить покупателям?

1. Номинальное давление-температура

Класс давления не означает, что клапан может выдерживать одно и то же давление при любой температуре.

С повышением температуры допустимое рабочее давление для клапана из углеродистой стали снижается.

Например, клапан класса 300 не следует выбирать при температуре 425°C просто потому, что рабочее давление в трубопроводе ниже номинального значения для класса 300 при комнатной температуре.

Требуемое рабочее и расчетное давление должно быть проверено на соответствие применимым номинальное давление-температура для фактического материала клапана и действующего стандарта проектирования.

Инженерный пункт: Всегда предоставляйте оба расчетное давление и расчетная температура. Класс давления без учета температуры не полностью определяет допустимый рабочий диапазон.

2. Углеродистая сталь находится вблизи важной высокотемпературной границы.

При температуре около 425°C длительная эксплуатация углеродистой стали требует особого внимания.

Для длительной эксплуатации в тяжелых условиях при температуре около этой или выше этой температуры инженеру-проектировщику может потребоваться оценить, является ли корпус из легированной стали, такой как хромомолибден, более подходящим, чем углеродистая сталь.

В зависимости от руководящего кодекса и спецификации проекта альтернативы могут включать марки литья, такие как ЧМ6 или ЧМ9 или соответствующие кованые марки легированной стали.

Замена материала никогда не должна производиться только по температуре. Также необходимо учитывать давление, продолжительность службы, среду, нормы проектирования, материал труб и спецификацию проектного материала.

3. Упаковочный материал

Обычное низкотемпературное мягкое уплотнение не должно автоматически использоваться при температуре 425°C.

Гибкая графитовая набивка часто рассматривается для работы в условиях высокотемпературного пара и термической обработки, но окончательная конструкция набивки должна соответствовать:

  • Температура
  • Давление
  • Материал штока
  • Обработка поверхности штока
  • Требования к выбросам
  • Требования пожарной безопасности, где это применимо
  • Ожидаемые рабочие циклы

4. Прокладка крышки.

Прокладка между корпусом и крышкой подвергается воздействию как давления, так и температуры.

В зависимости от конструкции клапана и требований проекта, высокотемпературные решения могут включать системы прокладок на основе графита или металл/графит.

Выбор прокладки должен соответствовать геометрии фланца, нагрузке болта, давлению и температурным циклам.

5. Материалы выноса и отделки

Корпус клапана является лишь частью высокотемпературной конструкции.

Шток, диск, седло и наплавка седла должны быть проверены на предмет:

  • Высокотемпературная прочность
  • Износостойкость
  • Риск раздражения
  • Эрозия, вызванная перепадом давления
  • Тепловое расширение
  • Требуемая производительность отключения

В зависимости от условий эксплуатации можно использовать трим из нержавеющей стали, трим из закаленного 13Cr, наплавку из стеллита или трим из сплава, указанного в проекте.

6. Тепловое расширение

При температуре 425°C компоненты клапана значительно расширяются по сравнению с размерами при температуре окружающей среды.

Конструкция должна обеспечивать соответствующие зазоры между:

  • Вынос и направляющие
  • Диск и седло
  • Капот и кузов
  • Упаковка и шток

Недостаточный припуск может привести к чрезмерному трению, заклиниванию штока или затруднениям в работе клапана после достижения рабочей температуры.

7. Расслабление упаковки стебля

Повторяющийся нагрев и охлаждение могут изменить сжатие набивки.

Клапан, который правильно уплотняется во время гидростатического испытания при комнатной температуре, может вести себя по-другому после термоциклирования.

Вот почему высокотемпературное уплотнение штока требует как подходящего материала, так и правильной конструкции камеры уплотнения.

8. Материал болтов

Болтовые соединения корпуса и крышки следует рассматривать как часть расчета давления и температуры, а не рассматривать как общий крепеж.

Требуемые марки болтов и гаек должны соответствовать расчетной температуре, классу давления и применимым спецификациям проекта.

9. Направление потока

Проходные клапаны обычно имеют определенное предпочтительное направление потока в зависимости от трима и конструкции клапана.

При работе с паром при высоком перепаде давления неправильная установка может изменить нагрузку на диск, рабочий крутящий момент, вибрацию и поведение седла.

