4 כדורים אטימות
חומר איטום המושבים החשוב ביותר עבורשסתומי כדורהוא פולי-טטראאוקסי-אתילן (PTFE), הרגיש כמעט לכל החומרים הכימיים, ובעל מקדם חיכוך נמוך, ביצועים יציבים, לא קל להתיישן, טווח יישומים רחב בטמפרטורות וביצועי איטום בעלי מאפיינים מקיפים מצוינים. עם זאת, התכונות הפיזיקליות של PTFE, כולל מקדם התפשטות גבוה, רגישות לזרימה קרה ומוליכות תרמית ירודה, מחייבות את תכנון אטמי מושב השסתום להתמקד במאפיינים אלה. החומר הפלסטי של אטם מושב השסתום כולל גם PTFE ממולא, ניילון וחומרים רבים אחרים. עם זאת, כאשר חומר האיטום מתקשה, אמינות האטם תיפגע, במיוחד במקרה של הפרש לחצים נמוך. בנוסף, גומי סינתטי כמו גומי בוטיל יכול לשמש גם כחומר איטום למושב השסתום, אך טווחי המדיום והטמפרטורות המתאימים לו מוגבלים. בנוסף, אם המדיום אינו משומן, השימוש בגומי סינתטי עלול לגרום לחסימת הכדור.
על מנת לעמוד בדרישות השימוש של יישומים תעשייתיים כגון טמפרטורה גבוהה, לחץ גבוה, שחיקה חזקה, אורך חיים ארוך וכו', שסתומי כדור אטומים ממתכת פותחו מאוד בעשר השנים האחרונות. במיוחד במדינות מתועשות מפותחות, כגון ארצות הברית, איטליה, גרמניה, ספרד, הולנד וכו', מבנה שסתומי הכדור שופר ללא הרף, והופיעו שסתומי כדור קבורים ישירות בעלי גוף מרותך לחלוטין, שסתומי כדור להרמה ושסתומי כדור בצינורות למרחקים ארוכים, בציוד זיקוק נפט וכו'. תחום התעשייה נמצא בשימוש נרחב יותר ויותר, עם הופעת שסתומי כדור בקוטר גדול (3050 מ"מ), לחץ גבוה (70 מגה פסקל) וטווח טמפרטורות רחב (-196~8159 מעלות צלזיוס), כך שהטכנולוגיה של שסתומי הכדור הגיעה לרמה חדשה.
5 תכנון וייצור של שסתומי כדור
הודות ליישום של תכנון בעזרת מחשב (CAD), ייצור בעזרת מחשב (CAM) ומערכת ייצור Mulberry (FMS) בתעשיית השסתומים, תכנון וייצור שסתומי כדור הגיעו לרמה חדשה לגמרי. לא רק שיטת חישוב תכנון השסתומים חידשה לחלוטין, אלא גם הפחיתה את עבודת התכנון השגרתית הכבדה והחוזרת על עצמה של אנשי מקצוע וטכניים, כך שלטכנאים יש יותר אנרגיה לשיפור, שיפור ביצועי המוצר ופיתוח מוצרים חדשים, וקיצור מחזור המחקר והפיתוח של מוצרים חדשים. שיפור פריון העבודה באופן מקיף, ובתהליך המחקר והפיתוח של שסתומי כדור מסוג מוט הרמה עם אטימה ממתכת, הודות ליישום של CAD/CAM, הופיעה שסתומי כדור שטוחים בעלי ספירלה רחבה המיוצרים על ידי תכנון בעזרת מחשב וכלי מכונה CNC בעזרת מחשב, שהם אטם מתכתי. לשסתום הכדור אין שריטות ובלאי במהלך תהליך הפתיחה והסגירה, כך שביצועי האיטום וחיי השירות של שסתום הכדור משתפרים מאוד. כאשר שסתום הכדור פתוח במלואו, התנגדות הזרימה קטנה מאוד, כמעט שווה לאפס, ולכן שסתום כדורי בקוטר שווה נמצא בשימוש נרחב בצינורות נפט וגז מכיוון שקל לנקות את הצינור. מכיוון שכדור שסתום הכדור נמחק במהלך תהליך הפתיחה והסגירה, ניתן להשתמש ברוב שסתומי הכדור במדיה עם חלקיקים מוצקים מרחפים. בהתאם לחומר טבעת האיטום, ניתן להשתמש בו גם במדיה אבקה וגרגירי.
