วาล์วโลกอุตสาหกรรม, ในบริบทของการออกแบบทางสถาปัตยกรรม ให้มองแผ่นดิสก์เป็นหัวใจเชิงกลของอุปกรณ์นั้น แน่นอนว่าตัววาล์วทำหน้าที่ควบคุมการไหล และก้านวาล์วทำหน้าที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว แต่แผ่นดิสก์เป็นส่วนประกอบหลักที่กำหนดการเชื่อมต่อระหว่างที่นั่งวาล์วกับของเหลว.
ต่างจากวาล์วประตูซึ่งออกแบบมาเพื่อการใช้งานแบบเปิด-ปิดเป็นหลัก วาล์วลูกโลกใช้การออกแบบแผ่นดิสก์ที่หลากหลายเพื่อจัดการกับความปั่นป่วนความเร็วสูงและการลดลงของความดันที่เกิดขึ้นในระบบท่อที่มีการใช้งานหนัก.
1. หน้าที่ของแผ่นดิสก์ในการควบคุมการไหลและการหยุดทำงานคืออะไร?
วาล์วโลกอุตสาหกรรม ขัดขวางทางเดินของของเหลวโดยการควบคุมการไหลของของเหลว เมื่อก้านเคลื่อนแผ่นดิสก์เข้าหาที่นั่ง พื้นที่การไหลจะลดลง ทำให้พลังงานกระจายตัวและควบคุมอัตราการไหล กระบวนการนี้เรียกว่า การควบคุมความเร็ว, ซึ่งหมายความว่าแผ่นดิสก์จะต้องสามารถทนต่อพลังงานจลน์จำนวนมากได้โดยไม่สั่นหรือสึกกร่อน.
นอกเหนือจากข้อกำหนดด้านกฎระเบียบแล้ว แผ่นดิสก์ยังต้องทำหน้าที่ปิดกั้นการไหลที่สำคัญอีกด้วย ข้อกำหนดสองประการนี้—คือต้องทนทานต่อแรงกัดกร่อนจากการลดความดันสูง ในขณะเดียวกันก็ต้องรักษาความสมบูรณ์เพื่อให้สามารถปิดกั้นการไหลได้อย่างแน่นหนา—เป็นเหตุผลว่าทำไมการเลือกวัสดุและรูปทรงของแผ่นดิสก์จึงเป็นแง่มุมที่ได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดที่สุด วาล์วโลกเหล็กหล่อ.
2. จานกลม: เหมาะที่สุดสำหรับการลดแรงต้านให้น้อยที่สุด
แผ่นดิสก์ทรงกลมเป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดในแบบมาตรฐาน วาล์วลูกโลกอุตสาหกรรม, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวาล์วที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานแรงดันต่ำหรือใช้งานทั่วไป มีลักษณะเป็นพื้นผิวสัมผัสสั้น เรียว หรือทรงกลม ที่สัมผัสกับที่นั่งวาล์วโดยตรง เนื่องจากพื้นที่สัมผัสแคบ แผ่นลูกบอลจึงมีประสิทธิภาพสูงในการทะลุผ่านคราบตะกรันหรือเศษสิ่งสกปรกเล็กน้อยบนที่นั่งวาล์วเพื่อให้เกิดการปิดผนึกอย่างแน่นหนา.
ในฐานะผู้ผลิตวาล์วระดับโลก เราได้จัดหาวาล์วแบบลูกโลกให้กับลูกค้าต่างประเทศในสหรัฐอเมริกาสำหรับระบบผลิตน้ำแรงดันต่ำ เนื่องจากมีคราบแร่ธาตุสะสมอยู่จึงทำให้ไม่สามารถปิดสนิทได้ แผ่นลูกบอลจึงสามารถปิดสนิทได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่มีการรั่วซึม.
โปรดทราบว่า จานลูกบอลนั้นมีไว้สำหรับใช้งานแบบเปิด-ปิด หรือการควบคุมการไหลในระดับจำกัดเท่านั้น หากปล่อยไว้ในตำแหน่งเปิดบางส่วนเป็นเวลานาน บริเวณที่นั่งแคบๆ อาจเกิดการ "ดึงลวด" หรือสึกกร่อนได้ สำหรับระบบที่ต้องการ วาล์วลูกโลกสำหรับควบคุมการไหล ในการเพิ่มขนาดทีละน้อย มักจะเลี่ยงการใช้แผ่นดิสก์ทรงกลม และเลือกใช้รูปทรงเรขาคณิตที่แข็งแรงกว่าแทน.
3. แผ่นปลั๊ก: ทางเลือกเพื่อการควบคุมที่แม่นยำ
สำหรับงานที่ต้องการการควบคุมอย่างเข้มงวดและความแตกต่างของแรงดันสูง แผ่นปิดวาล์ว (plug disc) ถือเป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรม การออกแบบนี้มีลักษณะเป็นแผ่นปิดยาวเรียวที่พอดีกับรูที่นั่งวาล์วอย่างลึก เนื่องจากรูปทรงที่ยาว การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของก้านวาล์วเพียงเล็กน้อยจะส่งผลให้พื้นที่การไหลเปลี่ยนแปลงค่อนข้างน้อย ทำให้สามารถควบคุมลักษณะการไหลแบบ "เปอร์เซ็นต์เท่ากัน" หรือแบบเชิงเส้นได้อย่างแม่นยำอย่างเหลือเชื่อ.