На чертеже общего вида производителя должно быть четко указано необходимое направление потока.

10. Изоляция и температура оператора

Паровые клапаны могут быть изолированы на месте, но изоляция не должна препятствовать доступу к регулировке уплотнения, болтам сальника, точкам смазки или обслуживанию крышки.

Маховик, редуктор или привод также следует проверить на предмет теплопередачи от корпуса клапана.

Контрольный список обслуживания при температуре 425°C

Товар Что проверить
Расчетное давление Требуемое давление при 425°C, а не при температуре окружающей среды
Материал корпуса Пригодность A105/WCB или необходимость в легированной стали
Упаковка Высокотемпературный графит или система, одобренная проектом
Прокладка Уплотнение крышки, совместимое с температурой и давлением
Стебель Прочность, расширение, износ и качество поверхности
Сиденье/Диск Наплавка, эрозия и термическое поведение
Болтовые соединения Высокотемпературная прочность и спецификация проекта
Капот Конструкция с болтовым соединением, сваркой или герметичным уплотнением по требованию.
Направление потока Подтвердите предполагаемое направление производителя
Термальный велоспорт Поведение уплотнений, прокладок и болтов при многократном нагреве/охлаждении

Как следует реализовать проект индивидуального шарового клапана Y-типа?

Производство клапана по индивидуальному заказу должно следовать контролируемой инженерной последовательности, а не исходить непосредственно из предварительного эскиза клиента.

Практический рабочий процесс:


Чертеж/образец клиента
→ проверка состояния сервиса
→ уточнение размеров
→ материальное подтверждение
→ предварительный общий чертеж
→ утверждение чертежа клиента
→ производственный чертеж
→ оснастка/подготовка материала
→ производство
→ проверка размеров
→ испытание давлением
→ итоговая документация
→ упаковка и отгрузка

Редакция чертежа, используемого для производства, должна четко контролироваться.

Если F/F, материал, конструкция штока или размеры фланца изменяются во время технических обсуждений, обновленный чертеж должен быть подвергнут новой редакции до начала производства.

Дополнительную информацию о границах давления, уплотнении, эксплуатации и конструкции клапана для конкретного проекта см.
Особенности проектирования промышленных клапанов: 10 инженерных факторов.

Что следует проверить перед отправкой?

В зависимости от спецификации покупки окончательная проверка может включать в себя:

  • Проверка сертификата материала
  • Проверка материала корпуса и крышки
  • Проверка размеров
  • Личные измерения
  • Проверка размеров фланца
  • Проверка движения штока
  • Управление маховиком
  • Испытание корпуса под давлением
  • Проверка седла на герметичность
  • Тест на заднем сиденье, где это применимо
  • Визуальный осмотр
  • Неразрушающий контроль, где указано
  • Проверка покрытия
  • Проверка паспортной таблички и маркировки
  • Окончательная проверка чертежа
  • Проверка упаковки

Требования к испытаниям должны быть согласованы до начала производства. Для промышленных клапанов, для которых указан API 598 или другой стандарт проверки, точное издание стандарта и критерии приемки должны быть подтверждены в закупочной документации.

Контрольный список запросов предложений на проходной клапан типа Y

Предоставление полной технической информации позволяет производителю указать правильный клапан вместо того, чтобы делать предположения.

Позиция запроса предложения Пример/Требование Почему это важно
Тип клапана Шаровой клапан типа Y/Y-образной формы Подтверждает геометрию кузова
Размер 1″, 2″, DN50 и т.д. Совместимость с трубопроводами
Количество Кол-во каждого размера Влияет на экономику литья/оснастки.
Рабочее давление Фактическое нормальное давление Определяет условия обслуживания
Расчетное давление Максимальное расчетное состояние Проверка границы давления
Рабочая температура Например, 400°С Выбор упаковки и материала
Расчетная температура Например, 425°С Номинальное давление-температура
Средний Пар, термомасло, газ, технологическая жидкость Совместимость материалов и отделки
Материал корпуса ASTM A105/ASTM A216 WCB/легированная сталь Изготовление и температурная пригодность
Материал отделки 13Cr, нержавеющая сталь, стеллит или проектная марка Характеристики износа и уплотнения
Тип стержня Восходящий/нерастущий Конструкция и место для установки
Капот Болтовое/сварное/герметичное уплотнение Требования к давлению и техническому обслуживанию
Подключение Фланцевый / BW / SW / с резьбой Соединение трубопровода
П/Ж Стандартный или индивидуальный Совместимость замены
Фланец Стандартный ASME/EN/DIN/JIS Совместимость с болтами
Операция Маховик/шестерня/привод Схема работы
Тестирование API 598 или спецификация проекта Требования приемки
Документы GA, MTC, протоколы испытаний, записи проверок Приемка проекта
Существующий чертеж PDF/DWG/размеры/образец Справочник по индивидуальному производству

