Het meest voorkomende type klep in de wereld vandaag is waarschijnlijk de globe-klep. Miljoenen zijn in gebruik, en de meeste zijn onder je neus of letterlijk onder je handen als je op de wasbak wast. Juist, de kraanklep is eigenlijk een globe-klep onder een glanzende laag verchroomd. Deze gebruiksvloeistoestellen zijn ook het hart van elke slangbib. In feite maakt de loodgieterindustrie vandaag meer globe-kleppen dan elk ander sector van de industrie.
Toch is de wereld ook de voorkeursklep in vrijwel alle industrieën waarin stromingssnelheden gereguleerd moeten worden. De basisbolklep is ook vergelijkbaar met zijn ingewikkelder neef, de multi-turn regelklep. In feite is de regelklep echt gewoon een globe-klep met klokken en fluitjes bevestigd in de vorm van automatische controle, evenwichtige werking, positioner, controller, feedback circuits en meer.
Figuur 1. Bolted bonnet globe valve 
Figuur 2. Smeedstaal (FS) globeventiel 
Figuur 3. Drukafdichtingsbolventiel 
Figuur 4. Y-patroon drukafdichtingsbolventiel BESTE GEBRUIK VOOR GLOBES
Hoewel de globe-klep kan worden gebruikt als blok- of isolatieventiel, is het voornamelijk ontworpen om de stroom in de gedeeltelijk open positie te regelen, terwijl de hekventielen zijn ontworpen voor de volledig geopende of volledig gesloten positie. Bij het overwegen van globe-kleppen voor on-off-isolatiedienst, moet de ontwerpselectie zorgvuldig overwegen, omdat het moeilijk is om een strakke afdichting tegen de sterke kracht op de disc te houden.
Piping designers, bij het specificeren van een klep, overwegen in de eerste plaats hoe goed het een rechte pijppijp emuleert in de open positie. Kleppen zoals de poort, de vlinder en de balken van de volle balken doen hierbij een zeer goede baan. Echter, de globe-klep, door zijn ingewikkelde binnenstroomstroming, doet het niet goed om een rechte pijploop na te bootsen. In plaats daarvan creëert de schuine zigzagstroom vloeibare wrijving, waardoor de vloeistofstroom door de klep vertraagt. De "Cv" (of de flow rate coefficient meting) voor dezelfde grootte poort en globe kleppen zal enorm verschillend zijn, aangezien de poortklep weinig stroomweerstand biedt in de open positie.
Het mechanisme van de globe-klep, die een schijf of stekker wordt genoemd, kan in veel verschillende vormen worden bewerkt. Door de vorm van de schijf te veranderen, kan de doorstroming van de afsluiter door het openen sterk afwijken in verhouding tot het aantal draaiingen van de steel. De meeste diensten gebruiken de meest voorkomende of "conventionele" bal of sferische-type schijfontwerp, omdat het meer dan andere ontwerpen opent voor elke gegeven beweging van de stam. Het V-poort schijfontwerp wordt gebruikt voor fijne gaskleppen door een breed scala aan openingspercentages en is aan te passen aan alle maten van globe-kleppen. Het naaldschijfontwerp wordt gebruikt voor zeer fijne stromingsregulatie, maar meestal alleen voor kleinere maten. Wanneer absoluut afsluiten nodig is of wanneer er een probleem is met het verzegelen van vloeistoffen met een minuut gesuspendeerde deeltjes, kan een zachte zitting elastomeerinzet worden geïnstalleerd in de schijf of de zitting.
DE TRIM
In globe-ventielen worden de componenten die de bron van de vloeistofstroom dragen tijdens de sluiting, trim genoemd. Zij zijn de stoel en de schijf die zich uitstrekken, steel en soms de hardware die de stang aan de schijf verbindt. Correct trimontwerp en de juiste selectie van trimmaterialen zijn van cruciaal belang voor maximale werking en levensduur van elk ventiel, met name globe-kleppen, die een hoge vloeistofwrijving en een ingewikkelde stroming hebben. Naarmate de stoel en de schijf dichter bij elkaar komen, stijgt de snelheid en turbulentie over beide, waardoor het potentieel voor schade door cavitatie en erosie wordt veroorzaakt. Deze verhoogde snelheid kan ervoor zorgen dat de trim weggenomen wordt, wat resulteert in een klep die slecht lek in de gesloten positie. Wanneer een globe-klep wordt gebruikt om sterk corrosieve vloeistoffen te besturen, kunnen de schade door cavitatie en erosie worden gecompenseerd. Soms lijkt dit gebrek als een dunne plakje in de zitting of in de schijf, die draaddraad wordt genoemd. Echter, als dit niet snel wordt gerepareerd, kan deze initiële kleine lekweg uitbreiden en een belangrijke lekweg worden.
