Η βαλβίδα σφαίρας, η βασική λύση ελέγχου ροής

August 8, 2025

1. Θεμελιώδης Ορισμός & Δομική Σύνθεση

Ένα βαλβίδα σφαιρικού τύπου είναι μια βαλβίδα περιστροφικής κίνησης τετάρτου στροφής που χαρακτηρίζεται από έναν σφαιρικό δίσκο (τη σφαίρα) με μια ακριβείας διάτρητη οπή. Αυτή η περιστρεφόμενη σφαίρα, που ενεργοποιείται από ένα στέλεχος συνδεδεμένο με χειροκίνητους μοχλούς ή αυτοματοποιημένους ενεργοποιητές, παρέχει εξαιρετική ικανότητα διακοπής σε αγωγούς που μεταφέρουν υγρά, αέρια ή πολυφασικά μέσα.

Βασικά Συστατικά:

  • Σφαίρα: Τυπικά ανοξείδωτο χάλυβα (ASTM A351 CF8M) ή επιχρωμιωμένο για αντοχή στη διάβρωση

  • Έδρες: PTFE, ενισχυμένα θερμοπλαστικά ή μέταλλο-με-μέταλλο για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας

  • Στέλεχος: ASTM A182 F6a με σχεδιασμό ανθεκτικό σε εκρήξεις

  • Σώμα: Χυτευμένο/μηχανουργημένο σύμφωνα με τα πρότυπα ASME B16.34

2. Μηχανισμοί Λειτουργίας & Μετρικές Επιδόσεων

2.1 Αρχή Λειτουργίας

Η βαλβίδα επιτυγχάνει ρύθμιση ροής μέσω περιστροφής 90°:

  • 0° (Ανοιχτό): Η οπή ευθυγραμμίζεται με τον άξονα του αγωγού, προσφέροντας ελάχιστη περιορισμό ροής (Cv ≈ 50% υψηλότερο από τις βαλβίδες πύλης)

  • 90° (Κλειστό): Η οπή γίνεται κάθετη, με τις έδρες να σχηματίζουν αμφίδρομες στεγανοποιήσεις φυσαλίδων (ρυθμός διαρροής ≤ 100 ppm ανά API 598)

2.2 Βασικοί Δείκτες Επιδόσεων

Παράμετρος

Τυπικό Εύρος

Αξιολόγηση Πίεσης

ANSI 150~2500 (PN 20~420)

Εύρος Θερμοκρασίας

-196°C (κρυογενική) έως 650°C (ειδικά κράματα)

Ροπή Ενεργοποίησης

20~800 Nm (διαφέρει ανάλογα με το μέγεθος/πίεση)

3. Βιομηχανική Ταξινόμηση & Κριτήρια Επιλογής

3.1 Παραλλαγές Σχεδιασμού

  • Επιπλέουσα έναντι Τοποθετημένης σε Στήριγμα: Για ≤DN300 (επιπλέουσα) έναντι υψηλής πίεσης μεγάλης διαμέτρου (τοποθετημένη σε στήριγμα)

  • Πλήρης/Μειωμένη Θύρα: 100% οπή για καθαρισμό με πώμα έναντι 80% για στραγγαλισμό

  • Διαμορφώσεις Πολλαπλών Θυρών: Διάταξη 3 κατευθύνσεων L/T για εκτροπή ροής

3.2 Πίνακας Συμβατότητας Υλικών

Μέσο

Συνιστώμενο Υλικό

HCl ≤ 30%

Hastelloy C276

Υπερθερμασμένος Ατμός

ASTM A217 WC9

Λειαντικά Υδατικά Διαλύματα

Επικάλυψη καρβιδίου του βολφραμίου

4. Εφαρμογές ανά Τομέα

  • Πετρέλαιο & Αέριο: Υποθαλάσσια X-mas trees (συμμορφώνονται με το API 6DSS)

  • Φαρμακευτική Βιομηχανία: Σχεδιασμοί εξαιρετικά καθαροί, ικανοί για CIP/SIP (ASME BPE)

  • Πυρηνικά: Ενεργοποιητές πιστοποιημένοι κατά SIL3 για ECCS

5. Συντήρηση & Πρόληψη Βλαβών

  • Συνήθη Προβλήματα: Διάβρωση έδρας (μετριασμένη με σκλήρυνση με στελλίτη)

  • Διαρροές Αερίων: Στεγανοποιήσεις στελέχους που συμμορφώνονται με το ISO 15848-1

  • Πυρασφάλεια: Σχεδιασμοί δοκιμασμένοι για πυρκαγιά API 607/6FA