Распространенные ошибки при заказе индивидуального шарового клапана типа Y

1. Сравнение цен на A105 и WCB без сравнения конструкции

Кованый и литой клапан могут иметь разные размеры, толщину стенок, конструкцию крышки, производственные процессы и объемы испытаний.

Сравнение цен имеет смысл только после согласования технического объема.

2. Предполагаем, что чертеж завершен, поскольку на нем показаны основные размеры.

На некоторых чертежах клиентов показаны только:

  • Общая длина
  • Общая высота
  • Диаметр фланца

Однако важная информация, такая как толщина стенки, материал отделки, геометрия седла, диаметр штока, расположение набивки или расчетное давление, может отсутствовать.

3. Игнорирование F/F на сменном клапане

Лицевое несоответствие — один из самых простых способов создать проблему при установке на сайте.

Всегда проверяйте, имеет ли приоритет стандартное F/F или фактическое измеренное F/F существующего клапана.

4. Указание температуры 425°C без применения давления

Одной температуры недостаточно.

Материал корпуса клапана, который может быть приемлемым при одном давлении, может оказаться непригодным при другом давлении и той же температуре.

Обеспечить полную расчетную комбинацию давления и температуры.

5. Отношение к классовому рейтингу как к постоянному давлению

Класс 150, класс 300 или класс 600 идентифицирует рейтинговый класс. Это не означает, что допустимое давление остается неизменным от температуры окружающей среды до 425°C.

6. Выбор A105 только потому, что он кованый

Кованая конструкция имеет важные преимущества, но она не делает A105 автоматически подходящим материалом для каждого шарового клапана Y-образного исполнения.

Размер клапана, геометрия корпуса, расчетная температура, давление, требования норм и спецификации материала проекта все равно должны быть проверены.

7. Предполагается, что литой WCB всегда должен быть дешевле

Для небольшого индивидуального заказа стоимость литейной оснастки сама по себе может кардинально изменить экономику.

A105 или WCB: какой выбрать?

Используйте следующую таблицу в качестве первоначального сравнения закупок, а не вместо разработки проекта.

Ситуация с проектом Типичное направление оценки
Клапан высокого давления малого диаметра Оцените кованую конструкцию А105
Доступен существующий стандартный кованый инструмент. A105 может предложить лучшую экономику при небольших количествах
Большой и сложный корпус клапана Оценить кастинг WCB
Большое количество продукции Литейная оснастка может стать экономичной
На чертеже клиента явно указана WCB. Не заменять без одобрения
На чертеже клиента явно указан A105. Подтвердить возможность производства кованых кузовов
Непрерывная суровая работа при температуре около 425°C. Проверьте пригодность углеродистой стали и при необходимости оцените альтернативные сплавы.

Сопутствующие ресурсы по вентилям Vcore

Для получения дополнительной информации о проектировании и закупках просмотрите следующие ресурсы Vcore:

Проходной клапан Y-образного сечения для пара и систем с высоким расходом
- объясняет геометрию потока Y-образной формы, поведение дросселирования, перепад давления и выбор режима подачи пара.

Ассортимент промышленных клапанов
— сравнить конфигурации промышленных клапанов для пара, нефти, газа, химической, энергетической и общетехнологической отраслей.

Ковка запорный клапан
— рассмотреть конфигурации запорных клапанов с кованым корпусом для компактных промышленных систем высокого давления.

Шаровой клапан с герметичным уплотнением
- рассмотреть конфигурации герметичного уплотнения, которые обычно оцениваются для паровых систем высокого давления и высокой температуры.