Op kleinere bronzen globe-kleppen is de trim of hetzelfde materiaal als de rest van de klep of een soortgelijke bronzen legering met grotere sterkte. Op ijzeren globe-kleppen is het gebruikelijke snijmateriaal brons. De aanduiding voor deze trim op ijzeren kleppen is "IBBM", die staat voor "ijzeren body, bronzen gemonteerd." Stalen kleppen worden aangeboden in een verscheidenheid aan trimmaterialen, maar hebben meestal een of meerdere trimkomponenten van 400 serie martensitische roestvrijstalen staal. Harde bekledingen zoals Stellite worden ook gebruikt, evenals 300 serie roestvrij staal en koper-nikkel legeringen.
PATRONEN EN ONTWERPEN
Globe kleppen zijn verkrijgbaar in drie basispatronen. Het meest voorkomende is het "T" patroon, waar de stam loodrecht op de pijpleiding staat. Soortgelijk aan het T-patroon is het hoekpatroon, maar de stroming wordt 90 graden in de klep gedraaid om de hoekklep te kunnen bedienen als een stroomregelingsapparaat en 90 graden leidingen ell. De gloeilampventiel van de hoekpatroon wordt nog steeds meestal op de boilers gebruikt en wordt het patroon gebruikt voor de meeste chokes op olieputproducties, genaamd kerstbomen.
Ventielontwerpers zijn niet tevreden met het basisklokventielontwerp. Terwijl andere oudere klepontwerpen, zoals de poort- en plugtypes, vrijwel hetzelfde zijn gebleven als 100 jaar geleden, hebben ontwerpers de grenzen van de globe-klep uitgerekt om het in een hoogwaardig stroombesturingsapparaat te maken.
Het derde en nieuwste ontwerp, het "Y" patroon, werd ontwikkeld in een poging om de turbulentie die in het lichaam van een globe-klep plaatsvindt te verminderen en een steviger ontwerp te geven. In dit soort bol is de motorkap, de steel en de schijf 30 graden tot 45 graden schuin, wat resulteert in een rechtstreekse stroombaan en minder vloeistofwrijving. Deze verminderde wrijving betekent minder potentieel voor erosieve schade aan de klep, evenals betere algemene stromingseigenschappen voor het leidingsysteem.
Globe kleppen komen in een verscheidenheid van motorkap ontwerpen, en elk ontwerp heeft zijn eigen doel. Voor kleine bronsventielen is het binnenste schroef-stijgende-stangontwerp het meest populair. In dit ontwerp bevinden zich de stamdraden in de druk / vloeistofomhulling van de ventielmotor. Een dergelijk ontwerp is makkelijk te vervaardigen, maar het heeft een nadeel: de draden worden blootgesteld aan de procesvloeistof. Als gevolg daarvan kunnen de kritische stamdraden beschadigd raken wanneer ze aan corrosieve vloeistof worden blootgesteld. Dit soort klep wordt echter normaal gesproken gebruikt voor water- of lage-drukstoom.
Op kleppen die groter zijn dan NPS 2 of voor kleppen in corrosieve dienstverlening, zijn de bonnetontwerpen waarbij de stamdraden buiten de druk / vloeistofomslag liggen, veel voorkeur. De meest voorkomende van deze ontwerpen heet de buitenste schroef en het juk, ook wel OS & Y genoemd, het meest voorkomende ontwerp voor grotere industriële globe-kleppen.
De body / bonnet aansluiting op globe kleppen komt in een verscheidenheid aan ontwerpen. Beide schroefdraadverbindingen en koppelingsbouten zijn te vinden op de kleinere bronzen ventielen, terwijl de boutdoos op de meeste stalen en ijzeren globe-kleppen voorkomt. De druk afdichtingsmotor wordt gebruikt op hoge druk, hoge temperatuur globe kleppen, zoals die met het Y patroon ontwerp.
