Entre os usuarios que empregan válvulas de globo de gran diámetro a diario, adoitan informar dun problema: as válvulas de globo de gran diámetro adoitan ser difíciles de pechar cando se usan en medios cunha diferenza de presión relativamente grande, como vapor, auga a alta presión, etc. Ao pechar con forza, sempre se atopa que haberá fugas e é difícil pechar hermeticamente. A razón deste problema débese ao deseño estrutural da válvula e ao par de saída insuficiente do nivel límite humano.

Análise da dificultade na conmutación de válvulas de gran diámetro

A forza de saída límite horizontal dun adulto medio é de 60-90 kg, dependendo das diferentes complexións.

Xeralmente, a dirección do fluxo da válvula de globo está deseñada para ser cara abaixo e cara a fóra. Cando unha persoa pecha a válvula, o corpo humano empurra o volante para que xire horizontalmente, de xeito que a tapa da válvula se mova cara abaixo para realizar o peche. Neste momento, é necesario superar a combinación de tres forzas, a saber:

(1) Forza de empuxe axial Fa;

(2) Forza de fricción Fb entre a empaquetadura e o vástago da válvula;

(3) A forza de fricción de contacto Fc entre o vástago da válvula e o núcleo do disco da válvula

A suma dos momentos é ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Pódese observar que canto maior sexa o diámetro, maior será a forza de empuxe axial. Cando está preto do estado pechado, a forza de empuxe axial é case próxima á presión real da rede de tubaxes (debido a P1-P2≈P1, P2=0)

Por exemplo, se se usa unha válvula de globo de calibre DN200 nunha tubaxe de vapor de 10 bar, só o primeiro empuxe axial de peche é Fa=10×πr2=3140 kg, e a forza circular horizontal necesaria para o peche é próxima á forza circular horizontal que pode producir o corpo humano normal. O límite de forza é moi difícil para unha soa persoa pechar completamente a válvula nestas condicións.

Por suposto, algunhas fábricas recomendan instalar tales válvulas ao revés, o que resolve o problema de ser difíciles de pechar, pero tamén existe o problema de que é difícil abrilas despois de pechar.

Análise das causas das fugas internas das válvulas de globo de gran diámetro

As válvulas de globo de gran diámetro úsanse xeralmente en saídas de caldeiras, cilindros principais, conducións de vapor e outros lugares. Estes lugares presentan os seguintes problemas:
(1) En xeral, a diferenza de presión na saída da caldeira é relativamente grande, polo que o caudal de vapor tamén é maior e os danos por erosión na superficie de selado tamén son maiores. Ademais, a eficiencia de combustión da caldeira non pode ser do 100 %, o que fará que o vapor na saída da caldeira teña un gran contido de auga, o que causará facilmente cavitación e danos por cavitación na superficie de selado da válvula.

(2) Para a válvula de peche preto da saída da caldeira e do subcilindro, debido a que o vapor que acaba de saír da caldeira ten un fenómeno de sobrequecemento intermitente, no proceso da súa saturación, se o tratamento de abrandamento da auga da caldeira non é moi bo, parte da auga adoita precipitarse. As substancias ácidas e alcalinas causarán corrosión e erosión na superficie de selado; algunhas substancias cristalizables tamén poden adherirse á superficie de selado da válvula e cristalizar, o que provocará que a válvula non poida selar hermeticamente.

(3) Para as válvulas de entrada e saída dos subcilindros, o consumo de vapor despois da válvula é grande e ás veces pequeno debido aos requisitos de produción e outras razóns. Provoca erosión, cavitación e outros danos na superficie de selado da válvula.

(4) Xeralmente, cando se abre unha tubaxe de gran diámetro, é necesario prequentala, e o proceso de prequental xeralmente require que pase un pequeno fluxo de vapor a través dela, de xeito que a tubaxe poida quentarse lenta e uniformemente ata certo punto antes de que a válvula de peche se poida abrir completamente para evitar danos na tubaxe. O quecemento rápido provoca unha expansión excesiva, o que dana algunhas pezas de conexión. Non obstante, neste proceso, a abertura da válvula adoita ser moi pequena, o que fai que a taxa de erosión sexa moito maior que o efecto de uso normal e reduce seriamente a vida útil da superficie de selado da válvula.

Solucións ás dificultades na conmutación de válvulas de globo de gran diámetro

(1) En primeiro lugar, recoméndase escoller unha válvula de globo selada con fuelle, que evite a influencia da resistencia por fricción da válvula de émbolo e da válvula de empaquetadura, e facilite o cambio.

(2) O núcleo e o asento da válvula deben estar feitos de materiais con boa resistencia á erosión e ao desgaste, como o carburo de estelita;

(3) Recoméndase adoptar unha estrutura de dobre disco de válvula, que non cause erosión excesiva debido á pequena abertura, o que afectará á vida útil e ao efecto de selado.