Zawory kulowe są znane ze swojej trwałości i niezawodności i są wybierane w wielu różnych zastosowaniach typu włącz/wyłącz. Chociaż zawory kulowe generalnie dobrze sprawdzają się w intensywnych środowiskach, podobnie jak każdy inny element systemu, niosą ze sobą ryzyko uszkodzenia lub awarii. Na żywotność zaworu kulowego ma wpływ wiele czynników, w tym media systemowe, temperatura mediów, ciśnienie mediów, częstotliwość cykli, typ uruchamiania i prawidłowa konserwacja zaworu kulowego. Czytaj dalej, aby poznać najczęstsze przyczyny awarii zaworów kulowych i ich rozwiązania.
Wielu producentów podaje szacunkową żywotność swoich zaworów kulowych, ale na zakres ten mogą wpływać - zarówno skracając, jak i wydłużając - różne czynniki.
W zależności od planowanej prędkości cyklu systemu i dostępnych źródeł zasilania, zawory kulowe będą zasilane pneumatycznie (powietrzem), elektrycznie (silnikiem) lub hydraulicznie (płynem). Niekompatybilne siłowniki i warunki systemowe mogą prowadzić do awarii zaworu; jednak w większości przypadków siłowniki będą znacznie trwalsze niż zawory kulowe, którymi sterują.
Jedno i dwuczęściowe zawory kulowe nie pozwalają na konserwację lub naprawę w systemie, co oznacza, że muszą być wymieniane, gdy elementy ulegną awarii. Trzyczęściowe zawory kulowe są jednak zaprojektowane w taki sposób, że gniazda i uszczelki można wyjąć i wymienić bez konieczności demontażu całego zaworu z systemu. Z tego powodu trzyczęściowe zawory kulowe będą znacznie trwalsze niż jedno- i dwuczęściowe zawory kulowe, jeśli będą odpowiednio konserwowane.
Zawory kulowe są generalnie przeznaczone do sterowania włączaniem/wyłączaniem płynów i gazów bez cząstek stałych, ponieważ wszelkie cząstki w mediach mogą ścierać uszczelki zaworów i skracać ich żywotność. Środki smarne, takie jak oleje, mogą w rzeczywistości zmniejszyć zużycie uszczelnienia i wydłużyć żywotność zaworu.
Uszczelki są często pierwszym elementem, który ulega awarii w zawór kulowyponieważ są one wykonane z bardziej miękkich materiałów (zwykle P.T.F.E.) niż korpus zaworu i podlegają największemu zużyciu. Jednoczęściowe i dwuczęściowe zawory kulowe muszą być wymieniane po wygaśnięciu ich uszczelek; jednak zawór można zwykle wymienić bez wymiany siłownika, który jest zazwyczaj najbardziej kosztowną częścią zespołu. Z drugiej strony, trzyczęściowe zawory kulowe pozwalają na łatwą wymianę uszczelek.
Ogólnie rzecz biorąc, dobrą praktyką jest pozyskiwanie zaworów kulowych wyprodukowanych w tym samym kraju, co wyposażenie systemu, aby zapewnić kompatybilność i maksymalną żywotność.
Zawory kulowe stosowane w aplikacjach wysokociśnieniowych lub wysokotemperaturowych będą musiały być serwisowane lub wymieniane częściej niż te stosowane w aplikacjach niskociśnieniowych.
Żywotność zaworu kulowego jest bezpośrednio związana z częstotliwością jego cykli (włączania i wyłączania). Zawór pracujący pod wysokim ciśnieniem, który pracuje cyklicznie tylko raz lub dwa razy dziennie, może być trwalszy niż zawór pracujący pod niskim ciśnieniem, który pracuje cyklicznie co minutę.
Ogólnie rzecz biorąc, metalowe zawory kulowe mają dłuższą żywotność niż te wykonane z PVC lub innych materiałów syntetycznych. Media są głównym wyznacznikiem materiałów, z których wykonane są korpusy zaworów kulowych i akcesoria, więc zapewnienie kompatybilności materiałów i mediów jest niezbędne.
Awaria zaworu kulowego oznacza coś więcej niż tylko czas i pieniądze potrzebne na jego wymianę. Potencjalne ryzyko waha się od zaledwie niewygodnego do wręcz niebezpiecznego.
