Panduan lengkap untuk katup gerbang: pemilihan jenis dan penggunaan

Katup gerbang adalah produk dari revolusi industri. Sementara desain katup seperti bola dan katup plug telah ada lebih lama, katup gerbang mendominasi industri selama beberapa dekade, hingga baru -baru ini menyerahkan pangsa pasar yang signifikan untuk desain bola dan katup kupu -kupu.

Apa yang membuat katup gerbang berbeda dari katup bola, plug, dan kupu -kupu?

Katup gerbang berbeda dari katup bola, steker, dan kupu -kupu di dalam elemen penutupnya, piring, gerbang, atau katup tipe ember, naik melalui beberapa rotasi poros atau batang, di bagian bawah batang, keluar dari bagian, dan ke atas, kap mesin. Katup yang terbuka dalam gerakan linier ini juga dikenal sebagai katup multi-turn atau linier, tidak seperti katup seperempat turn, di mana batang berputar 90 derajat dan biasanya tidak naik.

Katup gerbang tersedia dalam lusinan bahan yang berbeda dan beberapa peringkat tekanan. Ukurannya berkisar dari NPS ½ inci, yang pas di tangan Anda, hingga NPS 144 inci, yang sebesar truk. Katup gerbang terbuat dari coran, pengampunan, atau komponen yang dilas, tetapi coran mendominasi desain.

Apa fitur yang paling diinginkan dari katup gerbang?

Sebuah katup gerbang mampu membuka sepenuhnya, meninggalkan sedikit obstruksi atau gesekan dalam lubang aliran.

Katup gerbang terbuka memberikan resistansi yang kira -kira sama untuk mengalir sebagai bagian pipa dengan ukuran port yang sama. Akibatnya, katup gerbang masih sangat dipertimbangkan untuk memblokir atau beralih aplikasi. Dalam beberapa terminologi katup, katup gerbang disebut sebagai katup pemblokiran.

Apa yang perlu saya ketahui tentang menggunakan katup gerbang?

Katup gerbang umumnya tidak cocok untuk mengatur aliran atau beroperasi ke arah mana pun selain terbuka sepenuhnya atau tertutup sepenuhnya. Menggunakan katup gerbang terbuka sebagian untuk throttle atau mengatur aliran dapat mengakibatkan kerusakan pada flap katup atau kursi tubuh karena tabrakan permukaan kursi dalam lingkungan aliran turbulen yang sebagian terbuka.

Jenis batang katup gerbang apa yang tersedia?

Di permukaan, sebagian besar katup gerbang terlihat agak mirip. Namun, secara internal ada banyak kemungkinan desain yang berbeda.

Sebagian besar katup gerbang terdiri dari badan katup dan kap mesin dengan elemen penutup yang disebut cakram atau katup gerbang. Elemen penutupan terhubung ke batang, yang melewati kap dan akhirnya terhubung ke handwheel atau aktuator lain untuk mengoperasikan batang. Tekanan di sekitar batang dikendalikan oleh pengemasan yang dikompresi di area pengemasan atau rongga. Pergerakan cakram katup gerbang pada batang menentukan apakah batang naik atau menembus cakram saat terbuka.

Respons ini juga menentukan dua gaya batang/disk utama untuk katup gerbang: naik batang atau batang non-rising (NRS).

1. Batang yang meningkat
Batang yang meningkat adalah gaya desain batang/cakram paling populer di pasar industri
2. Batang batang non-naik (NRS)
yang tidak meningkat telah lama disukai oleh industri air dan pipa, dan beberapa aplikasi laut yang masih ada Gunakan katup gerbang dan dibatasi ruang juga menggunakan gaya NRS. Desain batang/penutup yang paling umum digunakan pada katup industri adalah benang pria dan kuk (OS & Y).

Desain OS&Y lebih disukai untuk lingkungan korosif karena utas berada di luar area penyegelan cairan. Ini berbeda dari desain lain karena handwheel melekat pada bushing di bagian atas kuk, bukan batang itu sendiri, sehingga handwheel tidak naik ketika katup dibuka.

Apa modifikasi pada katup gerbang?

Ketika profesional katup berbicara tentang katup gerbang industri, mereka sering mendengar kata 'trim '.

Trim tidak ada hubungannya dengan kelangsingan atau kecocokan katup; Sebaliknya, ini mengacu pada komponen internal katup yang terpapar tekanan luar biasa, atau kombinasi erosi dan korosi yang keras.

Dalam katup gerbang, bagian trim adalah batang, area kursi katup, kursi tubuh, dan kursi belakang (jika berlaku).

