ประเภทและการเลือกใช้วาล์วโลหะที่นิยมใช้ในโรงงานเคมี

วาล์วเป็นส่วนสำคัญของระบบท่อ และวาล์วโลหะเป็นวาล์วที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในโรงงานเคมี หน้าที่หลักของวาล์วคือการเปิดและปิด การควบคุมปริมาณ และการรับรองความปลอดภัยในการทำงานของระบบท่อและอุปกรณ์ ดังนั้น การเลือกวาล์วโลหะที่ถูกต้องและเหมาะสมจึงมีบทบาทสำคัญในระบบความปลอดภัยของโรงงานและระบบควบคุมของเหลว

1. ประเภทและการใช้งานของวาล์ว

ในงานวิศวกรรมมีวาล์วหลายประเภท เนื่องจากความแตกต่างของความดัน อุณหภูมิ และคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของของไหล ข้อกำหนดในการควบคุมระบบของไหลจึงแตกต่างกันไปด้วย ซึ่งรวมถึงวาล์วประตู วาล์วหยุด (วาล์วปีกผีเสื้อ วาล์วเข็ม) วาล์วตรวจสอบ และปลั๊ก วาล์ว บอลวาล์ว วาล์วผีเสื้อ และวาล์วไดอะแฟรม เป็นวาล์วที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในโรงงานเคมี

1.1วาล์วประตู

โดยทั่วไปใช้เพื่อควบคุมการเปิดและปิดของของเหลว โดยมีความต้านทานของของเหลวน้อย มีประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดี ทิศทางการไหลของตัวกลางที่ไม่จำกัด ต้องใช้แรงภายนอกน้อยในการเปิดและปิด และความยาวโครงสร้างสั้น

ก้านวาล์วแบ่งออกเป็นก้านวาล์วแบบใสและก้านวาล์วแบบซ่อน ก้านวาล์วแบบเปิดเหมาะสำหรับใช้กับสารกัดกร่อน ส่วนก้านวาล์วแบบเปิดมักใช้ในงานวิศวกรรมเคมี ก้านวาล์วแบบซ่อนส่วนใหญ่ใช้ในทางน้ำ และส่วนใหญ่ใช้ในสภาวะแรงดันต่ำที่ไม่กัดกร่อน เช่น วาล์วเหล็กหล่อและทองแดงบางชนิด โครงสร้างของประตูประกอบด้วยประตูแบบลิ่มและประตูแบบขนาน

ประตูแบบลิ่มแบ่งออกเป็นประตูเดี่ยวและประตูคู่ ส่วนประตูแบบขนานมักใช้ในระบบขนส่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ และไม่นิยมใช้ในโรงงานเคมี

1.2วาล์วหยุด

ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการตัด วาล์วหยุดมีความต้านทานของไหลสูง แรงบิดเปิดและปิดสูง และกำหนดทิศทางการไหลได้ เมื่อเปรียบเทียบกับวาล์วประตู วาล์วโกลบมีข้อดีดังต่อไปนี้:

(1) แรงเสียดทานของพื้นผิวปิดผนึกมีค่าน้อยกว่าแรงเสียดทานของวาล์วประตูในระหว่างกระบวนการเปิดและปิด และทนต่อการสึกหรอ

(2) ความสูงของช่องเปิดมีขนาดเล็กกว่าวาล์วประตู

(3) วาล์วโลกโดยปกติจะมีพื้นผิวปิดผนึกเพียงพื้นผิวเดียว และกระบวนการผลิตก็ดี ซึ่งสะดวกต่อการบำรุงรักษา

วาล์วโลก เช่นเดียวกับวาล์วประตู ก็มีก้านวาล์วสีสว่างและก้านวาล์วสีเข้มเช่นกัน ดังนั้นผมจะไม่พูดซ้ำอีกในที่นี้ วาล์วหยุด (stop valve) มีแบบตรง (straight-through) แบบมุม (angular) และแบบ Y (y-type) ตามโครงสร้างตัววาล์วที่แตกต่างกัน วาล์วแบบตรงเป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด และแบบมุม (angle) ใช้ในที่ที่ทิศทางการไหลของของไหลเปลี่ยน 90°

นอกจากนี้ วาล์วปีกผีเสื้อและวาล์วเข็มยังเป็นวาล์วหยุดชนิดหนึ่ง ซึ่งมีฟังก์ชันการควบคุมที่แข็งแกร่งกว่าวาล์วหยุดทั่วไป

1.3วาล์วเชฟค์

เช็ควาล์ว หรือเรียกอีกอย่างว่าวาล์วทางเดียว ใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวไหลย้อนกลับ ดังนั้น เมื่อติดตั้งเช็ควาล์ว ควรคำนึงถึงทิศทางการไหลของของเหลวให้สอดคล้องกับทิศทางของลูกศรบนเช็ควาล์ว เช็ควาล์วมีหลายประเภท และผู้ผลิตแต่ละรายก็มีผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันออกไป แต่โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นแบบสวิงและแบบยกตามโครงสร้าง เช็ควาล์วแบบสวิงส่วนใหญ่ประกอบด้วยแบบวาล์วเดี่ยวและแบบวาล์วคู่