แผ่นปิดรู (plug disc) เป็นตัวเลือกที่นิยมใช้สำหรับวาล์วแบบลูกโลก (globe valve) ในการควบคุมการไหล เนื่องจากกระจายแรงกัดกร่อนของของเหลวไปยังพื้นที่ผิวที่ใหญ่กว่าแผ่นทรงกลม (ball disc) มาก ทำให้ วาล์วโลกเหล็กหล่อ ติดตั้งด้วยแผ่นอุดที่มีความทนทานสูงต่อผลกระทบจากการไหลด้วยความเร็วสูง และ การเกิดโพรงอากาศ. นอกจากนี้ การยึดติดที่แน่นหนาระหว่างปลั๊กและที่นั่งยังให้พื้นผิวการปิดผนึกที่กว้าง ซึ่งคงความสมบูรณ์ไว้ได้แม้หลังจากใช้งานหนักและมีการเสียดสีเป็นเวลาหลายปี.
ผู้ผลิตสามารถปรับแต่งเพื่อสร้างเส้นโค้งการไหลเฉพาะได้ แบบเชิงเส้นเหมาะสำหรับการควบคุมระดับของเหลว ในขณะที่แบบเปอร์เซ็นต์เท่ากันมักใช้สำหรับการควบคุมความดัน.
4. แผ่นปิดวาล์ว: การปิดสนิทไร้ฟองอากาศ
แม้ว่าซีลโลหะต่อโลหะจะมีความทนทาน แต่ก็มักจะไม่สามารถปิดผนึกได้อย่างสนิทในงานที่เกี่ยวข้องกับก๊าซหรือของเหลวที่มีความหนืดต่ำ แผ่นดิสก์แบบผสมช่วยแก้ปัญหานี้ได้โดยใช้ชิ้นส่วนแทรกที่ไม่ใช่โลหะ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็น PTFE ยาง หรือพอลิเมอร์สังเคราะห์ชนิดพิเศษ ยึดติดกับตัวรองรับที่เป็นโลหะ.
การออกแบบนี้ช่วยให้แผ่นดิสก์ "เสียรูป" เล็กน้อยเมื่อสัมผัสกับฐานโลหะ เพื่อชดเชยความไม่เรียบหรืออนุภาคเล็กน้อยบนพื้นผิว แผ่นดิสก์แบบผสมมีความสำคัญอย่างยิ่งใน วาล์วลูกโลกอุตสาหกรรม ในกรณีที่การรั่วไหลเป็นศูนย์เป็นสิ่งจำเป็น อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วโครงสร้างแบบนี้จะใช้งานได้ในอุณหภูมิและความดันที่ต่ำกว่าโครงสร้างโลหะทั้งหมด วาล์วโลกเหล็กหล่อ, แผ่นดิสก์แบบผสมมักใช้ในระบบอากาศ ก๊าซ และน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้ว ซึ่งการแยกส่วนเป็นสิ่งสำคัญมากกว่าการควบคุมการไหลที่อุณหภูมิสูง.
ลูกค้าส่วนใหญ่ของเราเลือกใช้ PTFE เนื่องจากเป็นมาตรฐานด้านความทนทานต่อสารเคมี สามารถทนอุณหภูมิได้สูงถึง 200°C และเหมาะสำหรับไอน้ำและสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในอุตสาหกรรมน้ำมันและเชื้อเพลิง วัสดุวาล์ว Buna-N อาจเหมาะสม แต่สามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 120°C เท่านั้น.
5. วิธีเลือกแผ่นดิสก์ที่เหมาะสมสำหรับสื่อของคุณ
การเลือกการออกแบบแผ่นดิสก์ที่ถูกต้องนั้นจำเป็นต้องวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพของตัวกลางที่เป็นของเหลว สำหรับการใช้งานกับไอน้ำ คุณสมบัติการกัดกร่อนของไอน้ำอุณหภูมิสูงมักทำให้จำเป็นต้องใช้แผ่นดิสก์ที่แข็งแรงกว่า วาล์วลูกโลกเหล็กหล่อ ใช้แผ่นปิดเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของวาล์วอย่างรวดเร็ว ในทางตรงกันข้าม ของเหลวที่มีความหนืดสูง เช่น น้ำมันหนัก อาจจัดการได้ดีกว่าด้วยแผ่นปิดแบบลูกบอลที่ให้ทางเดินที่ชัดเจนกว่าเมื่อเปิดเต็มที่แล้ว.
จากบันทึกพบว่า วาล์วเสียประมาณ 40% ตัว เกิดจากการเลือกใช้แผ่นดิสก์ผิดประเภท หมายความว่า โรงงานไม่สามารถสั่งซื้อวาล์วแบบลูกโลก 100 ตัวได้โดยพลการ หากระบบของโรงงานนั้นต้องการแผ่นดิสก์แบบปลั๊ก จึงควรปรึกษาผู้ผลิตเพื่อขอคำแนะนำเกี่ยวกับตัวเลือกที่ดีที่สุด.
นอกจากนี้ ทีมจัดซื้อและวิศวกรยังจำเป็นต้องพิจารณาอัตราส่วนของอัตราการไหลสูงสุดต่ออัตราการไหลต่ำสุดที่ควบคุมได้ เมื่อชนิดของแผ่นดิสก์สอดคล้องกับความต้องการเฉพาะของสื่ออย่างสมบูรณ์แล้ว อายุการใช้งานและความเสถียรตามมาตรฐานก็จะได้รับการรับประกัน วาล์วแบบลูกโลกสำหรับควบคุมการไหล.