Katup perunggu atau kuningan biasanya memiliki bagian trim dengan bahan yang sama dengan tubuh dan kap. Baja cor dan katup besi ulet memiliki bagian trim all-iron atau bagian trim perunggu. Istilah untuk katup besi dengan trim perunggu adalah 'tubuh besi, perunggu dipasang ' (IBBM).

Katup baja dapat dilengkapi dengan sejumlah potongan trim yang berbeda. Stellite, Hastelloy, 316SS, 347SS, Monel dan Alloy 20 adalah beberapa bahan yang sering digunakan untuk trim katup gerbang.

 
Apa saja berbagai jenis cakram katup gerbang?

Jantung katup gerbang adalah elemen penutup, yang dapat datang dalam dua desain: baji atau kursi paralel

Desain 1: Desain Wedge

Desain Wedge adalah yang paling populer dan telah ada sejak 1843 ketika diciptakan oleh insinyur Inggris yang terkenal James Nasmyth. Desain baji menggunakan cakram yang sedikit miring dengan kursi tubuh miring yang identik untuk mencapai penutupan yang ketat. Katup ini duduk dengan mengoleskan torsi untuk mendorong flap katup 

dengan kuat ke kursi.

Tersedia tiga jenis flap baji: 

1. Gadis padat

Irisan padat sudah ada paling lama dan ada saat ketika hampir semua gerbang irisan adalah tipe solid.

Kerugian dari desain padat adalah bahwa ia tidak memiliki ketahanan dan jika tubuh/kursi dideformasi karena fluktuasi suhu yang ekstrem atau tekanan pipa, cakram padat dapat menjadi macet di kursi.

Cakram padat masih merupakan standar untuk perunggu, besi cor, layanan air dan katup baja karbon kompak (tipe API 602).

2. Katup irisan yang fleksibel

Katup irisan fleksibel hanya itu: fleksibel.

Dengan menambahkan reses atau alur ke perimeternya, flap katup yang fleksibel dapat mengakomodasi perubahan suhu dan tekanan pipa yang merugikan tanpa mengikat. Desain fleksibel juga lebih mudah diproduksi karena cacat kecil pada sudut kursi dapat dikompensasi oleh fleksibilitas disk.

Sejauh ini, desain tepi fleksibel adalah jenis yang paling umum ditemukan pada katup gerbang komersial dalam aplikasi industri.

3. Split Wedge

Irisan terpisah terdiri dari desain dua potong dengan permukaan kawin di bagian belakang setiap setengah dari cakram. Permukaan kawin ini memungkinkan dorongan batang ke bawah untuk ditransfer secara merata melintasi permukaan dan kursi cakram.

Desain fleksibel ini juga memberikan perlindungan terhadap jamming karena ekspansi termal.

Gerbang baji dipandu oleh alur atau iga yang dilemparkan atau dilas ke dalam tubuh katup. Panduan irisan ini menjaga flap katup sejalan saat membuka atau menutup dan juga menjaga flap agar tidak meluncur ke kursi hilir selama pembukaan dan penutupan.

Kerugian dari desain split adalah bahwa dalam layanan kotor, residu atau puing -puing dapat menggumpal di antara dua bagian cakram, menyebabkan katup tidak duduk dengan benar atau bahkan macet.

Desain baji terpisah umumnya ditemukan dalam baja tahan karat dan katup paduan tinggi, serta banyak katup perunggu kecil.

Desain 2: Desain Kursi Paralel

Kursi paralel dapat dimuat pegas untuk memberikan segel yang lebih ketat atau untuk membuat segel positif ke arah hulu. Kursi paralel adalah kursi posisi, yang berarti bahwa posisi cakram katup menentukan efek penyegelan, bukan jumlah gaya (torsi) yang diberikan pada cakram oleh batang katup.

Katup gerbang katup/desain tutupan
umumnya terdiri dari dua bagian utama: badan katup dan kap mesin.
Kedua bagian ini membentuk amplop yang mengandung tekanan dari katup gerbang. Ada berbagai desain untuk antarmuka antara kedua komponen ini.

1. Koneksi Berulir
Koneksi berulir adalah desain paling sederhana. Namun, ini hanya digunakan untuk katup perunggu yang murah dan bertekanan rendah.

2. Koneksi Bersama
Koneksi Union juga digunakan terutama untuk katup perunggu, tetapi desain Union memungkinkan pembongkaran yang lebih mudah untuk layanan dan pemeliharaan.