1.4วาล์วผีเสื้อ

วาล์วผีเสื้อใช้สำหรับเปิด-ปิด และควบคุมปริมาณของเหลวที่มีของแข็งแขวนลอย มีค่าความต้านทานของเหลวต่ำ น้ำหนักเบา โครงสร้างขนาดเล็ก และเปิด-ปิดได้รวดเร็ว เหมาะสำหรับท่อขนาดใหญ่ วาล์วผีเสื้อมีฟังก์ชันการปรับแต่งเฉพาะและสามารถขนส่งสารละลายได้ ในอดีตวาล์วผีเสื้อมักถูกนำมาใช้ในระบบน้ำ แต่ไม่ค่อยถูกนำมาใช้ในระบบกระบวนการ ด้วยการพัฒนาวัสดุ การออกแบบ และกระบวนการ วาล์วผีเสื้อจึงถูกนำมาใช้ในระบบกระบวนการมากขึ้นเรื่อยๆ

วาล์วผีเสื้อมีสองประเภท ได้แก่ ซีลอ่อนและซีลแข็ง การเลือกซีลอ่อนและซีลแข็งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของของไหลเป็นหลัก เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ประสิทธิภาพการปิดผนึกของซีลอ่อนจะดีกว่าซีลแข็ง

ซีลแบบนิ่มมีสองประเภท ได้แก่ บ่าวาล์วที่ทำจากยางและ PTFE (โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน) บ่าวาล์วแบบบ่ายาง (ตัววาล์วบุด้วยยาง) มักใช้ในระบบน้ำและมีโครงสร้างแบบเส้นกึ่งกลาง วาล์วผีเสื้อชนิดนี้สามารถติดตั้งได้โดยไม่ต้องใช้ปะเก็น เนื่องจากหน้าแปลนของบ่ายางสามารถใช้เป็นปะเก็นได้ บ่าวาล์วแบบบ่า PTFE มักใช้ในระบบกระบวนการ ซึ่งโดยทั่วไปจะมีโครงสร้างแบบนอกศูนย์ (eccentric) เดี่ยวหรือแบบนอกศูนย์ (eccentric) สองตัว

ซีลแข็งมีหลายประเภท เช่น ซีลแบบวงแหวนแข็ง ซีลหลายชั้น (ซีลแบบลามิเนต) เป็นต้น เนื่องจากการออกแบบของผู้ผลิตมักแตกต่างกัน อัตราการรั่วไหลจึงแตกต่างกัน โครงสร้างของวาล์วผีเสื้อแบบซีลแข็งควรเป็นแบบสามทางเยื้องศูนย์ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาการชดเชยการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและการชดเชยการสึกหรอ วาล์วผีเสื้อแบบซีลแข็งแบบสองทางเยื้องศูนย์หรือสามทางเยื้องศูนย์ยังมีฟังก์ชันการปิดผนึกแบบสองทาง และแรงดันการปิดผนึกแบบย้อนกลับ (ด้านแรงดันต่ำไปยังด้านแรงดันสูง) ไม่ควรน้อยกว่า 80% ของทิศทางบวก (ด้านแรงดันสูงไปยังด้านแรงดันต่ำ) การออกแบบและการเลือกควรเจรจากับผู้ผลิต

วาล์วก๊อก 1.5

วาล์วปลั๊กมีความต้านทานของเหลวต่ำ ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดี อายุการใช้งานยาวนาน และสามารถปิดผนึกได้ทั้งสองทิศทาง จึงมักใช้กับวัสดุอันตรายร้ายแรงหรืออันตรายร้ายแรง แต่แรงบิดในการเปิดและปิดค่อนข้างสูง และราคาค่อนข้างสูง โพรงวาล์วปลั๊กไม่มีของเหลวสะสม โดยเฉพาะวัสดุในอุปกรณ์ที่ขาดช่วงจะไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้วาล์วปลั๊กในบางโอกาส

ช่องไหลของวาล์วปลั๊กสามารถแบ่งได้เป็นแบบตรง สามทาง และสี่ทาง ซึ่งเหมาะสำหรับการจ่ายก๊าซและของเหลวหลายทิศทาง

วาล์วก๊อกสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท ได้แก่ วาล์วแบบไม่มีสารหล่อลื่นและแบบมีสารหล่อลื่น วาล์วแบบปลั๊กปิดผนึกด้วยน้ำมันที่มีการหล่อลื่นแบบบังคับจะสร้างฟิล์มน้ำมันระหว่างปลั๊กและพื้นผิวซีลของปลั๊กเนื่องจากการหล่อลื่นแบบบังคับ วิธีนี้ทำให้ประสิทธิภาพการปิดผนึกดีขึ้น ประหยัดแรงงานในการเปิดและปิด และป้องกันไม่ให้พื้นผิวซีลเสียหาย แต่ต้องพิจารณาว่าการหล่อลื่นนั้นทำให้วัสดุปนเปื้อนหรือไม่ และควรเลือกใช้แบบไม่มีสารหล่อลื่นสำหรับการบำรุงรักษาตามปกติ

ซีลปลอกของปลั๊กวาล์วเป็นแบบต่อเนื่องและหุ้มปลั๊กทั้งหมด ทำให้ของเหลวไม่สัมผัสกับเพลา นอกจากนี้ ปลั๊กวาล์วยังมีชั้นไดอะแฟรมคอมโพสิตโลหะเป็นซีลชั้นที่สอง ทำให้ปลั๊กวาล์วสามารถควบคุมการรั่วไหลภายนอกได้อย่างเข้มงวด โดยทั่วไปปลั๊กวาล์วจะไม่มีปะเก็น เมื่อมีข้อกำหนดพิเศษ (เช่น ไม่อนุญาตให้มีการรั่วไหลภายนอก เป็นต้น) จำเป็นต้องใช้ปะเก็นเป็นซีลชั้นที่สาม

