การออกแบบแบบเชื่อมเต็มตัวแทนที่การเชื่อมต่อแบบหน้าแปลนแบบดั้งเดิมด้วยการเชื่อมแบบชนระหว่างตัววาล์วและท่อ วิธีนี้ช่วยขจัดปัญหาปะเก็นหน้าแปลนซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการรั่วซึมภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความผันผวนของแรงดัน หรือการใช้งานในระยะยาว ในการใช้งานท่อฝังดิน (เช่น ท่อส่งก๊าซของเทศบาล) โครงสร้างแบบเชื่อมยังช่วยป้องกันการกัดกร่อนของดินไม่ให้ซึมเข้าสู่จุดเชื่อมต่อ ช่วยยืดอายุการใช้งานของวาล์วได้ 30-50% เมื่อเทียบกับวาล์วแบบหน้าแปลน
ข้อต่อเชื่อมผ่านการทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์และอัลตราโซนิก เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อบกพร่องภายใน สอดคล้องกับข้อกำหนดการรั่วไหลที่เข้มงวดของท่อส่งขนาดใหญ่ Class 150 สำหรับสภาพแวดล้อมนอกชายฝั่งหรือในที่ชื้น พื้นผิววาล์วเคลือบด้วยสีอีพ็อกซี่ป้องกันการกัดกร่อน เพื่อเพิ่มความทนทานยิ่งขึ้น
ต่างจากวาล์วบอลลอยที่ลูกบอลต้องอาศัยแรงดันของตัวกลางในการปิดผนึก การออกแบบที่ติดตั้งบนแกนหมุนช่วยรองรับลูกบอลผ่านแกนหมุนด้านบนและด้านล่าง วิธีนี้ช่วยลดการเคลื่อนตัวในแนวรัศมีของลูกบอลภายใต้อัตราการไหลสูง (สูงสุด 10,000 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง สำหรับรุ่น DN1000) และความผันผวนของแรงดัน ช่วยลดการสึกหรอของที่นั่งและรับประกันประสิทธิภาพการปิดผนึกที่สม่ำเสมอตลอดหลายพันรอบ
การออกแบบแกนหมุนยังช่วยให้สามารถปิดผนึกได้สองทิศทาง ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญสำหรับท่อส่งระยะไกลที่การไหลของของเหลวอาจย้อนกลับ (เช่น ระหว่างการต่อท่อหรือการบำรุงรักษาระบบ) พื้นผิวทรงกลมที่ผ่านการกลึงอย่างแม่นยำของลูกบอล (Ra ≤0.8μm) ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะสัมผัสกับซีลแบบนิ่มได้อย่างสม่ำเสมอ จึงสามารถป้องกันการรั่วซึมตามมาตรฐาน ANSI/FCI Class VI แม้ในแรงดันใช้งานขั้นต่ำ
การควบคุมวาล์วเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ด้วยมือโดยทั่วไปต้องใช้แรงบิดสูง แต่ระบบเฟืองตัวหนอนแบบบูรณาการช่วยลดแรงในการทำงานด้วยการลดเกียร์อย่างแม่นยำ เฟืองตัวหนอนทองแดงและเฟืองตัวหนอนเหล็กให้ประสิทธิภาพการส่งผ่านสูง (≥85%) และมีระยะฟันเฟืองต่ำ ช่วยให้การหมุนราบรื่นและไม่กระตุก สำหรับวาล์ว DN1000 Class 150 แรงบิดในการทำงานจะลดลงเหลือ ≤1500 นิวตันเมตร ทำให้ผู้ปฏิบัติงานหนึ่งคนสามารถเปิด/ปิดได้ 90° ภายใน 8-12 รอบ
กล่องเกียร์หนอนปิดผนึกด้วยโอริงและติดตั้งช่องฉีดจารบีเพื่อการหล่อลื่นอย่างสม่ำเสมอ ช่วยรักษาประสิทธิภาพการทำงานแม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (เช่น พื้นที่อุตสาหกรรมที่มีฝุ่นละอองมาก หรือการติดตั้งกลางแจ้ง) พวงมาลัยได้รับการออกแบบตามหลักสรีรศาสตร์พร้อมร่องกันลื่น ช่วยให้การทำงานด้วยถุงมือสะดวกยิ่งขึ้นในสภาวะอุณหภูมิต่ำ
ซีลแบบนิ่ม PTFE/RPTFE ให้ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ยอดเยี่ยมและมีความเฉื่อยต่อสารเคมี PTFE ทนทานต่อกรด ด่าง และตัวทำละลายอินทรีย์ส่วนใหญ่ จึงเหมาะสำหรับใช้กับสื่อต่างๆ เช่น น้ำ น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และสารเคมีอ่อนๆ PTFE เสริมแรงเสริมใยแก้วหรือคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกล ป้องกันการเสียรูปของซีลภายใต้แรงดันหรืออุณหภูมิสูง
