A golyóscsap jobb, mint a tolózár?

Az ipari csővezetékrendszerekben a gömbcsapok és a tolózárak közötti választás gyakran vitákat vált ki. A „Jobb-e a golyóscsap, mint a tolózár?” kérdés megválaszolásához mennyiségi összehasonlításra van szükség az olyan méretek tekintetében, mint az áramlási ellenállás, a tömítési mechanizmus, a működési gyakoriság és a karbantartási költség.

Az áramlási ellenállás jellemzői szempontjából a belső átmérő ateljes nyílású tolózármegegyezik a csővezetékével. Amikor a szelep teljesen nyitva van, a közeg csaknem lineárisan halad át, a mért áramlási ellenállási együttható (K érték) már 0,05-0,1. A hagyományos csökkentett furatú golyósszelepek általában valamivel nagyobb áramlási ellenállással rendelkeznek, mint a teljes furatú tolózáraké, deTeljes furatú golyóscsap0,05 körüli K értéket is elérhet. A gyakori nyitást és zárást igénylő alkalmazásoknál a golyóscsap 90 fokos elforgatása mindössze néhány másodpercet vesz igénybe, ami sokkal gyorsabb, mint a tolózárhoz szükséges tucatnyi fordulat.

Ami a tömítési teljesítményt illeti, a golyósszelepek úszó vagy csonkra szerelt golyós PTFE- vagy fémülékekkel ellátott golyón alapulnak, így nulla szivárgás érhető el.API 598vizsgálati szabványok (leakage Rate Leakage Rate Kisebb vagy egyenlő, mint 0,5 ml/inch·óra). A tolózárak ezzel szemben úgy érik el a tömítést, hogy egy kaput az ülésekhez ékelnek. Hosszú távú használat során törmelék halmozódik fel a kapu vezetősíneiben, ami rossz elzáráshoz vezet. Területi adatok acsővezeték tolózáregy földgázszállító vezetéken mutatják, hogy két év üzemelés után a belső szivárgás mértéke átlagosan 0,8%-kal nőtt, míg egy ugyanebben az időszakban beépített golyóscsap megtartotta eredeti tömítettségi osztályát.

Figyelembe véve a karbantartást és az élettartamot: a tolózár szár anyája és a tolózár vezetőhornyai időszakos kenést igényelnek, és részlegesen nyitott állapotban a nagy sebességű közeg vibrációt okozhat, ami felgyorsítja a tömítőfelületek kopását. Ezzel szemben a golyóscsap tömítőfelületei nem érintkeznek a közeggel nyitás és zárás során, ami jellemzően 2-3-szorosa élettartamot biztosít a tolózárénak (a ciklustesztek alapjánASME B16.34: golyóscsap 20 000 ciklus vagy annál nagyobb, tolózár ≈ 8 000 ciklus).

Így a végső választás közöttkapu és golyóscsapaz üzemi feltételeken kell alapulnia: ha a csővezetéknek hosszú ideig teljesen nyitva vagy teljesen zárva kell maradnia, tiszta közeggel és alacsony kapcsolási gyakorisággal (pl. évente kevesebb, mint 50 alkalommal), akkor az alacsonyabb költsége miatt előnyben részesíthető a teljes nyílású tolózár. Azonban a gyakori kapcsolást igénylő forgatókönyvek esetén (megjegyzés: a golyóscsapokat nem fojtáshoz, hanem gyakori be-kikapcsoláshoz ajánljuk), ahol a közeg részecskéket tartalmaz, vagy ahol gyors elzárásra van szükség, a gömbcsapok teljesítményelőnyei egyértelműek. Például a petrolkémiai bypass vezetékeknél a gömbcsapok nulla szivárgási jellemzője hatékonyan csökkenti a diffúz kibocsátást.

Látható, hogy a golyóscsapok általában felülmúlják a hagyományos tolózárakat tömítésben, működési sebességben és élettartamban. Viszont,teljes nyílású tolózármég mindig pótolhatatlan gazdasági előnyökkel jár bizonyos alacsony frekvenciájú, teljes furatú csővezetékekben. A mérnököknek a nyomás-hőmérséklet-besorolások és a szivárgási osztály követelményei alapján kell a végső kiválasztást meghozniuk olyan kódok alapján, mint az ASME B16.34 és az API 6D.