Günlük olarak büyük çaplı küresel vana kullanan kullanıcılar, buhar, yüksek basınçlı su vb. gibi nispeten büyük basınç farkı olan ortamlarda kullanıldıklarında büyük çaplı küresel vanaların kapatılmasının genellikle zor olduğunu bildirmektedir. Kuvvetle kapatıldığında ise her zaman sızıntı olur ve sıkıca kapatmak zorlaşır. Bu sorunun nedeni, vananın yapısal tasarımı ve insan limit seviyesinin yetersiz çıkış torkudur.

Büyük Çaplı Vanaların Değiştirilmesindeki Zorluğun Analizi

Ortalama bir yetişkinin yatay limit çıkış kuvveti, farklı vücut yapılarına bağlı olarak 60-90 kg arasındadır.

Genellikle küresel vananın akış yönü düşük giriş ve yüksek çıkış olacak şekilde tasarlanmıştır. Bir kişi vanayı kapattığında, insan vücudu el çarkını yatay olarak döndürerek vana kapağının kapanmayı gerçekleştirmek için aşağı doğru hareket etmesini sağlar. Bu esnada, üç kuvvetin birleşiminin üstesinden gelmek gerekir:

(1) Eksenel itme kuvveti Fa;

(2) Salmastra ile valf gövdesi arasındaki sürtünme kuvveti Fb;

(3) Valf gövdesi ile valf diski çekirdeği arasındaki temas sürtünme kuvveti Fc

Momentlerin toplamı ∑M=(Fa+Fb+Fc)R'dir

Çap ne kadar büyükse, eksenel itme kuvvetinin de o kadar büyük olduğu görülebilir. Kapalı duruma yakın olduğunda, eksenel itme kuvveti boru ağının gerçek basıncına neredeyse yakındır (P1-P2≈P1, P2=0 olduğundan).

Örneğin, 10 bar'lık bir buhar borusunda DN200 kalibrelik bir küresel vana kullanıldığında, sadece ilk kapanış eksenel itme kuvveti Fa=10×πr2=3140kg'dır ve kapanma için gereken yatay dairesel kuvvet, normal insan vücudunun üretebileceği yatay dairesel kuvvete yakındır. kuvvet sınırı, dolayısıyla bu koşulda bir kişinin vanayı tamamen kapatması çok zordur.

Elbette bazı fabrikalar bu tür vanaların ters takılmasını öneriyor, bu da kapanma zorluğu sorununu çözüyor, ancak kapandıktan sonra açılmasının zor olması sorunu da var.

Büyük Çaplı Küresel Vanaların İç Sızıntılarının Nedenlerinin Analizi

Büyük çaplı küresel vanalar genellikle kazan çıkışlarında, ana silindirlerde, buhar hatlarında ve diğer yerlerde kullanılır. Bu yerlerde aşağıdaki sorunlar yaşanır:
(1) Genellikle, kazan çıkışındaki basınç farkı nispeten büyüktür, bu nedenle buhar akış hızı da daha yüksektir ve sızdırmazlık yüzeyindeki aşınma hasarı da daha fazladır. Ayrıca, kazanın yanma verimi %100 olamaz, bu da kazan çıkışındaki buharın yüksek su içeriğine sahip olmasına ve bu da kolayca kavitasyona ve valf sızdırmazlık yüzeyinde kavitasyon hasarına neden olur.

(2) Kazan ve alt silindir çıkışına yakın stop vanası için, kazandan yeni çıkan buharın doygunluk sürecinde aralıklı aşırı ısınma olayı meydana geldiğinden, kazan suyunun yumuşatma işlemi çok iyi yapılmazsa, suyun bir kısmı genellikle çökelir. Asit ve alkali maddeler, sızdırmazlık yüzeyinde korozyona ve aşınmaya neden olur; ayrıca bazı kristalleşebilen maddeler valfin sızdırmazlık yüzeyine yapışarak kristalleşebilir ve bu da valfin sıkıca sızdırmazlığını sağlayamamasına neden olabilir.

(3) Alt silindirlerin giriş ve çıkış valflerinde, valften sonraki buhar tüketimi, üretim gereksinimleri ve diğer nedenlerden dolayı büyük veya bazen küçüktür. Bu durum, valf sızdırmazlık yüzeyinde erozyona, kavitasyona ve diğer hasarlara neden olur.

(4) Genellikle, büyük çaplı bir boru hattı açıldığında, boru hattının önceden ısıtılması gerekir ve ön ısıtma işlemi genellikle az miktarda buhar akışı gerektirir; böylece durdurma vanası tamamen açılmadan önce boru hattı belirli bir dereceye kadar yavaşça ve eşit şekilde ısıtılabilir ve boru hattı hasarı önlenebilir. Hızlı ısıtma, aşırı genleşmeye neden olarak bazı bağlantı parçalarına zarar verir. Ancak bu işlemde, vana açıklığı genellikle çok küçüktür ve bu da aşınma oranının normal kullanım etkisinden çok daha fazla olmasına ve vana sızdırmazlık yüzeyinin kullanım ömrünü ciddi şekilde azaltmasına neden olur.

Büyük Çaplı Küresel Vanaların Değiştirilmesindeki Zorluklara Çözümler

(1) Öncelikle, piston valfinin ve sızdırmazlık valfinin sürtünme direncinin etkisini ortadan kaldıran ve geçişi kolaylaştıran körüklü küresel vana seçilmesi önerilir.

(2) Valf çekirdeği ve valf yuvası, Stellite karbür gibi iyi erozyon direncine ve aşınma performansına sahip malzemelerden yapılmalıdır;

(3) Küçük açıklık nedeniyle aşırı erozyona neden olmayacak ve bu da hizmet ömrünü ve sızdırmazlık etkisini etkileyecek çift valf disk yapısının benimsenmesi önerilir.