ซีลมีสปริงเพื่อชดเชยการหดตัวและการสึกหรอจากความร้อน ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแรงดันในการปิดผนึกจะคงที่ตลอดอายุการใช้งานของวาล์ว จากการทดสอบ ระบบปิดผนึกแบบนิ่มสามารถรักษาระดับการรั่วไหลตามมาตรฐาน ANSI/FCI Class VI ได้หลังจากเปิด-ปิด 10,000 รอบ ซึ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรมสำหรับบอลวาล์วแบบปิดผนึกแบบนิ่ม
อุปกรณ์คายประจุไฟฟ้าสถิตในตัวสร้างเส้นทางนำไฟฟ้าระหว่างลูกบอล แกน และตัวอุปกรณ์ ช่วยเบี่ยงเบนประจุไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากแรงเสียดทานระหว่างลูกบอลและซีลลงสู่พื้น วิธีนี้ช่วยลดความเสี่ยงจากการเกิดประกายไฟไฟฟ้าสถิต ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานกับวัสดุไวไฟ (เช่น ท่อส่งน้ำมันเบนซินหรือก๊าซธรรมชาติ)
สำหรับอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูง เช่น การกลั่นน้ำมันหรือการแปรรูปสารเคมี การออกแบบป้องกันอัคคีภัย (API 607) ซึ่งเป็นอุปกรณ์เสริมจะช่วยเพิ่มการป้องกันขั้นที่สอง ในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้จนทำให้ซีลอ่อนเสียหาย ฐานรองและลูกบอลโลหะจะทำหน้าที่เป็นซีลโลหะต่อโลหะอย่างแน่นหนา ช่วยป้องกันการรั่วไหลของสารและควบคุมเพลิงไหม้ไว้ภายในระบบท่อ
- การตรวจสอบเหล็กกล้าคาร์บอน WCB:แท่งเหล็ก WCB ดิบจะถูกวิเคราะห์สเปกตรัมเพื่อยืนยันองค์ประกอบทางเคมี (C: 0.25-0.35%, Mn: 0.60-1.00%) และการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT) เพื่อตรวจหารูพรุนภายในหรือรอยแตก การทดสอบทางกล (แรงดึง แรงกระแทก) ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM A216 โดยเฉพาะความเหนียวทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิ -29℃
- การทดสอบวัสดุซีล:ซีล PTFE/RPTFE ได้รับการทดสอบในด้านเสถียรภาพของมิติ การบีบอัด และความทนทานต่อสารเคมีในอุณหภูมิที่รุนแรง (-29℃ ถึง 300℃) เพื่อให้แน่ใจว่าจะคงคุณสมบัติการปิดผนึกไว้ภายใต้สภาวะการทำงาน
- การตรวจสอบส่วนประกอบเฟืองตัวหนอน:ชิ้นส่วนเหล็กรูปหนอนและล้อหนอนบรอนซ์จะถูกตรวจสอบความบริสุทธิ์ของวัสดุและความสามารถในการตัดเฉือน โดยทำการทดสอบความแข็ง (ล้อหนอน: ≥28 HRC, ล้อหนอน: ≥150 HB) เพื่อให้แน่ใจว่ามีความทนทานต่อการสึกหรอ
- การผลิตชิ้นส่วนด้วยการเชื่อมแบบเต็มตัว:ตัววาล์วผลิตด้วยเทคโนโลยีการเชื่อมชนแบบแม่นยำ ครึ่งหนึ่งของตัววาล์วถูกตัดจากแผ่นเหล็ก WCB โดยใช้การตัดด้วยพลาสม่า จากนั้นจึงกลึงเพื่อให้มั่นใจว่าการประกอบเข้าที่อย่างแม่นยำ การเชื่อมจะดำเนินการโดยใช้การเชื่อมแบบจุ่มใต้น้ำ (SAW) เพื่อการเชื่อมที่มีคุณภาพสูงและสม่ำเสมอ พร้อมการตรวจสอบพารามิเตอร์การเชื่อม (กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความเร็ว) อย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันข้อบกพร่อง
- การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT):ตัวชิ้นงานที่ผ่านการเชื่อมจะผ่านกระบวนการอบอ่อนเพื่อลดความเค้นที่อุณหภูมิ 600-650 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2-3 ชั่วโมง จากนั้นจึงค่อยๆ เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง กระบวนการนี้ช่วยลดความเค้นตกค้างจากการเชื่อมลง 60-80% ป้องกันการแตกร้าวภายใต้สภาวะอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงหรือแรงดัน
- การทดสอบโดยไม่ทำลาย (NDT):รอยเชื่อมจะได้รับการตรวจสอบโดยใช้รังสีเอกซ์ (RT) เพื่อตรวจหาข้อบกพร่องภายใน และการทดสอบด้วยน้ำยาแทรกซึม (PT) เพื่อตรวจหารอยแตกร้าวบนพื้นผิว รอยเชื่อมทั้งหมดต้องเป็นไปตามข้อกำหนด API 6D NDT (ระดับ II)
- ลูกบอลและลูกหมาก:ลูกบอลถูกกลึงด้วย CNC จนได้ค่าความคลาดเคลื่อนของทรงกลม ±0.02 มม. จากนั้นจึงขัดจนได้ค่าความหยาบผิว Ra ≤0.8μm โดยใช้วัสดุขัดเพชร แกนหมุนถูกประกอบเข้ากับลูกบอลและเจียรให้มีค่าความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลาง h7 (±0.015 มม.) เพื่อการหมุนที่ราบรื่นในตลับลูกปืนบรอนซ์
- ช่องวาล์วและซีล:ช่องที่นั่งผลิตจากเครื่อง CNC เพื่อให้สอดคล้องกับความโค้งของลูกบอล โดยมีความหยาบผิว Ra ≤1.6μm ซีลแบบนิ่มถูกตัดอย่างแม่นยำและกดลงในช่องด้วยสปริงเพื่อให้มั่นใจว่าแรงดันในการปิดผนึกสม่ำเสมอ
- การกลึงกล่องเฟืองตัวหนอน:ตัวเรือนเหล็กหล่อผ่านกระบวนการกลึงด้วยเครื่อง CNC เพื่อให้มั่นใจว่าตัวหนอนและล้อหนอนจะเรียงตัวกันอย่างแม่นยำ ฟันเฟืองได้รับการกลึงด้วยเครื่องจักรแบบ hobbing ตามความแม่นยำระดับ AGMA Class 8 พร้อมผิวสำเร็จ Ra ≤1.6μm เพื่อลดแรงเสียดทานและระยะฟันเฟือง
- การกลึงก้าน:ก้านสเตนเลสสตีล 2Cr13 ถูกกลึง เจียร และขัดเงาจนมีความหยาบผิว Ra ≤0.4μm พร้อมเกลียวที่แม่นยำสำหรับเชื่อมต่อกับเฟืองตัวหนอนและลูกบอล มีการกลึงร่องปะเก็นเพื่อรองรับปะเก็น PTFE ที่ชุบด้วยกราไฟต์สำหรับการปิดผนึกก้าน
- การประกอบชิ้นส่วน:ชุดประกอบบอล-ทรันเนียนถูกสอดเข้าไปในตัววาล์ว โดยติดตั้งตลับลูกปืนบรอนซ์เพื่อรองรับทรันเนียน แกนวาล์วเชื่อมต่อกับบอลและเฟืองตัวหนอน พร้อมติดตั้งปะเก็นเพื่อป้องกันการรั่วซึมของก้านวาล์ว กล่องเฟืองตัวหนอนติดตั้งเข้ากับฝาครอบวาล์ว จัดตำแหน่งด้วยเลเซอร์เพื่อให้ลูกบอลหมุนได้ 90° โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง
- การทดสอบอุทกสถิต:วาล์วถูกเติมน้ำเพื่อทดสอบเปลือกและที่นั่ง เปลือกถูกอัดแรงดันถึง 2.4 MPa (1.5×Class 150) เป็นเวลา 30 นาที โดยไม่เกิดการรั่วไหลหรือการเสียรูปใดๆ ทดสอบที่นั่งที่ 1.76 MPa (1.1×Class 150) เป็นเวลา 15 นาที โดยวัดการรั่วไหลโดยใช้เครื่องวัดฟองอากาศเพื่อยืนยันการปฏิบัติตามมาตรฐาน ANSI/FCI Class VI
- การทดสอบการปฏิบัติงาน:การทำงานของเฟืองตัวหนอนได้รับการทดสอบเพื่อยืนยันแรงบิด ≤1500 นิวตันเมตรสำหรับรุ่น DN1000 โดยทำรอบเปิด-ปิด 100 รอบเพื่อตรวจสอบการทำงานที่ราบรื่นและการปิดผนึกที่สม่ำเสมอ ตัวระบุตำแหน่งได้รับการปรับเทียบเพื่อให้แน่ใจว่าตำแหน่งตรงกับลูกบอล (เปิด/ปิด) อย่างถูกต้อง
- การตรวจสอบขั้นสุดท้าย:การตรวจสอบมิติยืนยันการปฏิบัติตามมาตรฐาน ASME B16.10 และ ASME B16.25 เอกสารการตรวจสอบย้อนกลับวัสดุ รายงานการทดสอบ และเอกสารรับรอง (API 6D, ISO 9001) จะถูกรวบรวมเพื่อส่งมอบ