โครงสร้างการออกแบบของวาล์วปลั๊กช่วยให้วาล์วปลั๊กสามารถปรับบ่าวาล์วปิดผนึกแบบออนไลน์ได้ เนื่องจากการใช้งานเป็นเวลานาน พื้นผิวซีลอาจสึกหรอได้ เนื่องจากปลั๊กมีลักษณะเรียว จึงสามารถกดปลั๊กลงด้วยสลักเกลียวของฝาครอบวาล์วเพื่อให้แนบสนิทกับบ่าวาล์วและทำให้เกิดการปิดผนึก

บอลวาล์ว 1.6

บอลวาล์วมีฟังก์ชันคล้ายคลึงกับปลั๊กวาล์ว (บอลวาล์วเป็นอนุพันธ์ของปลั๊กวาล์ว) บอลวาล์วมีประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดี จึงเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย บอลวาล์วเปิดและปิดได้รวดเร็ว แรงบิดในการเปิดและปิดน้อยกว่าปลั๊กวาล์ว ความต้านทานต่ำมาก และการบำรุงรักษาก็สะดวก เหมาะสำหรับของเหลวข้นหนืด ของเหลวหนืด และท่อขนาดกลางที่ต้องการการปิดผนึกสูง และด้วยราคาที่ต่ำ บอลวาล์วจึงเป็นที่นิยมใช้มากกว่าปลั๊กวาล์ว โดยทั่วไปแล้วบอลวาล์วสามารถจำแนกตามโครงสร้างของบอล โครงสร้างของตัววาล์ว ช่องทางการไหล และวัสดุของฝาวาล์ว

ตามโครงสร้างทรงกลม มีทั้งวาล์วบอลลอยและวาล์วบอลคงที่ วาล์วบอลลอยส่วนใหญ่ใช้กับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก ส่วนวาล์วบอลคงที่ใช้กับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ โดยทั่วไปจะใช้ DN200 (คลาส 150), DN150 (คลาส 300 และคลาส 600) เป็นขอบเขต

ตามโครงสร้างของตัววาล์ว มี 3 ประเภท ได้แก่ แบบชิ้นเดียว แบบสองชิ้น และแบบสามชิ้น ส่วนแบบชิ้นเดียวมีสองประเภท ได้แก่ แบบติดด้านบน และแบบติดด้านข้าง

ตามรูปแบบของรันเนอร์ มีทั้งแบบเส้นผ่านศูนย์กลางเต็มและแบบลดขนาด บอลวาล์วแบบลดขนาดใช้วัสดุน้อยกว่าบอลวาล์วแบบเส้นผ่านศูนย์กลางเต็มและมีราคาถูกกว่า หากเงื่อนไขของกระบวนการผลิตเอื้ออำนวย ก็สามารถพิจารณาเป็นพิเศษได้ ช่องทางการไหลของบอลวาล์วสามารถแบ่งออกเป็นแบบตรง แบบสามทาง และแบบสี่ทาง ซึ่งเหมาะสำหรับการกระจายก๊าซและของเหลวแบบหลายทิศทาง วัสดุที่ใช้ทำบ่าวาล์วมีแบบซีลนิ่มและแบบซีลแข็ง เมื่อใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ติดไฟได้หรือสภาพแวดล้อมภายนอกที่มีโอกาสเกิดไฟไหม้ บอลวาล์วแบบซีลนิ่มควรมีการออกแบบที่ป้องกันไฟฟ้าสถิตและกันไฟ และผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตควรผ่านการทดสอบการป้องกันไฟฟ้าสถิตและกันไฟ เช่น ตามมาตรฐาน API607 เช่นเดียวกับวาล์วผีเสื้อและวาล์วปลั๊กแบบซีลนิ่ม (วาล์วปลั๊กสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดการป้องกันอัคคีภัยภายนอกได้เฉพาะในการทดสอบการทนไฟเท่านั้น)

วาล์วไดอะแฟรม 1.7

วาล์วไดอะแฟรมสามารถปิดผนึกได้ทั้งสองทิศทาง เหมาะสำหรับแรงดันต่ำ สารละลายกัดกร่อน หรือของเหลวหนืดแขวนลอย และเนื่องจากกลไกการทำงานแยกออกจากช่องของเหลว ของเหลวจึงถูกตัดขาดโดยไดอะแฟรมยืดหยุ่น ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับของเหลวในอุตสาหกรรมอาหาร การแพทย์ และสุขภาพ อุณหภูมิการทำงานของวาล์วไดอะแฟรมขึ้นอยู่กับความต้านทานอุณหภูมิของวัสดุไดอะแฟรม จากโครงสร้างสามารถแบ่งได้เป็นชนิดตรงผ่านและชนิดฝาย

2. การเลือกแบบฟอร์มการเชื่อมต่อปลาย

รูปแบบการเชื่อมต่อปลายวาล์วที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การเชื่อมต่อแบบหน้าแปลน การเชื่อมต่อแบบเกลียว การเชื่อมต่อแบบเชื่อมชน และการเชื่อมต่อแบบเชื่อมซ็อกเก็ต

