В сфере регулирования потока в малогабаритных промышленных системах, шаровые клапаны с плавающим шаром представляют собой компактное и экономичное решение для регулирования потока в режиме «включение-выключение». Шаровой клапан TIANYU DN15 PN16 из нержавеющей стали SS304 с плавающим шаром поднимает это решение на новый уровень, строго соответствуя мировым стандартам, используя гигиеничные материалы и обеспечивая надежную работу. Разработанный в соответствии с требованиями API 608 (Стальные шаровые клапаны для нефтяной, нефтехимической и смежных отраслей промышленности), ASME B16.34 (Клапаны, фланцы, фитинги и прокладки для трубопроводов высокого давления) и CE PED 2014/68/EU, этот клапан сочетает в себе коррозионную стойкость нержавеющей стали SS304, химическую инертность мягкого уплотнения из ПТФЭ и простоту ручного управления, что позволяет использовать его в системах низкого и среднего давления в критически важных с точки зрения гигиены и легкой промышленности.
В основе конструкции плавающего шара (где шар не поддерживается цапфами и герметизация осуществляется за счет давления рабочей среды) лежит оптимизация для малых диаметров, таких как DN15: она исключает громоздкие опорные компоненты, уменьшая габариты клапана и себестоимость производства, при этом сохраняя герметичность. Все контактирующие с рабочей средой компоненты из нержавеющей стали SS304 (корпус, шар, шток) устойчивы к ржавчине и умеренной коррозии, что делает клапан пригодным для использования в системах питьевого водоснабжения, пищевой промышленности и при работе с легкими химическими веществами, а седло клапана из ПТФЭ обеспечивает герметичное закрытие (ANSI/FCI Class VI) для предотвращения загрязнения продукта или утечки жидкости.
Ручная рычажная рукоятка позволяет за считанные секунды включать и выключать клапан на 90 градусов, не требуя внешнего источника питания — идеально подходит для малогабаритного оборудования, лабораторных установок или удаленных ответвлений трубопроводов, где автоматизация не требуется. Фланцевое соединение (ASME B16.5 Class 150) обеспечивает совместимость со стандартными промышленными трубопроводами, а компактные габариты (соответствующие стандарту API 608) упрощают модернизацию существующих систем. Этот клапан, являющийся надежным инструментом для регулирования расхода в трубопроводах малого диаметра, сочетает в себе гигиеничность, долговечность и простоту эксплуатации, отвечая требованиям различных применений с малыми объемами потока.
Каждый компонент отбирается с учетом приоритетов коррозионной стойкости, герметичности и совместимости с гигиенически строгими или умеренно агрессивными промышленными средами:
- Корпус клапана и шар: Нержавеющая сталь SS304 (ASTM A182 Grade F304) — аустенитная нержавеющая сталь, широко известная своими сбалансированными механическими и коррозионностойкими свойствами. Ее химический состав строго контролируется: хром (18–20%), никель (8–12%), углерод (≤0.08%), марганец (≤2.00%), фосфор (≤0.045%), сера (≤0.030%). Эта формула обеспечивает предел прочности на растяжение ≥515 МПа, предел текучести ≥205 МПа и относительное удлинение ≥40% — достаточно для выдерживания нагрузок давления PN16 и циклического термического расширения. Корпус и шарик изготавливаются методом холодной ковки (для DN15 — процесс, обеспечивающий плотный материал без дефектов) для устранения пористости, характерной для литья, а затем подвергаются прецизионной механической обработке для обеспечения точности размеров.
- Седло клапана: ПТФЭ (политетрафторэтилен, ASTM D4894) — фторполимер, ценимый за свою химическую инертность и низкое трение. Седло изготовлено из смолы, соответствующей требованиям FDA 21 CFR 177.1550, что гарантирует его нетоксичность и безопасность при непосредственном контакте с пищевыми продуктами, напитками и питьевой водой. ПТФЭ обладает устойчивостью практически ко всем неокисляющим кислотам, щелочам, растворителям и углеводородам, а диапазон рабочих температур составляет от -20℃ до 150℃. Седло отлито в виде жесткого кольца (соответствующего канавке седла корпуса клапана) для обеспечения надежной установки и равномерного контакта с шаром.
- Шток клапанаИзготовлен из нержавеющей стали SS304 (ASTM A276 Grade 304), имеет противовыбросовое выступное соединение, которое входит в зацепление с отверстием крышки корпуса клапана. Эта особенность предотвращает выброс штока под чрезмерным давлением рабочей среды — критически важное требование безопасности для оборудования, работающего под давлением. Шток прецизионно обработан на токарном станке с допуском по диаметру ±0.01 мм, а затем отполирован до шероховатости поверхности Ra ≤0.4 мкм для минимизации трения с уплотнительным узлом, обеспечивая плавное вращение при работе рычага.
