4 ballen strakheid
Het belangrijkste afdichtingsmateriaal voor de zittingkogelkranenPolytetraoxyethyleen (PTFE) is gevoelig voor vrijwel alle chemische stoffen en heeft een lage wrijvingscoëfficiënt, stabiele prestaties, is niet snel verouderd, heeft een breed temperatuurbereik en uitstekende afdichtingseigenschappen. De fysische eigenschappen van PTFE, zoals een hoge uitzettingscoëfficiënt, gevoeligheid voor koude stroming en een slechte warmtegeleiding, vereisen echter dat bij het ontwerp van klepzittingafdichtingen rekening wordt gehouden met deze eigenschappen. Het kunststofmateriaal voor klepzittingafdichtingen omvat ook gevuld PTFE, nylon en vele andere materialen. Wanneer het afdichtingsmateriaal echter hard wordt, neemt de betrouwbaarheid van de afdichting af, met name bij een laag drukverschil. Synthetisch rubber, zoals butylrubber, kan ook als afdichtingsmateriaal voor klepzittingen worden gebruikt, maar het toepassingsgebied en het temperatuurbereik zijn beperkt. Bovendien kan het gebruik van synthetisch rubber, indien het medium niet gesmeerd is, leiden tot verstopping van de kogel.
Om te voldoen aan de eisen van industriële toepassingen zoals hoge temperaturen, hoge drukken, sterke erosie en een lange levensduur, zijn kogelkranen met metalen afdichting de afgelopen tien jaar sterk ontwikkeld. Vooral in ontwikkelde industrielanden zoals de Verenigde Staten, Italië, Duitsland, Spanje en Nederland is de structuur van de kogelkraan continu verbeterd. Er zijn nu volledig gelaste kogelkranen voor directe inbouw, hefkogelkranen en kogelkranen voor langeafstandspijpleidingen, olieraffinaderijen, enzovoort. Deze worden steeds vaker in de industrie gebruikt, met kogelkranen met een grote diameter (3050 mm), hoge druk (70 MPa) en een breed temperatuurbereik (-196 tot 8159 °C), waardoor de technologie van de kogelkraan een nieuw niveau heeft bereikt.
5. Ontwerp en fabricage van kogelkranen
Door de toepassing van Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Manufacturing (CAM) en het Mulberry Manufacturing System (FMS) in de kleppenindustrie, heeft het ontwerp en de fabricage van kogelkranen een geheel nieuw niveau bereikt. Niet alleen is de berekeningsmethode voor klepontwerp volledig vernieuwd, maar ook is het zware en repetitieve ontwerpwerk voor professionals en technici verminderd. Hierdoor hebben technici meer energie voor verbetering van de productprestaties en de ontwikkeling van nieuwe producten, en wordt de onderzoeks- en ontwikkelingscyclus van nieuwe producten verkort. Dit verbetert de arbeidsproductiviteit op alle fronten. Tijdens de ontwikkeling van een kogelkraan met metalen afdichting en hefstang is, dankzij de toepassing van CAD/CAM, een brede spiraalvormige stang met platte afdichting ontwikkeld met behulp van computerondersteund ontwerp en CNC-bewerkingsmachines. Deze kogelkraan vertoont geen krassen of slijtage tijdens het openen en sluiten, waardoor de afdichtingsprestaties en de levensduur van de kogelkraan aanzienlijk zijn verbeterd. Wanneer de kogelkraan volledig open staat, is de stromingsweerstand zeer klein, bijna nul. Daarom wordt de kogelkraan met gelijke diameter veel gebruikt in olie- en gaspijpleidingen, omdat de leiding gemakkelijk te reinigen is. Doordat de kogel van de kogelkraan tijdens het openen en sluiten wordt afgeveegd, kunnen de meeste kogelkranen worden gebruikt in media met zwevende vaste deeltjes. Afhankelijk van het materiaal van de afdichtingsring kunnen ze ook worden gebruikt in poeder- en korrelvormige media.