2.1 การเชื่อมต่อหน้าแปลน

การเชื่อมต่อหน้าแปลนเอื้อต่อการติดตั้งและถอดวาล์ว พื้นผิวปิดผนึกปลายหน้าแปลนวาล์วส่วนใหญ่ประกอบด้วยพื้นผิวเต็ม (FF), พื้นผิวยก (RF), พื้นผิวเว้า (FM), พื้นผิวลิ้นและร่อง (TG) และพื้นผิวเชื่อมต่อวงแหวน (RJ) มาตรฐานหน้าแปลนที่วาล์ว API นำมาใช้คือชุดมาตรฐาน เช่น ASMEB16.5 บางครั้งคุณอาจเห็นเกรด Class 125 และ Class 250 บนวาล์วหน้าแปลน นี่คือเกรดความดันของหน้าแปลนเหล็กหล่อ มีขนาดเท่ากับขนาดการเชื่อมต่อของ Class 150 และ Class 300 ยกเว้นว่าพื้นผิวปิดผนึกของสองแบบแรกเป็นแบบระนาบเต็ม (FF)

วาล์วเวเฟอร์และลักยังมีหน้าแปลนด้วย

2.2 การเชื่อมต่อแบบเชื่อมชน

เนื่องจากข้อต่อเชื่อมแบบชนมีความแข็งแรงสูงและการปิดผนึกที่ดี วาล์วที่เชื่อมแบบชนในระบบเคมีจึงมักถูกใช้ในสถานการณ์ที่มีอุณหภูมิสูง แรงดันสูง สื่อที่มีพิษสูง ไวไฟ และระเบิดได้

2.3 การเชื่อมซ็อกเก็ตและการเชื่อมต่อแบบเกลียว

โดยทั่วไปจะใช้ในระบบท่อที่มีขนาดไม่เกิน DN40 แต่ไม่สามารถใช้กับของเหลวที่มีการกัดกร่อนตามรอยแยกได้

ห้ามใช้การเชื่อมต่อแบบเกลียวกับท่อที่มีสารไวไฟและเป็นพิษสูง และควรหลีกเลี่ยงการใช้ในสภาวะการรับน้ำหนักแบบวนซ้ำ ปัจจุบันใช้ในกรณีที่ความดันในโครงการไม่สูง เกลียวของท่อส่วนใหญ่เป็นเกลียวท่อเรียว เกลียวท่อเรียวมีสองแบบ คือ มุมปลายกรวย 55° และ 60° ตามลำดับ ซึ่งทั้งสองแบบไม่สามารถสลับกันได้ สำหรับท่อที่มีสารไวไฟหรือสารอันตรายสูง หากการติดตั้งจำเป็นต้องใช้การเชื่อมต่อแบบเกลียว ขนาดที่กำหนดไม่ควรเกิน DN20 ในขณะนั้น และควรทำการเชื่อมซีลหลังจากการเชื่อมต่อแบบเกลียวแล้ว

3. วัสดุ

วัสดุที่ใช้ทำวาล์วประกอบด้วยตัวเรือนวาล์ว ชิ้นส่วนภายใน ปะเก็น วัสดุบรรจุภัณฑ์ และวัสดุยึด เนื่องจากมีวัสดุวาล์วหลายชนิดและด้วยข้อจำกัดด้านพื้นที่ บทความนี้จึงแนะนำเพียงคร่าวๆ เกี่ยวกับวัสดุตัวเรือนวาล์วทั่วไป วัสดุเปลือกโลหะเหล็ก ได้แก่ เหล็กหล่อ เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าไร้สนิม และเหล็กกล้าผสม

3.1 เหล็กหล่อ

เหล็กหล่อสีเทา (A1262B) มักใช้กับวาล์วแรงดันต่ำ และไม่แนะนำให้ใช้กับท่อส่งกระบวนการ เหล็กหล่อเหนียว (A395) มีสมรรถนะ (ความแข็งแรงและความเหนียว) ดีกว่าเหล็กหล่อสีเทา

3.2 เหล็กกล้าคาร์บอน

วัสดุเหล็กกล้าคาร์บอนที่นิยมใช้ในการผลิตวาล์ว ได้แก่ A2162WCB (การหล่อ) และ A105 (การตีขึ้นรูป) ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับเหล็กกล้าคาร์บอนที่ผ่านกระบวนการขึ้นรูปที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 องศาเซลเซียสเป็นเวลานาน ซึ่งจะส่งผลต่ออายุการใช้งานของวาล์ว สำหรับวาล์วอุณหภูมิต่ำ นิยมใช้ A3522LCB (การหล่อ) และ A3502LF2 (การตีขึ้นรูป)

3.3 เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

วัสดุสเตนเลสออสเทนนิติกมักใช้ในสภาวะที่มีการกัดกร่อนหรืออุณหภูมิต่ำมาก วัสดุหล่อที่นิยมใช้ ได้แก่ A351-CF8, A351-CF8M, A351-CF3 และ A351-CF3M ส่วนวัสดุตีขึ้นรูปที่นิยมใช้ ได้แก่ A182-F304, A182-F316, A182-F304L และ A182-F316L

วัสดุเหล็กอัลลอยด์ 3.4

สำหรับวาล์วอุณหภูมิต่ำ มักใช้ A352-LC3 (ชิ้นส่วนหล่อ) และ A350-LF3 (ชิ้นส่วนตีขึ้นรูป)

สำหรับวาล์วอุณหภูมิสูง นิยมใช้ A217-WC6 (แบบหล่อ), A182-F11 (แบบตีขึ้นรูป) และ A217-WC9 (แบบหล่อ), A182-F22 (แบบตีขึ้นรูป) เนื่องจาก WC9 และ F22 อยู่ในกลุ่ม 2-1/4Cr-1Mo จึงมีปริมาณโครเมียมและโมลิบดีนัมสูงกว่า WC6 และ F11 ที่อยู่ในกลุ่ม 1-1/4Cr-1/2Mo จึงมีความต้านทานการคืบคลานที่อุณหภูมิสูงได้ดีกว่า

