Het volledig gelaste ontwerp vervangt traditionele flensverbindingen door stompe lassen tussen het klephuis en de pijpleiding. Hierdoor zijn flenspakkingen, die gevoelig zijn voor lekkage bij thermische schommelingen, drukschommelingen of langdurig gebruik, overbodig. Bij ondergrondse pijpleidingen (bijv. gemeentelijke gasleidingen) voorkomt de gelaste constructie ook dat bodemcorrosie in de aansluitpunten doordringt, waardoor de levensduur van de klep met 30-50% wordt verlengd in vergelijking met flenskleppen.
De gelaste verbindingen ondergaan niet-destructief onderzoek (NDT), inclusief radiografie en ultrasoon onderzoek, om interne defecten te garanderen en te voldoen aan de strenge lekkage-eisen van pijpleidingen met een grote diameter (klasse 150). Voor offshore of vochtige omgevingen is het klepoppervlak gecoat met corrosiewerende epoxyverf, wat de duurzaamheid verder verbetert.
In tegenstelling tot zwevende kogelkranen, waarbij de kogel voor de afdichting afhankelijk is van de mediadruk, ondersteunt het op een draaipunt gemonteerde ontwerp de kogel via de bovenste en onderste draaipunten. Dit elimineert radiale verplaatsing van de kogel bij hoge stroomsnelheden (tot 10,000 m³/u voor DN1000-modellen) en drukschommelingen, waardoor slijtage van de zitting wordt verminderd en consistente afdichtingsprestaties gedurende duizenden cycli worden gegarandeerd.
Het draaipuntontwerp maakt ook bidirectionele afdichting mogelijk, een cruciale eigenschap voor pijpleidingen over lange afstanden waarbij de mediastroom kan omkeren (bijvoorbeeld tijdens het schoonmaken van pijpleidingen of systeemonderhoud). Het nauwkeurig bewerkte bolvormige oppervlak van de kogel (Ra ≤ 0.8 μm) zorgt voor een gelijkmatig contact met de zachte afdichting, waardoor lekkage van ANSI/FCI klasse VI wordt bereikt, zelfs bij minimale bedrijfsdruk.
Handmatige bediening van kleppen met een grote diameter vereist doorgaans een aanzienlijk koppel, maar het geïntegreerde wormwielsysteem vermindert de bedieningsinspanning door middel van nauwkeurige tandwielreductie. Het bronzen wormwiel en de stalen worm bieden een hoge transmissie-efficiëntie (≥ 85%) en een lage speling, wat zorgt voor een soepele, schokvrije rotatie. Voor DN1000 klasse 150 kleppen wordt het bedieningskoppel verlaagd tot ≤ 1500 N·m, waardoor één operator een 90° open/dicht cyclus in 8-12 omwentelingen kan voltooien.
De wormwielkast is afgedicht met O-ringen en voorzien van een vetinjectiepoort voor regelmatige smering, waardoor de operationele efficiëntie behouden blijft, zelfs in zware omstandigheden (bijv. stoffige industriële locaties of buiteninstallaties). Het handwiel heeft een ergonomisch ontwerp met antislipgroeven, waardoor bediening met handschoenen bij lage temperaturen mogelijk is.
De zachte PTFE/RPTFE-afdichtingen bieden uitzonderlijke afdichtingsprestaties en chemische inertie. PTFE is bestand tegen de meeste zuren, logen en organische oplosmiddelen, waardoor het geschikt is voor media zoals water, olie, aardgas en milde chemicaliën. Versterkt PTFE voegt glasvezel of koolstofvezel toe om de mechanische sterkte te verbeteren en vervorming van de afdichting onder hoge druk of temperatuur te voorkomen.
De afdichtingen zijn voorzien van een veer om thermische krimp en slijtage te compenseren en zo een consistente afdichtingsdruk gedurende de gehele levensduur van de klep te garanderen. In tests is gebleken dat het zachte afdichtingssysteem een lekkage van ANSI/FCI klasse VI behoudt na 10,000 open-sluitcycli, wat beter is dan de industriegemiddelden voor kogelkranen met zachte afdichting.
De ingebouwde elektrostatische ontladingsinrichting creëert een geleidend pad tussen de kogel, de steel en het huis, waardoor statische ladingen die ontstaan door wrijving tussen de kogel en de afdichting naar de grond worden geleid. Dit elimineert het risico op statische vonken, wat cruciaal is voor toepassingen met ontvlambare media (bijv. benzine- of aardgasleidingen).
Voor risicovolle industrieën zoals olieraffinage of chemische verwerking biedt het optionele brandveilige ontwerp (API 607) secundaire bescherming. In geval van brand die de zachte afdichting beschadigt, vormen de metalen zitting en kogel een dichte metaal-op-metaalafdichting, waardoor lekkage van media wordt voorkomen en de brand binnen het pijpleidingsysteem wordt gehouden.
- WCB koolstofstaalverificatie: Ruwe WCB-blokken ondergaan een spectrale analyse om de chemische samenstelling te bevestigen (C: 0.25-0.35%, Mn: 0.60-1.00%) en ultrasoon onderzoek (UT) om interne porositeit of scheuren op te sporen. Mechanische testen (trek- en slagvastheid) garanderen naleving van de ASTM A216-normen, met name de slagvastheid bij -29 °C.