6 שסתום כדורי באירועים רלוונטיים
מכיוון שבסתום כדור משתמשים בדרך כלל בגומי, ניילון ופוליטטראאוקסיאתילן כחומר טבעת איטום המושב, טמפרטורת השימוש בו מוגבלת על ידי חומר טבעת איטום מושב השסתום. אפקט החיתוך של רוחב הכדור מושג על ידי לחיצה של כדורי המתכת זה כנגד זה בין מושבי השסתום הפלסטי תחת פעולת המדיום (שסתום כדור צף). תחת פעולת לחץ מגע מסוים, טבעת איטום מושב השסתום מתעוותת באופן אלסטי ופלסטי באזורים מסוימים. עיוות זה יכול לפצות על דיוק הייצור ועל חספוס פני השטח של הכדור, ולהבטיח את ביצועי האיטום של שסתום הכדור.
בנוסף, מכיוון שטבעת איטום המושב של שסתום הכדור עשויה בדרך כלל מפלסטיק, בעת בחירת המבנה והביצועים של שסתום הכדור, יש צורך לקחת בחשבון את עמידות האש ועמידות האש של שסתום הכדור, במיוחד במגזרים הנפט, הכימיה, המתכת ואחרים, במדיה דליקה ונפיצה. השימוש בשסתומי כדור בציוד ובמערכת צנרת בארצות הברית צריך לשים לב יותר לעמידות באש ולמניעת שריפות.
באופן כללי, בהתאמה דו-מצבית, ביצועי איטום קפדניים, בוץ, שחיקה, תעלת צוואר, פעולת פתיחה וסגירה מהירה (פתיחה וסגירה של 1/4 סיבוב), ניתוק לחץ גבוה (הפרש לחץ גדול), רעש נמוך, קוויטציה ואידוי, במערכות צנרת עם כמות קטנה של דליפה לאטמוספירה, מומנט הפעלה קטן ועמידות נוזלים קטנה, מומלץ להשתמש בשסתומי כדור.
שסתומי כדור מתאימים גם למערכות צנרת בעלות מבנה קל, ניתוק לחץ נמוך (הפרש לחצים קטן) ומדיה קורוזיבית.
ניתן להשתמש בשסתומי כדור גם במכשירים בטמפרטורה נמוכה (קריוגניים) ובמערכות צנרת.
במערכת צינורות החמצן של התעשייה המתכתית, נדרשים שסתומי כדור שעברו טיפול קפדני להסרת שומנים.
כאשר יש צורך לקבור את הקווים הראשיים בצינורות הנפט והגז מתחת לאדמה, נדרשים שסתומי כדור מרותכים בקוטר מלא.
כאשר נדרשת התאמת ביצועים, יש לבחור שסתום כדורי בעל מבנה מיוחד עם פתח בצורת V.
בתעשיית הנפט, הפטרוכימיה, הכימיה, החשמל והבנייה העירונית, ניתן להשתמש בשסתומי כדור אטומים מתכת-למתכת עבור מערכות צנרת עם טמפרטורות הפעלה מעל 200 מעלות צלזיוס.
7 עקרונות יישום של שסתומי כדור
עבור צינורות נפט וגז טבעי, צינורות שצריך לנקות ולקבור באדמה, יש להשתמש בשסתומי כדוריים מפלסים או מפלסים מרותכים; עבור קבורה באדמה, יש לבחור שסתומי כדוריים מפלסים מרותכים או בעלי אוגן; צינורות הסתעפות, יש לבחור חיבור אוגן, חיבור ריתוך, שסתום כדורי מפלסים מלאים או בקוטר מצומצם.
עבור צינור הובלה וציוד אחסון של נפט מזוקק, השתמשו בשסתומי כדור אוגנים.
עבור צינורות גז עירוניים וגז טבעי, יש להשתמש בשסתומי כדור צפים עם חיבור אוגן וחיבור הברגה פנימית.
במערכת צינורות החמצן במערכת המתכתית, יש להשתמש בשסתום כדור קבוע שעבר טיפול קפדני להסרת שומנים וחיבור אוגן.
עבור מערכות צנרת ומכשירים בטמפרטורה נמוכה, יש להשתמש בשסתומי כדור בטמפרטורה נמוכה עם מכסה. במערכת הצנרת של יחידת הפיצוח הקטליטי של יחידת זיקוק הנפט, ניתן לבחור שסתום כדור מסוג מרים.
בציוד ובמערכות צנרת של חומרים קורוזיביים כגון חומצה ובסיס במערכות כימיות, מומלץ להשתמש בכל שסתומי הכדור מפלדת אל-חלד העשויים מפלדת אל-חלד אוסטניטית ופוליטטראאוקסיאתילן כמושב וטבעת איטום.
ניתן להשתמש בשסתומי כדור אטימה מתכת-למתכת במערכות צנרת או במכשירים למדיה בטמפרטורה גבוהה במערכות מתכות, מערכות חשמל, מתקנים פטרוכימיים ומערכות חימום עירוניות.
כאשר נדרשת כוונון זרימה, ניתן לבחור שסתום כדורי בעל הנעה תולעת, פנאומטי או חשמלי עם פתח בצורת V.