4. โหมดการขับขี่

การทำงานของวาล์วมักจะใช้โหมดแมนนวล เมื่อวาล์วมีแรงดันปกติสูงหรือมีขนาดปกติที่ใหญ่ขึ้น การควบคุมวาล์วด้วยมืออาจทำได้ยาก สามารถใช้ระบบส่งกำลังแบบเฟือง หรือวิธีการทำงานอื่นๆ ได้ การเลือกโหมดขับเคลื่อนวาล์วควรพิจารณาตามประเภท แรงดันปกติ และขนาดปกติของวาล์ว ตารางที่ 1 แสดงเงื่อนไขที่ควรพิจารณาใช้ระบบขับเคลื่อนแบบเฟืองสำหรับวาล์วแต่ละรุ่น สำหรับผู้ผลิตแต่ละราย เงื่อนไขเหล่านี้อาจมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ซึ่งสามารถพิจารณาได้จากการเจรจาต่อรอง

5. หลักการเลือกวาล์ว

5.1 พารามิเตอร์หลักที่ต้องพิจารณาในการเลือกวาล์ว

(1) ลักษณะของของเหลวที่ส่งมอบจะส่งผลต่อการเลือกประเภทวาล์วและวัสดุโครงสร้างวาล์ว

(2) ข้อกำหนดด้านฟังก์ชัน (การควบคุมหรือการตัด) ซึ่งส่งผลต่อการเลือกประเภทของวาล์วเป็นหลัก

(3) เงื่อนไขการทำงาน (ไม่ว่าจะบ่อยหรือไม่) ซึ่งจะส่งผลต่อการเลือกประเภทวาล์วและวัสดุของวาล์ว

(4) ลักษณะการไหลและการสูญเสียแรงเสียดทาน

(5) ขนาดที่กำหนดของวาล์ว (วาล์วที่มีขนาดที่กำหนดขนาดใหญ่จะพบได้ในวาล์วประเภทจำกัดเท่านั้น)

(6) ข้อกำหนดพิเศษอื่นๆ เช่น การปิดอัตโนมัติ การปรับสมดุลแรงดัน ฯลฯ

5.2 การเลือกวัสดุ

(1) โดยทั่วไปแล้ว การตีขึ้นรูปจะใช้กับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก (DN≤40) และงานหล่อมักใช้กับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (DN>40) สำหรับหน้าแปลนปลายของตัววาล์วที่ตีขึ้นรูป ควรใช้ตัววาล์วที่ตีขึ้นรูปเป็นชิ้นเดียวกัน หากหน้าแปลนเชื่อมติดกับตัววาล์ว ควรทำการตรวจสอบรอยเชื่อมด้วยรังสีเอกซ์ 100%

(2) ปริมาณคาร์บอนของตัววาล์วเหล็กกล้าคาร์บอนที่เชื่อมชนและเชื่อมซ็อกเก็ตไม่ควรเกิน 0.25% และปริมาณคาร์บอนเทียบเท่าไม่ควรเกิน 0.45%

หมายเหตุ: เมื่ออุณหภูมิในการทำงานของสเตนเลสออสเทนนิติกเกิน 425°C ปริมาณคาร์บอนจะต้องไม่น้อยกว่า 0.04% และสถานะการอบด้วยความร้อนจะต้องมากกว่า 1,040°C ที่ทำให้เย็นเร็ว (CF8) และ 1,100°C ที่ทำให้เย็นเร็ว (CF8M)

(4) เมื่อของเหลวมีฤทธิ์กัดกร่อนและไม่สามารถใช้สเตนเลสออสเทนนิติกธรรมดาได้ ควรพิจารณาใช้วัสดุพิเศษบางชนิด เช่น 904L เหล็กดูเพล็กซ์ (เช่น S31803 เป็นต้น) โมเนล และฮาสเตลลอย

5.3 การเลือกวาล์วประตู

(1) โดยทั่วไปแล้วประตูเดี่ยวแบบแข็งจะใช้เมื่อ DN≤50 ส่วนประตูเดี่ยวแบบยืดหยุ่นจะใช้เมื่อ DN>50

(2) สำหรับวาล์วประตูเดี่ยวแบบยืดหยุ่นของระบบไครโอเจนิก ควรเปิดรูระบายอากาศที่ประตูด้านแรงดันสูง

(3) ควรใช้วาล์วประตูรั่วต่ำในสภาพการทำงานที่ต้องการการรั่วซึมต่ำ วาล์วประตูรั่วต่ำมีโครงสร้างหลากหลาย ซึ่งโดยทั่วไปแล้ววาล์วประตูแบบเบลโลว์จะใช้ในโรงงานเคมี

(4) แม้ว่าวาล์วประตูจะเป็นชนิดที่นิยมใช้มากที่สุดในอุปกรณ์การผลิตปิโตรเคมี อย่างไรก็ตาม ไม่ควรนำวาล์วประตูมาใช้ในสถานการณ์ต่อไปนี้:

① เนื่องจากความสูงของช่องเปิดสูงและพื้นที่ที่ต้องดำเนินการมีขนาดใหญ่ จึงไม่เหมาะกับโอกาสที่มีพื้นที่ดำเนินการเล็ก

② เวลาในการเปิดและปิดค่อนข้างนาน จึงไม่เหมาะกับการเปิดและปิดอย่างรวดเร็ว

③ ไม่เหมาะสำหรับของเหลวที่มีตะกอนแข็ง เนื่องจากพื้นผิวซีลจะสึกหรอ ประตูจึงปิดไม่ได้