6. Toepassingsgebieden van de kogelkraan
Omdat bij een kogelkraan meestal rubber, nylon of polytetraoxyethyleen als afdichtingsring voor de klepzitting wordt gebruikt, wordt de gebruikstemperatuur beperkt door het materiaal van de afdichtingsring. De afsnijwerking van de kogelbreedte wordt bereikt doordat de metalen kogel onder invloed van het medium tussen de kunststof klepzittingen wordt gedrukt (zwevende kogelkraan). Onder invloed van een bepaalde contactdruk vervormt de afdichtingsring van de klepzitting op sommige plaatsen elastisch en plastisch. Deze vervorming compenseert de fabricagenauwkeurigheid en oppervlakteruwheid van de kogel en zorgt voor een goede afdichting van de kogelkraan.
Omdat de zittingafdichtingsring van de kogelkraan meestal van kunststof is gemaakt, is het bij de keuze van de constructie en prestaties van de kogelkraan noodzakelijk rekening te houden met de brandwerendheid en brandpreventie. Dit geldt met name voor de petroleum-, chemische, metallurgische en andere sectoren, waar kogelkranen worden gebruikt in apparatuur en leidingsystemen met ontvlambare en explosieve media.
Over het algemeen worden kogelkranen aanbevolen voor leidingsystemen met een geringe lekkage naar de atmosfeer, een laag bedieningskoppel en een lage vloeistofweerstand. Deze kranen hebben een tweestandige afstelling, een strikte afdichting, zijn bestand tegen modder, slijtage en vernauwing van het kanaal, hebben een snelle open- en sluitbeweging (1/4 slag), een hoge drukbeveiliging (grote drukverschillen), een laag geluidsniveau, zijn bestand tegen cavitatie en verdamping.
Kogelkranen zijn ook geschikt voor leidingsystemen met een lichte constructie, een lage drukafsluiting (klein drukverschil) en corrosieve media.
Kogelkranen kunnen ook worden gebruikt in apparaten en leidingsystemen met lage temperaturen (cryogene systemen).
In het zuurstofleidingsysteem van de metaalindustrie zijn kogelkranen vereist die een strenge ontvettingbehandeling hebben ondergaan.
Wanneer de hoofdleidingen van olie- en gaspijpleidingen ondergronds moeten worden aangelegd, zijn kogelkranen met een volledige diameter en gelaste constructie vereist.
Wanneer prestatieaanpassing vereist is, dient een kogelkraan met een speciale constructie en een V-vormige opening te worden gekozen.
In de aardolie-, petrochemische, chemische, elektriciteits- en stedenbouw kunnen kogelkranen met metalen afdichting worden gebruikt voor leidingsystemen met bedrijfstemperaturen boven de 200 °C.
7 toepassingsprincipes van kogelkranen
Voor olie- en aardgasleidingen, leidingen die gereinigd moeten worden en leidingen die in de grond liggen, gebruikt u kogelkranen met doorlaat en gelaste verbindingen; voor leidingen die in de grond liggen, kiest u kogelkranen met doorlaat en gelaste verbindingen of met flensverbindingen; voor aftakkingen kiest u een flensverbinding, lasverbinding, kogelkraan met doorlaat of kogelkraan met gereduceerde diameter.
Gebruik flenskogelkranen voor de transportpijpleidingen en opslaginstallaties van geraffineerde olie.
Voor stadsgas- en aardgasleidingen moeten vlotterkogelkranen met flensaansluiting en inwendige schroefdraadaansluiting worden gebruikt.
In het zuurstofleidingsysteem van het metallurgische systeem moet een vaste kogelkraan worden gebruikt die een grondige ontvettingbehandeling heeft ondergaan en voorzien is van een flensverbinding.
Voor lage-temperatuur leidingsystemen en -apparaten moeten lage-temperatuur kogelkranen met kap worden gebruikt. In het leidingsysteem van de katalytische kraakeenheid van de olieraffinaderij kan een hefkogelkraan worden gekozen.
In apparatuur en leidingsystemen voor corrosieve media zoals zuren en basen in chemische systemen, is het raadzaam om volledig roestvrijstalen kogelkranen te gebruiken, vervaardigd van austenitisch roestvrij staal met een zitting en afdichtingsring van polytetraoxyethyleen.
Kogelkranen met metalen afdichting kunnen worden gebruikt in leidingsystemen of apparaten voor media met hoge temperaturen in metallurgische systemen, energiesystemen, petrochemische installaties en stedelijke verwarmingssystemen.
Wanneer de doorstroming moet worden geregeld, kan er gekozen worden voor een kogelkraan met wormwielaandrijving, pneumatische of elektrische aandrijving en een V-vormige opening.