Рекомендации по проектированию промышленных клапанов
— понимать границы давления, уплотнения, пути потока, материалы, требования к эксплуатации и проверке для клапанов, изготовленных по индивидуальному заказу.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между проходным клапаном типа Y и обычным проходным клапаном?

В шаровом клапане типа Y используется наклонный шток, диск и седло, что создает более обтекаемый путь потока. Compared with a conventional T-pattern globe valve, the Y-pattern design can reduce flow resistance while retaining globe-valve throttling and shut-off characteristics.

Is a Y Type Globe Valve normally rising stem or non-rising stem?

Industrial Y-pattern globe valves commonly use rising-stem construction, particularly in steam, high-pressure and high-temperature service. Non-rising arrangements exist but are less common and should be confirmed from the actual design or customer drawing.

What is the difference between ASTM A105 and ASTM A216 WCB?

ASTM A105 is a forged carbon steel specification used for pressure-containing piping components, while ASTM A216 Grade WCB is a cast carbon steel grade used for valves and other pressure-containing components. Their manufacturing processes, geometry capability and production economics are different.

Is A105 stronger than WCB?

Forging produces a different material structure and is often preferred for compact high-integrity pressure components, but material selection should not be reduced to a simple stronger-versus-weaker comparison. The complete valve design, pressure-temperature rating, dimensions, inspection and applicable standard determine whether the valve is suitable for service.

Why can a WCB cast valve cost more than an A105 forged valve?

For low-quantity customized valves, a WCB body may require a new pattern, core tooling, foundry setup, heat treatment and additional inspection. If a manufacturer already has standard A105 forged blanks or forging tooling, the forged valve can therefore be less expensive for a small order.

Which dimension is most important when copying an existing globe valve?

Face-to-face length is one of the most critical installation dimensions, but it is not the only one. Flange OD, bolt pattern, bore, overall height, body angle, stem travel, handwheel diameter, bonnet arrangement and connection standard should also be confirmed.

Can ASTM A105 be used at 425°C?

A105 is used for elevated-temperature pressure components, but 425°C requires careful verification of the applicable pressure-temperature rating and the complete valve design. Long-term high-temperature service may also require evaluation of alloy-steel alternatives depending on pressure, service duration and project requirements.

Can ASTM A216 WCB be used at 425°C?

WCB is used for elevated-temperature valve bodies, but at approximately 425°C carbon steel is approaching an important high-temperature design boundary. The allowable working pressure is significantly affected by temperature, and sustained severe service may justify evaluation of alloy-steel materials.

What packing is commonly considered for a 425°C globe valve?

Flexible graphite packing is commonly considered for high-temperature steam and thermal service. Final packing selection should also account for pressure, stem material, emission requirements, operating cycles and the complete valve design.

Should I manufacture directly from an old valve drawing?

Not without technical review. An old drawing may omit the operating medium, design pressure, design temperature, material details, minimum wall thickness, test requirements or internal trim dimensions. Critical information should be clarified and an approved manufacturing drawing should be issued before production.

What information should I send for a customized Y Type Globe Valve quotation?

Provide the valve size, quantity, operating and design pressure, operating and design temperature, medium, body and trim materials, pressure class, end connection, face-to-face requirement, stem type, operation method, test requirements and available drawings or samples.

Need a Customized Y Type Globe Valve?

A customized Y Type Globe Valve should be selected from the actual operating conditions rather than from size and pressure class alone.

If you already have an existing valve, drawing or sample, provide as much information as possible, including:

  • Размер и количество клапана
  • Рабочее давление
  • Расчетное давление
  • Рабочая температура
  • Расчетная температура
  • Рабочая среда
  • Материалы кузова и отделки
  • Тип подключения
  • Лицевое измерение
  • Stem configuration
  • Flange or welding-end dimensions
  • Применимые стандарты
  • Требования к проверке
  • Необходимая документация

Vcore Valve can review project specifications, customer drawings and dimensional requirements before quotation. For customized valves, the final configuration can be confirmed through technical clarification and drawing review before production.

Contact Vcore Valve for Y Type Globe Valve technical review and quotation.