④ ไม่เหมาะสำหรับการปรับอัตราการไหล เนื่องจากเมื่อวาล์วประตูเปิดเพียงบางส่วน กระแสน้ำวนจะไหลผ่านด้านหลังของประตู ทำให้เกิดการกัดกร่อนและการสั่นสะเทือนได้ง่าย และพื้นผิวซีลของบ่าวาล์วก็เสียหายได้ง่ายเช่นกัน

⑤ การทำงานของวาล์วบ่อยครั้งจะทำให้เกิดการสึกหรอมากเกินไปบนพื้นผิวของที่นั่งวาล์ว ดังนั้นจึงมักจะเหมาะสำหรับการทำงานไม่บ่อยครั้งเท่านั้น

5.4 การเลือกวาล์วโลก

(1) เมื่อเปรียบเทียบกับวาล์วประตูที่มีข้อกำหนดเดียวกัน วาล์วปิดจะมีโครงสร้างที่ยาวกว่า โดยทั่วไปจะใช้กับท่อที่มีขนาด DN≤250 เนื่องจากกระบวนการและการผลิตวาล์วปิดขนาดใหญ่นั้นยุ่งยากกว่า และประสิทธิภาพการปิดผนึกไม่ดีเท่าวาล์วปิดขนาดเล็ก

(2) เนื่องจากวาล์วปิดมีความต้านทานของเหลวสูง จึงไม่เหมาะสำหรับของแข็งแขวนลอยและของเหลวที่มีความหนืดสูง

(3) วาล์วเข็มเป็นวาล์วปิดที่มีปลั๊กเรียวเล็ก ซึ่งสามารถใช้สำหรับการปรับอัตราการไหลขนาดเล็กหรือใช้เป็นวาล์วสุ่มตัวอย่าง โดยทั่วไปจะใช้กับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก หากขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางมีขนาดใหญ่ จำเป็นต้องมีฟังก์ชันการปรับแต่ง และสามารถใช้วาล์วปีกผีเสื้อได้ ในเวลานี้ วาล์วแคล็กจะมีรูปร่างคล้ายพาราโบลา

(4) สำหรับสภาพการทำงานที่ต้องการการรั่วไหลต่ำ ควรใช้วาล์วปิดการรั่วไหลต่ำ วาล์วปิดการรั่วไหลต่ำมีโครงสร้างหลายแบบ ซึ่งโดยทั่วไปแล้ววาล์วปิดแบบเบลโลว์จะใช้ในโรงงานเคมี

วาล์วโลกแบบเบลโลว์เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายมากกว่าวาล์วประตูแบบเบลโลว์ เนื่องจากวาล์วโลกแบบเบลโลว์มีขนาดเบลโลว์สั้นกว่าและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า อย่างไรก็ตาม วาล์วเบลโลว์มีราคาแพง และคุณภาพของเบลโลว์ (เช่น วัสดุ ระยะเวลาการทำงาน ฯลฯ) รวมถึงการเชื่อมโลหะ ส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานและประสิทธิภาพของวาล์ว ดังนั้นควรพิจารณาเป็นพิเศษเมื่อเลือกใช้

5.5 การเลือกเช็ควาล์ว

(1) โดยทั่วไปแล้ว วาล์วตรวจสอบการยกแนวนอนจะใช้ในกรณีที่มี DN≤50 และสามารถติดตั้งได้เฉพาะกับท่อแนวนอนเท่านั้น ส่วนวาล์วตรวจสอบการยกแนวตั้งมักใช้ในกรณีที่มี DN≤100 และติดตั้งได้กับท่อแนวตั้ง

(2) เช็ควาล์วยกสามารถเลือกใช้แบบสปริงได้ และประสิทธิภาพการปิดผนึกในเวลานี้จะดีกว่าแบบไม่มีสปริง

(3) เส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำของเช็ควาล์วแบบสวิงโดยทั่วไปคือ DN>50 สามารถใช้ได้ทั้งกับท่อแนวนอนและแนวตั้ง (ของเหลวต้องไหลจากล่างขึ้นบน) แต่อาจเกิดอาการน้ำกระแทกได้ง่าย เช็ควาล์วแบบแผ่นคู่ (Double Disc) มักเป็นแบบเวเฟอร์ ซึ่งเป็นเช็ควาล์วที่ประหยัดพื้นที่มากที่สุด สะดวกสำหรับการวางผังท่อ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ เนื่องจากแผ่นของเช็ควาล์วแบบสวิงทั่วไป (แบบแผ่นเดี่ยว) ไม่สามารถเปิดได้เต็มที่ถึง 90° จึงมีความต้านทานการไหลในระดับหนึ่ง ดังนั้นเมื่อกระบวนการต้องการ จึงมีข้อกำหนดพิเศษ (ต้องเปิดแผ่นให้สุด) หรือเช็ควาล์วแบบยกตัว Y

(4) ในกรณีที่อาจเกิดอาการน้ำกระแทก (water hammer) อาจพิจารณาใช้เช็ควาล์วที่มีอุปกรณ์ปิดช้าและกลไกลดแรงสั่นสะเทือน วาล์วชนิดนี้ใช้ตัวกลางในท่อเป็นตัวบัฟเฟอร์ และเมื่อปิดเช็ควาล์วแล้ว จะช่วยขจัดหรือลดอาการน้ำกระแทก ป้องกันท่อ และป้องกันไม่ให้ปั๊มไหลย้อนกลับ