Awaria zaworu może spowodować wyciek medium z instalacji rurowej do otaczającego środowiska. W zależności od rodzaju medium, może to narazić pracowników i sprzęt na kontakt z toksycznymi chemikaliami, trującymi gazami, ekstremalnymi temperaturami lub niebezpiecznie wysokim ciśnieniem.
Awaria zaworu wstrzymuje produkcję, co skutkuje utratą przychodów, zmarnowanym czasem i pracownikami, którzy nie mają nic do roboty w oczekiwaniu na naprawę.
Okresowe naprawy sprzętu są oczekiwane w każdym środowisku przemysłowym, ale naprawy wynikające z możliwych do uniknięcia awarii zaworów mogą kosztować więcej niż przewidziano w budżecie.
Te potencjalne zagrożenia ilustrują znaczenie regularnych inspekcji i konserwacji zapobiegawczej. Aby zapewnić bezpieczeństwo pracowników, długą żywotność sprzętu i zoptymalizowane koszty, upewnij się, że Twój zakład przeprowadza regularne kontrole i procedury konserwacyjne.
Siłowniki elektryczne, hydrauliczne lub pneumatyczne, które są zbyt mocne dla zaworu, którym sterują, mogą spowodować uszkodzenie samego zaworu. I odwrotnie, niektóre siłowniki mogą nie mieć wystarczającego momentu obrotowego, aby obrócić zawór
Rozwiązanie: Wybierz siłownik, który pasuje zarówno do typu zaworu, którym steruje, jak i do warunków panujących w systemie. Jeśli nie masz pewności, czy problem leży po stronie siłownika, czy samego zaworu, zdejmij zawór kulowy z siłownika i spróbuj ręcznie uruchomić zawór. Jeśli zawór obraca się swobodnie, będziesz wiedział, że jest to problem z siłownikiem. Jeśli siłownik jest wyposażony w dźwignię ręcznego przesterowania, można to zrobić bez demontażu zaworu z siłownika. Jeśli to możliwe, spróbuj pozyskać zawór i siłownik od tego samego producenta, aby zapewnić kompatybilność.
Kawitacja występuje, gdy ciśnienie cieczy wewnątrz zaworu spada poniżej ciśnienia pary. Powoduje to powstawanie małych pęcherzyków, które mogą następnie zapaść się i uszkodzić zawór.
Rozwiązanie: Sprawdź, czy używasz odpowiedniego zaworu dla ciśnienia i prędkości mediów w systemie. Można również użyć wielostopniowego zaworu sterującego, aby spowolnić spadek ciśnienia.
Gniazda zaworów, uszczelki i uszczelnienia są często wykonane z elastomerów (elastycznych polimerów), takich jak Viton® lub EPDM. Są one ogólnie uważane za element zużywający się i wymagający częstszej wymiany. Sytuację może pogarszać niekompatybilność mediów i uszczelek.
Rozwiązanie: Sprawdź, czy elementy elastomerowe zaworu są kompatybilne z medium w systemie. W razie potrzeby należy wybrać komponenty z bardziej kompatybilnego materiału. Trzyczęściowe zawory kulowe umożliwiają wymianę tych elementów bez konieczności demontażu lub wymiany całego zaworu.
Rozmiar portu zaworu wpływa na przepływ mediów, dlatego ważne jest, aby prawidłowo obliczyć rozmiar zaworu w zależności od natężenia przepływu mediów i rozmiaru rury. Zbyt duży zawór może powodować spadek ciśnienia, podczas gdy zbyt mały zawór kulowy może powodować wąskie gardła i potencjalną eksplozję.
Rozwiązanie: Kalkulatory natężenia przepływu cieczy i gazów mogą wskazać, jaki rozmiar zaworu jest potrzebny w zależności od ciśnienia medium w systemie rur. Wartości znamionowe ciśnienia na zaworach są reprezentowane przez wartość Cv (imperialne) lub Kv (metryczne).
Zawór, który nie jest prawidłowo zainstalowany zgodnie ze specyfikacjami producenta, może spowodować poważne zakłócenia w prawidłowym funkcjonowaniu systemu.
Rozwiązanie: Upewnij się, że zawory są zawsze instalowane i serwisowane przez osobę z odpowiednim przeszkoleniem i doświadczeniem. W razie wątpliwości co do prawidłowej techniki instalacji należy skonsultować się z producentem OEM.
Zaniedbana lub niewłaściwa konserwacja może skutkować uszkodzeniami, zagrożeniami w miejscu pracy, wstrzymaniem produkcji, stratą czasu i przychodów.
