Zawory przemysłowe są krytycznymi elementami sterującymi w systemach dostarczania płynów, z różnymi metodami klasyfikacji opartymi głównie na funkcji, ciśnieniu, temperaturze i metodach uruchamiania. Poniżej przedstawiono typowe podejścia do klasyfikacji i typowe rodzaje zaworów:
Klasyfikacja według funkcji
-
Zawory odcinające: Służą do łączenia lub blokowania przepływu medium, takie jak zawory zasuwowe, zawory kulowe, zawory motylkowe i zawory dławikowe.
Przykładowe produkty:- Pneumatyczny ręczny zawór zasuwowy (DN150, połączenie kołnierzowe, odpowiedni do hydraulicznego sterowania rurociągami)
- Zawór kulowy kołnierzowy ze stali nierdzewnej (DN125, miękkie uszczelnienie, używany do odcinania przepływu)
-
Zawory zwrotne: Zapobiegają cofaniu się medium, takie jak zawory zwrotne uchylne i zwrotne wahadłowe.
-
Zawory regulacyjne: Regulują ciśnienie i przepływ medium, takie jak zawory redukcyjne ciśnienia i zawory dławiące.
-
Zawory bezpieczeństwa: Zapewniają ochronę przed nadciśnieniem poprzez odprowadzanie nadmiaru medium.
-
Zawory rozdzielcze: Rozdzielają lub mieszają media, takie jak trójdrożne zawory dławikowe i dławiki parowe.
Klasyfikacja według ciśnienia nominalnego
- Zawory niskociśnieniowe: PN ≤1,6 MPa
- Zawory średniociśnieniowe: PN 2,5–6,4 MPa
- Zawory wysokociśnieniowe: PN 10–80 MPa
- Zawory ultrawysokociśnieniowe: PN ≥100 MPa.
Klasyfikacja według temperatury pracy
- Zawory wysokotemperaturowe: t >450°C (wymagają specjalnych materiałów, takich jak stal chromowo-molibdenowo-wanadowa, z przedłużonymi kapturami i procesami spawania pierścieni uszczelniających)
- Zawory średniotemperaturowe: 120°C ≤ t ≤450°C
- Zawory normalnotemperaturowe: -40°C ≤ t ≤120°C
- Zawory niskotemperaturowe: -100°C ≤ t ≤-40°C
- Zawory ultraniskotemperaturowe: t <-100°C.
Klasyfikacja według metody uruchamiania
- Zawory ręczne: Takie jak ręczne zawory kulowe i zawory zasuwowe z podnoszonym trzpieniem i miękkim uszczelnieniem
- Zawory z napędem: W tym typy elektryczne, pneumatyczne i hydrauliczne, takie jak pneumatyczne zawory odcinające.
Inne metody klasyfikacji
- Według typu połączenia: Kołnierzowe, spawane lub złączki zaciskowe.
- Według wielkości portu: Małe (DN<40mm), średnie (DN50–300mm) i duże (DN≥350mm).
Powyższe klasyfikacje stanowią podstawowe ramy dla zaworów przemysłowych. Rzeczywisty dobór powinien być oparty na konkretnych warunkach pracy (np. właściwościach medium, wymaganiach dotyczących ciśnienia i temperatury).
Typowe materiały zaworów
Materiały zaworów przemysłowych są bardzo zróżnicowane, a dobór odpowiedniego materiału ma kluczowe znaczenie w oparciu o medium robocze, temperaturę i warunki ciśnienia. Poniżej przedstawiono typowe materiały zaworów i ich charakterystykę:
Typowe materiały korpusów
- Żeliwo szare
- Odpowiednie dla ciśnień nominalnych PN ≤1,0 MPa i temperatur od -10°C do 200°C w wodzie, parze, powietrzu i innych mediach.
- Niski koszt, ale niższa wytrzymałość na rozciąganie i umiarkowana odporność na temperaturę (zalecana poniżej 200°C).
- Żeliwo sferoidalne
- Odpowiednie dla PN ≤2,5 MPa i temperatur od -30°C do 300°C w wodzie, parze i oleju.
- Lepsza wytrzymałość i udarność niż żeliwo szare, z dobrą odpornością na zużycie.
- Żeliwo sferoidalne (żeliwo sferoidalne)
- Odpowiednie dla PN ≤4,0 MPa i temperatur od -30°C do 350°C w wodzie, parze i oleju.
- Właściwości mechaniczne zbliżone do stali, z wysoką wytrzymałością na rozciąganie i udarnością.
- Stal węglowa (np. WCB)
- Odpowiednie dla PN ≤32,0 MPa i temperatur od -30°C do 425°C w środowiskach wysokociśnieniowych, takich jak ropa naftowa i para.
- Dobra ogólna wydajność, z dużą odpornością na ciśnienie i uderzenia.
- Stal nierdzewna
- Stal nierdzewna austenityczna (np. 304/316): Doskonała odporność na korozję. 304 jest odpowiednia dla środowisk ogólnych, podczas gdy 316 jest odpowiednia dla mediów korozyjnych zawierających chlorki.
- Szeroko stosowana w przemyśle chemicznym i spożywczym.
- Stopy miedzi
- Odpowiednie dla PN ≤2,5 MPa w wodzie, wodzie morskiej, tlenie i innych mediach, w temperaturach od -40°C do 250°C.
- Stal niskotemperaturowa
- Odpowiednie dla PN ≤6,4 MPa i temperatur ≥-196°C w skroplonym gazie ziemnym, ciekłym azocie i innych zastosowaniach kriogenicznych.
- Tworzywa sztuczne / Guma powlekana / PTFE powlekany
- Dobra odporność na korozję, odpowiednie dla niskiego ciśnienia, niskiej temperatury lub wysoce korozyjnych mediów.
Materiały uszczelniające i uszczelniające
- Powierzchnie uszczelniające: Muszą być odporne na korozję i zużycie, powszechnie wykonane z PTFE (Teflonu) lub metali (np. 1Cr13, 1Cr18Ni9).
- Uszczelnienie: Zazwyczaj PTFE lub lina azbestowa, wybierana w oparciu o medium, temperaturę i ciśnienie.
Kluczowe aspekty wyboru
- Charakterystyka medium: W przypadku mediów korozyjnych należy dać pierwszeństwo stali nierdzewnej (np. 316L) lub zaworom powlekanym.
- Temperatura i ciśnienie: Środowiska wysokotemperaturowe i wysokociśnieniowe wymagają stali węglowej lub stopowej, podczas gdy zastosowania kriogeniczne wymagają stali niskotemperaturowej.
- Opłacalność: W trudnych warunkach materiały o wysokiej odporności na korozję (np. 316) mogą być bardziej ekonomiczne.
Aby uzyskać więcej informacji na temat konkretnych materiałów (np. różnic między stalą nierdzewną 304 i 316) lub materiałów uszczelniających, zapoznaj się z następującymi zasobami:
- Przewodnik po doborze zaworów ze stali nierdzewnej (Samouczek wideo)
- Szczegółowe wyjaśnienie materiałów zaworów i zależności temperatury (Artykuł techniczny)