DE BOUWVERBINDING
Globe ventielen en ketels zijn letterlijk en figuurlijk meer dan 150 jaar verbonden. In feite zijn globe-ventielen zo kritisch voor ketels dat de American Society of Mechanical Engineers (ASME) Ketel- en Pressure Vessel Code voorschrijft hoe de kleppen in ketelservice dienen te worden gebruikt. De eerste klep op een keteluitlaatleiding is meestal een stopventiel, ook wel een terugslag of boiler stopventiel genoemd. De stopcontrole is eigenlijk twee kleppen in één-een gloeilamp voor het regelen van de stroom en een terugslagventiel om terugstroom te voorkomen. De schijf op een stopcontrole is niet aan de stengel bevestigd, maar wordt geleverd in het ventielmutsje om vrij te bewegen omhoog en omlaag als de steel verhoogd is. Dit zorgt voor regulatie van de stromingssnelheid, maar wanneer de terugstroom optreedt, functioneert de disconnekteerde schijf als een zuigercontroleventiel en sluit ze snel, waardoor de terugstroom in de ketel voorkomt. Indien nodig voor steviger uitschakeling, kan de stopcontrole-stam verlaagd worden, waardoor de schijf in de volledige open positie verplaatst wordt.
Naast het regelen van de boileruitgang, wordt de stopventiel ook gebruikt voor andere toepassingen, waarbij een ventiel en globe-klep gecombineerd worden voor de ontwerper.
Een andere boiler globe valve applicatie spoort zijn erfgoed terug naar het ijzeren paard. Wanneer u foto's van een locomotief ziet met grote stralen van stoomstroom vanaf de zijkanten, kijkt u naar een boiler-opblaasbare globe-klep op het werk. De afblaasventiel zorgt voor het verwijderen van overtollig water uit een ketel die af en toe nodig is. Blow-down globe ventielen zijn nog steeds in gebruik op stationaire ketels.
EEN AANPASSBAAR ONTWERP
De globe-klep startte niet alleen de klepindustrie als geheel maar creëerde ook het enorme besturingsventiel segment dat vandaag bestaat. Controle-systeemontwerpers namen de originele globe-klep en morphed het in een automatische regelinrichting om vloeistofcontrole problemen op een meer productieve manier op te lossen. Aanvankelijk werden deze drukregelende globe-kleppen ontwikkeld om stoom in ketels en pompen te regelen. Deze vroege regelventielen, ook wel gouverneurs genoemd, worden nu beheersventielen genoemd en worden wereldwijd gebruikt in vrijwel elke industrie die vloeistofcontrole nodig heeft.
Het ontwerp van globe-kleppen is ook zeer aan te passen aan andere diensten dan het regelen of blokkeren van een handwiel of aandrijving. Als u een standaard globeventiel gebruikt, verwijdert u het handwiel en de jukbus en vervangt deze met een gekalibreerde veer of tegengewicht, de globe wordt een drukafsluiter. Als u hetzelfde stuurwiel en jukbus verwijdert en deze met een vlotter en hendel vervangt, wordt het een regelventiel. En waarschijnlijk is de meest zichtbare globe-klepaanpassing het brandkraan, dat is een globe-klep met het handwiel en de jukbus vervangen door een lange verlengingsbuis en een vuurplughoed.
Kleiner is beter
In tegenstelling tot enkele andere klepontwerpen zoals de poort en vlinder wordt de wereldbol niet vaak in zeer grote maten vervaardigd. Dit komt mede doordat het grote gedeelte van de schijf die direct op de steel werkt, een veel grotere kracht creëert dan die is gecreëerd voor een poort of andere afsluiter van dezelfde grootte. Grotere klokventielen die bij hoge drukverschillen werken, vereisen bijna altijd enige mechanische bijstand om onder druk te drukken, meestal in de vorm van een handmatige of gemotoriseerde versnellingsbak of in sommige gevallen een handwiel met een hamerslag. Door de grote afmeting van de klepschijf en de druk van de onderkant van de schijf, hebben grote, lage drukklokventielen extra kracht in motorkroosters nodig om te voorkomen dat ze buigen en lekken langs de stoelen in de gesloten positie.