3. Bolt-on Bonnet Joint
Bonnet Bonnet Fitting adalah pemasangan yang paling populer dan digunakan pada sebagian besar katup gerbang yang digunakan dalam industri saat ini. Tidak seperti katup topi berulir dan Union, koneksi kap mesin membutuhkan paking untuk menyegel hubungan antara bodi katup dan kap mesin.

4.
Sambungan Sambungan Tekanan Segel Tekanan dibuat oleh tekanan fluida dalam tubuh katup yang bekerja pada besi lunak berbentuk baji atau gasket grafit yang terjepit di antara tubuh katup dan penutup katup. Pada katup segel tekanan, semakin tinggi tekanan di rongga tubuh katup, semakin besar gaya pada paking. Bonnet segel tekanan banyak digunakan dalam aplikasi tekanan tinggi dan suhu tinggi, seperti di industri listrik.

5. Bonnet
Welded Bonnets adalah koneksi body-bonnet yang sangat populer untuk katup baja kompak dalam ukuran 1/2 'hingga 2 ' dan peringkat tekanan 800 hingga 2500 tanpa pembongkaran.

Desain katup gerbang lainnya

1. Knife Gate
Knife Gates Tanpa Bonnet sangat cocok untuk digunakan dalam bubur, seperti pabrik pulp dan kertas.

Gerbang pisau sangat tipis dan hanya sedikit lebih lebar dari elemen penutupnya (disk). Karena geometri unik dan penampang tipis, gerbang pisau terbatas pada aplikasi bertekanan rendah.

2. Gerbang Penyebaran
Dalam Penampilan, Gerbang Pintu Bahkan Bahkan tidak terlihat seperti milik keluarga Gate Valve; Namun, ini dicirikan sebagai katup gerbang berdasarkan desain cakram gesernya.

Gerbang terbatas pada tekanan yang sangat rendah - dalam kebanyakan kasus tekanan kepala sederhana. Mereka terutama digunakan dalam sistem air limbah dan irigasi.

Di mana katup gerbang biasa digunakan?

Meskipun katup seperempat turn telah memperoleh sebagian besar pangsa pasar katup gerbang selama 50 tahun terakhir, masih ada sejumlah industri yang sangat bergantung pada katup gerbang.

1. Industri minyak dan gas
Meskipun katup bola telah membuat terobosan dalam pipa gas alam, minyak mentah atau pipa cair masih merupakan domain katup gerbang kursi paralel.

2. Industri pemurnian minyak
dalam ukuran yang lebih besar, katup gerbang masih merupakan pilihan utama untuk sebagian besar aplikasi di industri pemurnian. Desain yang kuat dan total biaya kepemilikan, termasuk ekonomi pemeliharaan, adalah apa yang membuat desain tradisional ini populer.

Dari segi aplikasi, banyak proses pemurnian menggunakan suhu lebih tinggi dari suhu operasi Teflon yang aman, yang merupakan bahan kursi utama untuk katup bola mengambang. Katup kupu-kupu berkinerja tinggi dan katup bola dengan logam mulai digunakan lebih banyak dalam aplikasi kilang, meskipun total biaya mereka seringkali lebih tinggi daripada biaya katup gerbang.

3. Industri Air
Sektor industri air masih didominasi oleh katup gerbang besi. Mereka cukup terjangkau dan memiliki umur yang panjang, bahkan dalam aplikasi yang terkubur.

4. Industri Daya
Industri listrik menggunakan katup gerbang paduan untuk aplikasi yang melibatkan tekanan yang sangat tinggi dan suhu yang sangat tinggi. Meskipun beberapa katup bola dunia berbentuk Y yang lebih baru dan katup bola dengan logam yang dirancang untuk layanan pemblokiran ditemukan di pembangkit listrik, katup gerbang masih lebih disukai oleh perancang dan operator pabrik.

Bahan apa itu katup gerbang?

Baja dan besi adalah bahan katup gerbang paling populer dari konstruksi, dengan baja menjadi pilihan untuk sebagian besar aplikasi industri dan besi untuk air, air limbah, dan pemanas, ventilasi, dan pendingin udara (HVAC).

Bahan katup gerbang populer lainnya dari konstruksi termasuk stainless steel, perunggu dan paduan tinggi seperti Hastelloy dan Inconel.

Standar desain dan konstruksi untuk katup gerbang diterbitkan oleh American Petroleum Institute (API), Produsen Standardisasi Masyarakat (MSS), American Water Works Association (AWWA), dan American Society of Mechanical Engineers (ASME).