5.6 การเลือกวาล์วปลั๊ก

(1) เนื่องจากปัญหาด้านการผลิต จึงไม่ควรใช้ปลั๊กวาล์วที่ไม่ได้รับการหล่อลื่น DN>250

(2) เมื่อจำเป็นต้องไม่ให้ช่องวาล์วสะสมของเหลว ควรเลือกวาล์วปลั๊ก

(3) เมื่อการปิดผนึกของบอลวาล์วแบบซีลอ่อนไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ หากเกิดการรั่วไหลภายใน สามารถใช้ปลั๊กวาล์วแทนได้

(4) ในบางสภาวะการทำงาน อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง จึงไม่สามารถใช้ปลั๊กวาล์วธรรมดาได้ เนื่องจากอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงทำให้ส่วนประกอบวาล์วและซีลเกิดการขยายตัวและหดตัวแตกต่างกัน การหดตัวในระยะยาวของปะเก็นจะทำให้เกิดการรั่วซึมตามแนวก้านวาล์วระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ในขณะนี้ จำเป็นต้องพิจารณาปลั๊กวาล์วแบบพิเศษ เช่น XOMOX รุ่น Severe Service ซึ่งไม่สามารถผลิตในประเทศจีนได้

5.7 การเลือกบอลวาล์ว

(1) สามารถซ่อมบอลวาล์วแบบติดตั้งด้านบนได้ทางออนไลน์ โดยทั่วไปแล้วบอลวาล์วแบบสามชิ้นจะใช้สำหรับการเชื่อมต่อแบบเกลียวและแบบเชื่อมซ็อกเก็ต

(2) เมื่อท่อมีระบบบอลทะลุ จะใช้ได้เฉพาะบอลวาล์วแบบเต็มรูเท่านั้น

(3) ผลการปิดผนึกของซีลแบบอ่อนจะดีกว่าซีลแบบแข็ง แต่ไม่สามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูง (ความต้านทานต่ออุณหภูมิของวัสดุปิดผนึกที่ไม่ใช่โลหะแต่ละชนิดไม่เท่ากัน)

(4) ห้ามใช้ในกรณีที่ไม่อนุญาตให้มีการสะสมของของเหลวในช่องวาล์ว

5.8 การเลือกวาล์วผีเสื้อ

(1) เมื่อจำเป็นต้องถอดปลายทั้งสองข้างของวาล์วผีเสื้อ ควรเลือกใช้วาล์วผีเสื้อแบบมีเกลียวหรือแบบหน้าแปลน

(2) เส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำของวาล์วผีเสื้อแนวแกนกลางโดยทั่วไปคือ DN50 ส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำของวาล์วผีเสื้อนอกศูนย์กลางโดยทั่วไปคือ DN80

(3) เมื่อใช้วาล์วผีเสื้อที่นั่ง PTFE แบบนอกรีตสามตัว แนะนำให้ใช้ที่นั่งรูปตัว U

5.9 การเลือกวาล์วไดอะแฟรม

(1) ประเภทตรงผ่านมีความต้านทานของไหลต่ำ ระยะการเปิดและปิดของไดอะแฟรมยาว และอายุการใช้งานของไดอะแฟรมไม่ดีเท่ากับประเภทฝาย

(2) ประเภทเขื่อนมีความต้านทานของไหลสูง ระยะการเปิดและปิดของไดอะแฟรมสั้น และอายุการใช้งานของไดอะแฟรมดีกว่าประเภทผ่านตรง

5.10 อิทธิพลของปัจจัยอื่น ๆ ต่อการเลือกวาล์ว

(1) เมื่อแรงดันตกที่ยอมรับได้ของระบบมีขนาดเล็ก ควรเลือกประเภทวาล์วที่มีความต้านทานของไหลน้อย เช่น วาล์วประตู วาล์วลูกบอลตรง ฯลฯ

(2) เมื่อจำเป็นต้องปิดวาล์วอย่างรวดเร็ว ควรใช้วาล์วปลั๊ก วาล์วบอล และวาล์วผีเสื้อ สำหรับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก ควรใช้วาล์วบอล

(3) วาล์วส่วนใหญ่ที่ทำงานในสถานที่มีล้อมือหมุน หากอยู่ห่างจากจุดทำงานพอสมควร สามารถใช้เฟืองหรือก้านต่อได้

(4) สำหรับของเหลวที่มีความหนืด สารละลาย และสื่อที่มีอนุภาคของแข็ง ควรใช้ปลั๊กวาล์ว วาล์วลูกบอล หรือวาล์วผีเสื้อ

(5) สำหรับระบบสะอาด โดยทั่วไปจะเลือกใช้ปลั๊กวาล์ว วาล์วลูกบอล วาล์วไดอะแฟรม และวาล์วผีเสื้อ (ต้องมีข้อกำหนดเพิ่มเติม เช่น ข้อกำหนดในการขัดเงา ข้อกำหนดในการซีล ฯลฯ)

(6) ในสถานการณ์ปกติ วาล์วที่มีแรงดันเกิน (รวมถึง) Class 900 และ DN≥50 จะใช้ฝาปิดผนึกแรงดัน (Pressure Seal Bonnet) ส่วนวาล์วที่มีแรงดันต่ำกว่า (รวมถึง) Class 600 จะใช้ฝาปิดผนึกวาล์วแบบสลักเกลียว (Bolted Bonnet) สำหรับสภาพการทำงานบางประเภทที่ต้องการการป้องกันการรั่วไหลอย่างเข้มงวด อาจพิจารณาใช้ฝาปิดผนึกแบบเชื่อม ในบางโครงการสาธารณะที่มีแรงดันต่ำและอุณหภูมิปกติ สามารถใช้ฝาปิดผนึกแบบยูเนียน (Union Bonnet) ได้ แต่โดยทั่วไปแล้วโครงสร้างแบบนี้มักไม่นิยมใช้

(7) หากจำเป็นต้องให้วาล์วอุ่นหรือเย็น จำเป็นต้องต่อด้ามจับของบอลวาล์วและปลั๊กวาล์วให้ยาวขึ้นที่จุดเชื่อมต่อกับก้านวาล์วเพื่อหลีกเลี่ยงชั้นฉนวนของวาล์ว โดยทั่วไปจะไม่เกิน 150 มม.