Rozwiązanie: Zaplanuj regularną konserwację zapobiegawczą i upewnij się, że technik pracujący przy zaworach kulowych i instalacji rurowej posiada odpowiednią wiedzę i doświadczenie. Zawsze postępuj zgodnie z instrukcjami producenta dotyczącymi instalacji i konserwacji.
Gdy ciśnienie ustawione przez operatora systemu różni się od rzeczywistego ciśnienia roboczego, może to spowodować obciążenie lub uszkodzenie zaworów.
Rozwiązanie: Sprawdź elementy zaworu pod kątem uszkodzeń, zużycia lub wycieków i odpowiednio zresetuj ciśnienie w układzie.
Zawory, które leżą nieużywane przez pewien czas, mogą się zablokować, czy to z powodu nagromadzenia mediów, czy korozji części.
Rozwiązanie: Przed ponownym uruchomieniem nieaktywnego systemu rur lub segmentu należy sprawdzić, czy wszystkie zawory są nasmarowane i wolne od osadów.
Niektóre rodzaje mediów mogą powodować erozję korpusów lub komponentów zaworów kulowych znacznie szybciej niż inne, dlatego ważne jest, aby wybrać odpowiednie materiały zaworów kulowych dla danego systemu.
Rozwiązanie: Opis produktu zaworu kulowego zawiera informacje o materiałach, z których jest wykonany, a także o jego idealnych zastosowaniach i kompatybilności z mediami. Przydatnym narzędziem jest Baza danych kompatybilności chemicznej Cole-Parmer które mogą być wykorzystane do zapewnienia kompatybilności materiałów zaworów z określonymi mediami.
Uszkodzone uszczelki elastomerowe lub poluzowane nakrętki i śruby mogą spowodować wyciek medium z zaworu.
Rozwiązanie: Sprawdź, czy elementy elastomerowe nie wymagają wymiany lub dokręcenia.
Zawory kulowe nie są zalecane do mediów zawierających cząstki stałe, ale czasami zanieczyszczenia lub osady gromadzą się niezależnie od tego. Cząstki stałe mogą utknąć w zaworze, powodując uszkodzenie jego elementów. Niewłaściwe smarowanie może również spowodować zatarcie elementów zaworu.
Rozwiązanie: Zaplanuj regularne inspekcje i czyszczenie wszystkich elementów instalacji rurowej. Zawsze usuwaj zanieczyszczenia lub nagromadzenia z zaworów, aby zapobiec ich uszkodzeniu lub awarii. Przed dodaniem jakiegokolwiek smaru należy skontaktować się z producentem zaworu, aby zapewnić kompatybilność z materiałami zaworu i mediami systemowymi.
Przekroczenie ciśnienia lub temperatury znamionowej zaworu może spowodować jego stopniowe zużycie lub nagłą awarię.
Rozwiązanie: Upewnij się, że specyfikacje produktu zaworu odpowiadają wymaganiom lub warunkom systemu.
Stały ruch elementów zaworu i brak elastyczności uszczelnienia trzpienia mogą przyczynić się do uszkodzenia trzpienia zaworu kulowego.
Rozwiązanie: Uszczelka trzpienia zaworu jest zwykle pierwszym elementem, który ulega awarii w zaworze kulowym. Jeśli zauważysz wyciek z trzpienia zaworu, czas wymienić zawór. Alternatywnie, jeśli masz zawór trzyczęściowy, możesz wymienić trzpień wraz z uszczelką trzpienia i osprzętem.
Gwałtowne zmiany ciśnienia w przepływie mediów płynnych mogą powodować rozchodzenie się fal uderzeniowych w systemie rurociągów. Jest to jedna z głównych przyczyn awarii zaworów w systemach przetwarzania płynów.
Rozwiązanie: Zawory dławiące mogą zminimalizować uderzenia wodne, podobnie jak zawory kulowe bez trzasku, wolno działające i uruchamiane elektrycznie. Dodanie kolanek i pętli do projektu instalacji rurowej może również zmniejszyć ryzyko.
Większość zaworów kulowych jest przeznaczona raczej do wymiany niż konserwacji. Jednoczęściowe i dwuczęściowe zawory kulowe są stosunkowo ekonomiczne; w zautomatyzowanych systemach można je zwykle wymienić bez wymiany siłownika, który jest droższym elementem. Jednak w przypadku aplikacji z trzyczęściowymi zaworami kulowymi, konserwacja zaworów kulowych jest proaktywnym sposobem na zmniejszenie ryzyka ich awarii. Regularna i prawidłowa konserwacja zaworów kulowych przynosi znaczące korzyści.
