Zawór kulowy, Definicja podstawowa, Budowa

August 8, 2025

Zawór kulowy to zawór o ruchu liniowym, zaprojektowany do precyzyjnej regulacji przepływu i niezawodnego odcinania, charakteryzujący się sferyczną komorą korpusu i ruchomym mechanizmem tarczy/wtyczki. Kluczowe komponenty obejmują:

  • Korpus: Zazwyczaj Z-kształtny (standardowy), Y-kształtny (niska rezystancja) lub kątowy (zmiana kierunku)

  • Kaptur: Przykręcony/przykręcony do korpusu, obudowa zespołu trzpienia

  • Tarcza i Gniazdo: Stożkowa/paraboliczna tarcza współpracuje ze stacjonarnym pierścieniem gniazda w celu uszczelnienia

  • Trzpień: Konstrukcja gwintowana przekształca obrót koła ręcznego w liniowy ruch tarczy

2. Mechanizm działania

  • Zasada kontroli przepływu:
    Pozycja tarczy moduluje przepływ, zmieniając przestrzeń pierścieniową między tarczą a gniazdem (tarcze z nacięciem V umożliwiają precyzyjniejszą kontrolę).

  • Zależność ciśnienia i temperatury:
    Gatunki ASTM A217 (np. WC6/WC9) określają maksymalne ciśnienia robocze (klasa 150–2500 zgodnie z ASME B16.34).

3. Specyfikacje techniczne (tabela porównawcza)

Parametr

Standardowy zawór kulowy

Wariant o wysokiej wydajności

Współczynnik przepływu (Cv)

5–200

10–500 (prowadzone w klatce)

Klasa szczelności

ANSI Klasa IV

Klasa V (z uszczelnieniem metalowym)

Moment obrotowy uruchamiania

20–800 Nm

50–2000 Nm (z napędem tłokowym)

4. Wdrożenie przemysłowe

  • Wytwarzanie energii: Główna izolacja pary (korpusy ASTM A182 F91/F92)

  • Przemysł naftowy i gazowy: Zawory dławiące do kontroli ciśnienia na głowicy odwiertu (zgodne z API 6A)

  • Kriogenika: Konstrukcje z przedłużonym kapturem do zastosowań LNG (-196°C)

5. Ewolucja i innowacje

Nowoczesne konstrukcje integrują:

  • Inteligentne pozycjonery: Testowanie częściowego skoku certyfikowane zgodnie z IEC 61508

  • Powłoki odporne na erozję: Powłoka Stellite 6 na powierzchniach gniazda/tarczy

  • Komponenty drukowane w 3D: Skrócone czasy realizacji dla niestandardowych geometrii

6. Zgodność ze standardami

  • Wymiarowa: ASME B16.10 (wymiary czoło-czoło)

  • Testowanie: API 598 (testy ciśnieniowe/szczelności gniazda)

  • Materiał: NACE MR0175 dla środowisk kwaśnych