(8) เมื่อขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเล็ก หากที่นั่งวาล์วเสียรูปในระหว่างการเชื่อมและการอบชุบด้วยความร้อน ควรใช้วาล์วที่มีตัววาล์วยาวหรือท่อสั้นที่ปลาย

(9) วาล์ว (ยกเว้นวาล์วตรวจสอบ) สำหรับระบบไครโอเจนิก (ต่ำกว่า -46°C) ควรใช้โครงสร้างคอแบบบอนเน็ตที่ยาวขึ้น ควรเคลือบก้านวาล์วด้วยสารเคลือบผิวที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มความแข็งของพื้นผิว ป้องกันไม่ให้ก้านวาล์วและปะเก็นและต่อมปะเก็นเกิดรอยขีดข่วนและส่งผลกระทบต่อซีล

นอกจากการพิจารณาปัจจัยข้างต้นในการเลือกรุ่นแล้ว ควรพิจารณาข้อกำหนดด้านกระบวนการ ความปลอดภัย และปัจจัยทางเศรษฐกิจอย่างครอบคลุม เพื่อประกอบการตัดสินใจเลือกรูปแบบวาล์วขั้นสุดท้าย และจำเป็นต้องเขียนเอกสารข้อมูลวาล์ว เอกสารข้อมูลวาล์วทั่วไปควรมีเนื้อหาดังต่อไปนี้:

(1) ชื่อ แรงดันที่กำหนด และขนาดที่กำหนดของวาล์ว

(2) มาตรฐานการออกแบบและการตรวจสอบ

(3) รหัสวาล์ว

(4) โครงสร้างวาล์ว โครงสร้างฝาครอบ และการเชื่อมต่อปลายวาล์ว

(5) วัสดุตัวเรือนวาล์ว วัสดุพื้นผิวปิดผนึกที่นั่งวาล์วและแผ่นวาล์ว วัสดุก้านวาล์วและชิ้นส่วนภายในอื่นๆ บรรจุภัณฑ์ ปะเก็นฝาครอบวาล์ว และวัสดุยึด ฯลฯ

(6) โหมดการขับขี่

(7) ข้อกำหนดด้านบรรจุภัณฑ์และการขนส่ง

(8) ข้อกำหนดป้องกันการกัดกร่อนภายในและภายนอก

(9) ข้อกำหนดด้านคุณภาพและข้อกำหนดด้านชิ้นส่วนอะไหล่

(10) ข้อกำหนดของเจ้าของและข้อกำหนดพิเศษอื่นๆ (เช่น การทำเครื่องหมาย ฯลฯ)

6. คำกล่าวสรุป

วาล์วมีบทบาทสำคัญในระบบเคมี การเลือกวาล์วสำหรับท่อควรพิจารณาจากหลายปัจจัย เช่น สถานะ (ของเหลว ไอ) ปริมาณของแข็ง ความดัน อุณหภูมิ และคุณสมบัติการกัดกร่อนของของไหลที่ลำเลียงในท่อ นอกจากนี้ การทำงานที่เชื่อถือได้และปราศจากปัญหา ต้นทุนที่เหมาะสม และวงจรการผลิตก็เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเช่นกัน

ในอดีต การเลือกวัสดุวาล์วในการออกแบบทางวิศวกรรมมักจะพิจารณาเฉพาะวัสดุเปลือกวาล์วเท่านั้น และไม่ได้คำนึงถึงวัสดุอื่นๆ เช่น ชิ้นส่วนภายใน การเลือกวัสดุภายในที่ไม่เหมาะสมมักนำไปสู่ความล้มเหลวของการปิดผนึกภายในของวาล์ว ปะเก็นก้านวาล์ว และปะเก็นฝาครอบวาล์ว ซึ่งจะส่งผลต่ออายุการใช้งาน ทำให้ประสิทธิภาพการใช้งานไม่เป็นไปตามที่คาดหวังไว้ และอาจทำให้เกิดอุบัติเหตุได้ง่าย

จากสถานการณ์ปัจจุบัน วาล์ว API ไม่มีรหัสประจำตัวแบบรวม แม้ว่าวาล์วมาตรฐานแห่งชาติจะมีชุดวิธีการระบุ แต่ก็ไม่สามารถแสดงส่วนประกอบภายใน วัสดุอื่นๆ และข้อกำหนดพิเศษอื่นๆ ได้อย่างชัดเจน ดังนั้น ในโครงการวิศวกรรม ควรอธิบายวาล์วที่ต้องการอย่างละเอียดโดยการรวบรวมเอกสารข้อมูลวาล์ว วิธีนี้ช่วยให้การเลือกวาล์ว การจัดหา การติดตั้ง การทดสอบการใช้งาน และอะไหล่ของวาล์วสะดวกยิ่งขึ้น ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน และลดโอกาสเกิดข้อผิดพลาด