ההבחנה הבסיסית בין שסתומי כדור צפים לבין שסתומים כדוריים-מותקנים טמונה באיזה רכיב מבצע את פעולת האיטום.
בשסתום כדור צף, הכדור אינו מקובע בצורה נוקשה בתוך החלל. כאשר מופעל לחץ במעלה הזרם, הכדור נעקר במורד הזרם, ונלחץ על המושב כדי ליצור איטום. הכדור נע לכיוון המושב.
בשסתום כדורי-מותקן, הכדור מאובטח במרכזו על ידי פירי תמיכה עליונים ותחתונים, כשהמיקום הצירי שלו קבוע. פעולת האיטום מתבצעת על ידי המושבים הצפים, שמועמסים מראש על ידי קפיצים ונעזרים עוד יותר בלחץ בינוני כדי לשמור על מגע עם הכדור. המושב נע לעבר הכדור.
הבחנה בסיסית זו קובעת את כל ההבדלים הבאים בתנאי השירות החלים, הביצועים התפעוליים והעלות הכוללת.
דירוגי לחץ וגודל
שסתומי כדור צפים מתאימים לשירותי לחץ בינוני עד נמוך, בדרך כלל לא עולים על Class 300 (PN40), עם גדלי קידוחים בדרך כלל עד DN 200. ככל שלחץ המערכת עולה, הדחף המועבר מהכדור למושב במורד הזרם גדל באופן פרופורציונלי. מעבר למגבלות חומרי המושב, אמינות האיטום נפגעת, ומומנט ההפעלה עולה בצורה חדה.
שסתומים כדוריים-מוצבים ב-Tunnion מיועדים לשירותי לחץ- גבוהים, המסוגלים להתמודד עם דירוגים מ-Class 600 עד Class 2500 (PN100 ומעלה), עם גדלי שקעים הניתנים להרחבה מעבר ל-DN 2000. הדחף שנוצר מלחץ בינוני על הכדור נספג ישירות על ידי גוף השסתום, כך שתומכי מגע בים אינם נחוצים רק לתמיכת מגע בים. מושפע מלחץ המערכת.
מומנט הפעלה
עבור שסתומי כדור צפים, מומנט ההפעלה גדל במיוחד עם עליית הלחץ. בתנאי לחץ- גבוהים, הכדור נלחץ בחוזקה אל המושב, והחיכוך הסטטי במהלך הפתיחה והסגירה הוא משמעותי, וכתוצאה מכך לפעולה כבדה יותר.
עבור שסתומי כדור מותקנים-, הכדור נתמך על ידי מיסבים בעלי מקדמי חיכוך נמוכים, והמושבים הצפים שומרים על לחץ משטח איטום מבוקר. מומנט ההפעלה נשאר נמוך ובמידה רבה בלתי תלוי בלחץ המערכת.
כיוון איטום
שסתומי כדור צפים הם חד-כיוונים בתצורת איטום. כוח האיטום מקורו בלחץ במעלה הזרם הפועל על הכדור. אם נתון ללחץ הפוך, הכדור נדחק מהמושב, מה שמוביל לדליפה. נדרשת הקפדה על סימון כיוון הזרימה במהלך ההתקנה.
שסתומי כדור מותקנים-מספקים איטום דו-כיווני. שני המושבים צפים באופן עצמאי, כך שללא קשר לכיוון הלחץ, המושב המתאים נאלץ כנגד הכדור כדי ליצור אטימה. זה הופך אותם למתאימים לצינורות שבהם עלולה להתרחש זרימה הפוכה או שנדרשת כיבוי- דו-כיווני-.
עלות ייצור
שסתומי כדור צפים כוללים תצורה פשוטה יותר עם פחות רכיבים, וכתוצאה מכך עלויות עיבוד והרכבה נמוכות יותר. עבור מפרטים מקבילים, מחיר הרכש נמוך משמעותית מזה של שסתום כדורי-מותקן.
שסתומי כדור-המורכבים על Trunnion משלבים רכיבים נוספים כולל פירי תמיכה, מיסבים, מכלולי מושבים צפים וקפיצים. הדיוק הנדרש למורכבות העיבוד וההרכבה מגדיל את עלויות הייצור. עם זאת, מחיר רכישה ראשוני גבוה יותר אינו מעיד בהכרח על עלות בעלות כוללת גבוהה יותר. בשירותי-לחץ גבוה, תכופים-תפעול, שסתומי כדור מותקנים- מציגים בלאי מופחת ומרווחי תחזוקה ארוכים, מה שהופך את הכלכלה הכוללת של מחזור החיים שלהם לעדיפה.
נגישות תחזוקה
שסתומי כדור צפים הם פשוטים במבנה, ומאפשרים פירוק קל ללא כלי עבודה מיוחדים. תחזוקה שוטפת יכולה להתבצע על ידי צוות האתר.
שסתומים כדוריים-מורכבים על Trunnion כוללים יותר רכיבים ופירוק מורכב יחסית. עם זאת, רוב העיצובים מאמצים תצורת כניסה עליונה-, המאפשרת החלפת מושב ואטם מבלי להסיר את גוף השסתום מהצינור, מה שמציע יתרון לתחזוקה-ת.
הנחיות בחירה
החלטות בחירה צריכות להתבסס על שלושה קריטריונים עיקריים:
ראשית, קבע את סוג השסתום לפי דרגת הלחץ וגודל הקדח. עבור שירותים בדרגה 300 ומטה עם גדלי שקעים שאינם עולים על DN 200, שסתום כדורי צף הוא הולם וחסכוני-. עבור לחצים העולים על Class 600 או גדלי קידוח גדולים מ-DN 200, מומלץ שסתום כדורי- מותקן. אחרת, לא ניתן להבטיח מומנט הפעלה וחיי איטום.
שנית, ודא אם המערכת דורשת איטום דו-כיווני. אם התהליך דורש סגירה הדוקה- בשני הכיוונים, או אם אפשרית זרימה הפוכה, שסתום כדורי מותקן- הוא חובה.
שלישית, הערך את העלות הכוללת של מחזור החיים באופן מקיף. ביישומים בלחץ-גבוה,-במחזור גבוה, שסתומי כדור מותקנים-, למרות השקעה ראשונית גבוהה יותר, עשויים להתגלות חסכוני יותר בטווח הארוך בשל פעולה חלקה, בלאי מושב מופחת ומרווחי תחזוקה ממושכים. הבחירה לא צריכה להתבסס רק על עלות הרכישה.
תַקצִיר
שסתומי כדור צפים מציעים בנייה פשוטה ויעילות-עלות עבור יישומים רגילים בלחץ בינוני-, קטן-עד-בינוני-. שסתומים כדוריים-המורכבים על Trunnion מספקים מבנה חזק ויכולת לחץ-גבוהה עבור שירותים חמורים הכוללים גדלי קידוח גדולים ותנאים תובעניים. הבחירה המתאימה תלויה בהתאמת תצורת השסתום לפרמטרי השירות, כאשר דירוג הלחץ וגודל הקדח משמשים כנקודות ההחלטה העיקריות, וכיוון האיטום כגורם קובע נוסף.