Niższe ryzyko awarii zaworu kulowego oznacza mniejszą potrzebę wstrzymywania produkcji.
Eksperci ds. konserwacji, którzy są odpowiednio przeszkoleni w zakresie oceny zaworów kulowych, mogą łatwo i wcześnie zidentyfikować potencjalne problemy, zmniejszając w ten sposób ryzyko naprawy awaryjnej, wypadku lub naruszenia norm bezpieczeństwa i higieny pracy.
Mniej problemów z konserwacją oznacza większe oszczędności. Wykonywanie regularnych przeglądów i konserwacji zapobiegawczej zmniejsza ryzyko nieoczekiwanych, kosztownych przestojów spowodowanych awarią zaworu.
Dobrze konserwowane zawory działają dłużej i wymagają niewielu napraw lub nie wymagają ich wcale, co pomaga oszczędzać pieniądze, zapobiegać przestojom i utrzymywać produkcję zakładu zgodnie z harmonogramem.
Należy pamiętać, że niektóre czynności konserwacyjne zaworu kulowego mogą być wykonywane nawet podczas pracy zaworu, co pozwala na nieprzerwane kontynuowanie produkcji.
Prawidłowa instalacja oraz regularna i zapobiegawcza konserwacja mają bezpośredni wpływ na żywotność zaworów. Upewnij się, że technik instalujący zawory ma doświadczenie i wiedzę w zakresie instalacji i konserwacji zaworów kulowych, ponieważ prawidłowa instalacja zmniejsza potrzebę napraw lub wymiany.
Z reguły konserwacja zapobiegawcza lub predykcyjna powinna rozpocząć się na długo przed wystąpieniem jakichkolwiek problemów z zaworami kulowymi. Kompleksowy program konserwacji zaworów kulowych powinien obejmować następujące elementy:
Odpowiednie smarowanie zapobiega ścieraniu części, zwiększa skuteczność uszczelnień i zapewnia płynną pracę zaworów kulowych. Należy wybrać środek smarny, który jest kompatybilny z materiałami zaworu i mediami systemowymi; skonsultuj się z producentem zaworu, aby potwierdzić, czy smarowanie jest zalecane.
Czyste zawory kulowe po prostu działają dłużej. Aby wyczyścić trzyczęściowe zawory kulowe, usuń kurz i zanieczyszczenia z wnętrza i na zewnątrz zaworu, używając środków czyszczących, które nie będą reagować negatywnie z materiałami zaworu. Środki czyszczące na bazie gazu lub sprężonego powietrza dobrze sprawdzają się w przypadku elementów metalowych, a środki czyszczące na bazie alkoholu lub wody są idealne do części niemetalowych. Upewnij się, że używasz środków czyszczących, które są kompatybilne z materiałami uszczelnień zaworu.
Coroczne kontrole zaworów kulowych są odpowiednie dla większości zastosowań, ale zawory kulowe w środowiskach o wysokim cyklu i wysokim ciśnieniu wymagają częstszych kontroli. Podczas zaplanowanych przestojów należy wymontować zawory kulowe z instalacji rurowej, zdemontować je, wyczyścić wnętrza i wymienić wszelkie uszkodzone lub zużyte elementy.
Przestrzeganie tych najlepszych praktyk zmniejszy ryzyko awarii zaworów kulowych, a nawet wydłuży ich żywotność poza szacowaną przez producenta.
George Packard jest wiceprezesem ds. marketingu w firmie Zawór GeminiGemini Valve jest rodzinnym amerykańskim producentem automatycznych i ręcznych zaworów kulowych. Założona w 1974 roku firma Gemini Valve ma wieloletnie doświadczenie w projektowaniu i produkcji zaworów, aby zapewnić niezawodne rozwiązania dla każdego rodzaju aplikacji.
Jakie są główne części zaworu sterującego?
Jakie są najlepsze zawory do zastosowań związanych z gnojowicą?
Zawory kulowe z gniazdem metalowym a zawory z gniazdem miękkim
Zrozumienie różnic między zaworami Double Block and Bleed (DBB) i Double Isolation Bleed (DIB)
Rodzaje zaworów stosowanych w przemyśle chemicznym