Terwijl zeer grote globe-kleppen niet vaak voorkomen, zijn kleine globe-kleppen die in de palm van je hand passen. Deze kleine kleppen, die gewoonlijk worden vervaardigd uit massieve barstock, worden extensief gebruikt voor instrumentkleppen in wetenschappelijke omgevingen, toepassingen voor vloeistofproeven, of overal waar een kleine diameter vloeistofregeling nodig is. Velen zijn naald-disc types en bieden zeer precieze flow control. Sommige zijn ook voorzien van verschillende buisverbindingen om een eenvoudige verbinding te maken met buisleidingen. Terwijl de meeste globe-ventielstengels van het roterende type zijn, hebben sommige niet-roterende stengels om de mogelijkheid van straling te verminderen.
De meeste globe-kleppen zijn ontworpen voor het regelen van de stroming, maar sommige speciaal ontworpen, hoge druk, Y-patroon typen zijn goed in staat om de vloei van de dichtingsvloeistof in blok- of on-off service te stevigen. Omdat de schijf rechtstreeks op de stoel beweegt, wordt de stoot op de steel rechtstreeks in de zitkracht overgebracht. Hiermee kan vrijwel alle actuatoruitgangskracht worden gebruikt om de klep tegen lekkage te verzegelen. Meestal zijn deze hoge druk globes gebouwd met drukafdichting in plaats van boutjes. De drukafdichtingsmuts verhoogt de afdichtbaarheid als de inwendige vloeistofdruk toeneemt.
Globe-kleppen hebben meestal een voorkeurstraalrichting, die gewoonlijk wordt bevestigd door een pijl gestempeld of gegoten in de buitenkant van het kleplichaam. Voor de meeste algemene loodgieterswerk en industriële toepassingen is de primaire stroomrichting naar boven gericht tegen de schijf. Deze opwaartse stroom is gladder op en om de schijf, en biedt een vrije draaiing van de schijf op de steel, waardoor de klep zijn juiste stoel of "fit" kan vinden bij het sluiten. Bij sommige toepassingen, zoals hogedruk blokkerende of on-off service, is de voorkeurstraal van de stroom op de bovenkant van de schijf, in plaats van eronder. Maar deze situaties zijn zeldzaam.
STANDAARDEN EN MATERIALEN
Globe valve design en constructie is bedekt onder een aantal specificaties van de industrie. Vreemd genoeg heeft het American Petroleum Institute (API), die normen heeft voor alle andere belangrijke kleptypes, geen standaard voor globe-kleppen groter dan NPS 2. In tabel 1 zijn enkele van de meest voorkomende normen voor globe-kleppen weergegeven.
Materialen die worden gebruikt in globe-ventielconstructie, rennen het gamma van basisch brons tot super-legeringen met hoge nikkel. Bronze is nog steeds het meest gebruikte globe-klepmateriaal, gevolgd door ijzer en gietstaal. Voor cryogene toepassingen zijn roestvrijstalen en bronzen globe-kleppen populair, waarbij alleen een uitgebreide motorkap nodig is om het verpakkingsgebied te bevriezen.
Tabel 1. Gemeenschappelijke globe-klepstandaarden
MSS SP-42 - Klasse 150, corrosiebestendig, poort-, globe- en controleventielen
MSS SP-80 - Bronzen hek, globe-, hoek- en controleventielen
MSS SP-85 - Grijze ijzeren globe en hoekkleppen, flenzen en schroefdraadjes
MSS SP-118 - Compact stalen globe en controleventielen (chemische en petroleumraffinaderij service)
API 602 - Stalen hek, globe- en controleventielen voor maten dn 100 (NPS 2) en kleiner voor de aardolie- en aardgasindustrie
BSI 1873 - Staalbol- en globe-stop- en controleventielen (flens- en buislassen) voor de petroleum-, petrochemische en verwante industrieën
ISO 12149 - Bolted-bonnet stalen globe-kleppen voor algemene toepassingen
MSS - Standaardisatievereniging van de fabrikant van de klep- en montageindustrie
API - American Petroleum Institute
BSI - British Standards Institute
ISO - International Standards Organization
Of het nu gaat om badwater in een kraan, olie in een raffinaderij of stoom in een krachtcentrale, globe-ventielen "soldaat aan" 24 uur per dag. Hoewel hun basisontwerp niet in 150 jaar is veranderd, blijven deze adellijke leden van de klep familie goed werken en dienen ze voor de komende 150 jaar waardevolle service te leveren aan de stroombeheersingsindustrie.