- Упаковка и пломбыУплотнение из графита, пропитанного ПТФЭ, представляет собой многослойную конструкцию, обеспечивающую герметичное уплотнение вокруг штока при сохранении совместимости с средами, критически важными с точки зрения гигиены. В процессе сборки уплотнение сжимается до 10–15% от своей первоначальной толщины для обеспечения баланса между герметизирующими свойствами и рабочим крутящим моментом. Фланцевые прокладки соответствуют стандарту ASME B16.20, в них используется ПТФЭ, армированный безасбестовыми волокнами, что обеспечивает экологическую безопасность и надежное уплотнение между клапаном и фланцами трубопровода.
- Крепежные элементы и ручкаФланцевые крепежные элементы (болты и гайки) изготовлены из нержавеющей стали SS304 (ASTM A193 Grade B8 и ASTM A194 Grade 8), что обеспечивает коррозионную стойкость при мойке или во влажной среде. Рукоятка ручного рычага отлита из алюминиевого сплава (ASTM B108) с черным анодированным покрытием и оранжевой противоскользящей накладкой, рассчитанной на многократное использование и обеспечивающую надежное удержание даже в перчатках.
- Размер порта (DN/NPS): DN15 (1/2”), выполнен в полнопроходном исполнении (диаметр отверстия равен номинальному размеру трубы). Такая конструкция минимизирует падение давления на клапане, обеспечивая коэффициент расхода (Cv) приблизительно 15 — чего достаточно для работы с низкими и средними расходами (например, 15 м³/ч воды) без ограничения производительности системы. Полнопроходное отверстие также облегчает очистку, что является критически важной особенностью для применений, где важна гигиена, таких как пищевая промышленность.
- Рейтинг давления: PN16 (1.6 МПа), соответствует требованиям ASME B16.34 к давлению и температуре для клапанов из нержавеющей стали. При 20℃ (температура окружающей среды) клапан рассчитан на максимальное рабочее давление 1.6 МПа; при верхнем пределе температуры седла из ПТФЭ (150℃) номинальное давление снижается до 1.0 МПа (согласно рекомендациям ASME B16.34 для клапанов с эластомерным уплотнением).
- Диапазон температурДиапазон рабочих температур: от -20℃ до 150℃ (непрерывная работа с седлом из ПТФЭ). Для применений, требующих более низких температур (до -40℃), в качестве опции доступно седло из ФКМ (Витон); для более высоких температур (до 200℃) могут быть выбраны седла из ПФА (перфторалкоксиалкана) (оба варианта соответствуют требованиям FDA).
- концевое соединениеФланец (ASME B16.5 Класс 150) с уплотнительной поверхностью с выступающей поверхностью (RF). Размеры фланца для DN15 Класс 150 стандартизированы: наружный диаметр 95 мм, диаметр окружности расположения болтов 60.3 мм, 4 отверстия для болтов M10 и толщина фланца 12.7 мм. Это обеспечивает совместимость со стандартными промышленными фланцами трубопроводов, исключая необходимость в изготовлении переходников на заказ.
- Измерения лицом к лицуСоответствует стандарту API 608, имеет диаметр 90 мм для класса DN15 150. Эта небольшая длина между торцами на 30–40% компактнее, чем у аналогичных шаровых клапанов, что делает клапан подходящим для установки в стесненных условиях (например, внутри модульных установок или лабораторных вытяжных шкафов).
- Уплотнение: ANSI/FCI 70-2 Класс VI (герметичное уплотнение), наивысший стандарт для клапанов с мягким уплотнением. Для жидких сред скорость утечки ограничена ≤0.1×DN мм³/мин, что соответствует ≤1.5 мм³/мин для DN15. Такой уровень герметизации гарантирует отсутствие потерь продукта, загрязнения рабочей среды и соответствие гигиеническим стандартам (например, HACCP для пищевой промышленности).
- Рабочий крутящий моментПримерно 15 Н·м для DN15 PN16 — уровень крутящего момента, который легко контролируется одной рукой (даже в защитных перчатках). Низкий крутящий момент достигается благодаря самосмазывающимся свойствам седла из ПТФЭ, которые снижают трение между шариком и седлом во время вращения.
- Жизненный цикл: ≥50 000 циклов открытия/закрытия при нормальных условиях эксплуатации (чистая среда, надлежащее техническое обслуживание). Эластичность седла из ПТФЭ компенсирует незначительный износ уплотнительной поверхности шара, продлевая срок службы клапана по сравнению с альтернативными вариантами с жестким металлическим уплотнением.
- Реле времени: ≤3 секунды для полного поворота на 90 градусов (из открытого в закрытое положение), что позволяет быстро реагировать на изменения технологического процесса или аварийные остановки. Конструкция рычага обеспечивает четкое визуальное подтверждение положения клапана: параллельно трубопроводу = открыто; перпендикулярно = закрыто.