- Testen van afdichtingsmateriaal:PTFE/RPTFE-afdichtingen worden getest op maatvastheid, drukvervorming en chemische bestendigheid bij extreme temperaturen (-29℃ tot 300℃) om te garanderen dat ze hun afdichtingseigenschappen behouden onder operationele omstandigheden.
- Inspectie van wormwielcomponenten: Stalen worm- en bronzen wormwielblanks worden geïnspecteerd op materiaalzuiverheid en bewerkbaarheid, met hardheidstesten (worm: ≥28 HRC, wormwiel: ≥150 HB) om slijtvastheid te garanderen.
- Volledige gelaste carrosseriefabricage: Het klephuis wordt vervaardigd met behulp van precisie-stomplastechnologie. De helften van het huis worden met plasmasnijden uit WCB-staalplaten gesneden en vervolgens bewerkt om een nauwkeurige pasvorm te garanderen. Het lassen gebeurt via onderpoederdeklassen (SAW) voor hoogwaardige, consistente lassen, met continue bewaking van de lasparameters (stroomsterkte, spanning, snelheid) om defecten te voorkomen.
- Warmtebehandeling na het lassen (PWHT)Gelaste lichamen ondergaan een spanningsarm gloeiproces bij 600-650 °C, gedurende 2-3 uur, en koelen vervolgens langzaam af tot kamertemperatuur. Dit proces vermindert de resterende lasspanningen met 60-80%, waardoor scheurvorming door thermische schommelingen of druk wordt voorkomen.
- Niet-destructief onderzoek (NDT): Gelaste verbindingen worden geïnspecteerd met behulp van radiografie (RT) om interne defecten op te sporen en vloeistofpenetrantonderzoek (PT) om te controleren op oppervlaktescheuren. Alle lassen moeten voldoen aan de API 6D NDT-vereisten (niveau II).
- Kogels en draaipuntenDe kogel is CNC-gedraaid tot een bolvormige tolerantie van ±0.02 mm en vervolgens gepolijst tot een oppervlakteruwheid van Ra ≤0.8 μm met behulp van diamantslijpschijven. Draaipunten zijn geïntegreerd in de kogel en geslepen tot een diametertolerantie van h7 (±0.015 mm) voor soepele rotatie in bronzen lagers.
- Klepzitting en afdichtingszakken: De zittingen zijn CNC-gefreesd om de kromming van de bal te volgen, met een oppervlakteruwheid van Ra ≤ 1.6 μm. De zachte afdichtingen zijn nauwkeurig gesneden en in de zittingen geperst, met veerdruk voor een gelijkmatige afdichtingsdruk.
- WormwielkastbewerkingDe gietijzeren behuizing is CNC-gefreesd om een nauwkeurige uitlijning van de worm en het wormwiel te garanderen. De tanden zijn freesgefreesd met AGMA Klasse 8 precisie, met een oppervlakteafwerking van Ra ≤ 1.6 μm om wrijving en speling te verminderen.
- SteelbewerkingDe 2Cr13 roestvrijstalen spindel is gedraaid, geslepen en gepolijst tot een oppervlakteruwheid van Ra ≤ 0.4 μm, met een precisieschroefdraad voor aansluiting op het wormwiel en de kogel. Een pakkinggroef is machinaal aangebracht voor de afdichting van de spindel met een met grafiet geïmpregneerde PTFE-pakking.
- Component montage: De kogel-draaikransconstructie wordt in het klephuis geplaatst, met bronzen lagers ter ondersteuning van de draaikransen. De spindel is verbonden met de kogel en het wormwiel, met een pakking om spindellekkage te voorkomen. De wormwielkast is op de klepkap gemonteerd en met een laser uitgelijnd om een kogelrotatie van 90° te garanderen zonder vastlopen.
- Hydrostatisch testen: De klep wordt gevuld met water voor het testen van de behuizing en de zitting. De behuizing wordt gedurende 30 minuten onder een druk van 2.4 MPa (1.5 × klasse 150) gezet, zonder dat er lekkage of vervorming optreedt. De zitting wordt gedurende 15 minuten getest op 1.76 MPa (1.1 × klasse 150), waarbij de lekkage wordt gemeten met een bellenteller om te bevestigen dat deze voldoet aan ANSI/FCI klasse VI.
- Operationeel testen: De werking van het wormwiel is getest om een koppel ≤1500 N·m te bevestigen voor DN1000-modellen. Er worden 100 open-sluitcycli uitgevoerd om een soepele werking en consistente afdichting te verifiëren. De positie-indicator is gekalibreerd om een nauwkeurige uitlijning met de positie van de kogel (open/gesloten) te garanderen.
- Laatste inspectie: Dimensionale controles bevestigen de naleving van de ASME B16.10- en ASME B16.25-normen. Documenten over de traceerbaarheid van het materiaal, testrapporten en certificeringsdocumentatie (API 6D, ISO 9001) worden opgesteld voor levering.
