Сертификация национального стандарта GBT 21385 | Как шаровые краны, установленные на цапфе, решают проблемы открытия и закрытия большого диаметра в городских газопроводных сетях?

Предисловие: «Больные точки открытия и закрытия» городских газопроводов и основное значение национального стандарта GBT 21385

Городские газопроводы являются «трассой жизни», обеспечивающей бытовое и промышленное газоснабжение, а задвижки большого диаметра, как «основные переключатели» трубопроводного транспорта, от режима их открытия и закрытия напрямую зависит безопасность, устойчивость и эффективность работы трубопроводов. В процессе модернизации и реконструкции городских газопроводов проблема открытия и закрытия цапфовых шаровых кранов большого диаметра беспокоит практиков отрасли — трубопроводы большого диаметра (DN≥100 мм) выдерживают высокое давление, а среда является легковоспламеняющейся и взрывоопасной. Традиционные клапаны подвержены таким проблемам, как чрезмерный крутящий момент открытия и закрытия, трудная работа и нестабильное уплотнение, что в тяжелых случаях может привести к утечке газа, параличу трубопровода и другим угрозам безопасности.

Национальный стандарт GBT 21385 (последняя действующая версия — GB/T 21385-2025), являющийся основным национальным стандартом для шаровых кранов с металлическим уплотнением, четко определяет технические требования, методы испытаний, правила проверки и другое ключевое содержание фланцевых, сварных и резьбовых шаровых кранов с металлическим уплотнением. Он применим к шаровым кранам с номинальным размером DN15～DN600 и номинальным давлением PN16～PN420, обеспечивая авторитетную основу для производства, выбора и применения цапфовых шаровых кранов большого диаметра, а также является «конечным результатом соответствия» и «техническим эталоном» для решения проблемы открытия и закрытия большого диаметра. Только шаровые краны с цапфой, сертифицированные по национальному стандарту GBT 21385, могут соответствовать требованиям эксплуатации городских газопроводов при высоком давлении, высоком уровне риска и высокой надежности, избегая рисков безопасности и соблюдения требований со стороны источника.

I. Проблемы открытия и закрытия цапфовых шаровых кранов большого диаметра в городских газопроводах

В городских газопроводах проблема открытия и закрытия цапфовых шаровых кранов большого диаметра (обычно DN100 и выше) по существу представляет собой двойную задачу: «контроль крутящего момента в условиях высокого давления» и «стабильность уплотнения». В частности, ее можно разделить на 3 типа основных проблем, которые также являются распространенными болевыми точками в отрасли:

1. Чрезмерный момент открытия и закрытия, высокая сложность эксплуатации: Давление газа в трубопроводах большого диаметра относительно высокое (обычно ≥PN40). Традиционные шаровые краны с цапфой имеют плотную посадку между сердечником клапана и седлом клапана без разумной конструкции для сброса давления, что приводит к необходимости применения огромной движущей силы во время открытия и закрытия. Ручное управление трудоемко, и невозможно добиться даже нормального открытия и закрытия; даже при использовании электропривода возможно возникновение заклинивания клапана из-за недостаточного крутящего момента, что влияет на эффективность обслуживания трубопровода и его аварийную утилизацию.

2. Нестабильные характеристики уплотнения, легко вызвать утечку: Газ является легковоспламеняющейся и взрывоопасной средой, к которой предъявляются чрезвычайно высокие требования к уплотняющим характеристикам клапанов. Во время частого открытия и закрытия шаровых кранов с цапфой большого диаметра сердечник и седло клапана подвержены износу и деформации. Особенно в условиях высокого давления распределение давления на уплотнительной поверхности неравномерно, что может легко вызвать утечку газа и угрозу безопасности; в то же время, если клапан не соответствует стандартам уплотнения национального стандарта GBT 21385, ему также грозят штрафы за соблюдение требований.

3. Недостаточная технологичность, малый срок службы: Условия городских газопроводов сложны. В некоторых областях возникают такие проблемы, как большие перепады температур и примеси в среде. Материал и конструкция традиционных цапфовых шаровых кранов большого диаметра не полностью адаптированы к этим рабочим условиям, которые подвержены коррозии компонентов, заклиниванию, старению и другим проблемам, что приводит к сокращению срока службы клапана, увеличению затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание трубопровода, а частая замена клапана повлияет на нормальную работу трубопровода.

II. Сертификация национального стандарта GBT 21385: двойная гарантия соответствия и технология решения проблем открытия и закрытия.

Сертификация национального стандарта GBT 21385 - это не просто «квалифицированная проверка», а строго регламентирующая характеристики открытия и закрытия, характеристики уплотнения, долговечность и т. д. цапфовых шаровых кранов большого диаметра на протяжении всего процесса проектирования, материала, процесса и испытаний, обеспечивая четкое техническое руководство для решения проблем открытия и закрытия. Его основные требования в основном отражены в трех аспектах:

1. Спецификации материалов и конструкции, снижающие сопротивление открытию и закрытию источника: национальный стандарт GBT 21385 четко определяет стандарты материалов для основных компонентов цапфовых шаровых кранов большого диаметра, таких как сердечник клапана, седло клапана и шток клапана, требующие использования высокопрочных, устойчивых к коррозии металлических материалов. В то же время он стандартизирует фиксированную конструкцию сердечника клапана — фиксацию сердечника клапана через верхний и нижний опорные валы, чтобы избежать неравномерного давления на уплотнительную поверхность, вызванного плаванием сердечника клапана, тем самым уменьшая крутящий момент открытия и закрытия. По сравнению с плавающими шаровыми кранами, шаровые краны с цапфой, соответствующие требованиям национальных стандартов, могут снизить крутящий момент открытия и закрытия на 30–50% в условиях большого диаметра и высокого давления, что значительно повышает удобство эксплуатации.

2. Обязательные требования к характеристикам уплотнения, устранение рисков утечки: Национальный стандарт сформулировал строгие стандарты испытаний характеристик уплотнения шаровых кранов с цапфой, включая испытание корпуса, испытание на герметичность, испытание на срок службы и т. д., требующие, чтобы при номинальном давлении корпус клапана не имел утечек, поверхность уплотнения не имела утечек, а характеристики уплотнения все еще могли соответствовать требованиям после того, как количество раз открытия и закрытия достигнет указанного стандарта. Шаровые краны с цапфой большого диаметра, сертифицированные по национальному стандарту, имеют плавающую конструкцию седла клапана, а среднее давление может подтолкнуть седло клапана к сердечнику клапана для достижения динамического уплотнения. Даже после частого открытия и закрытия он может поддерживать стабильные характеристики герметизации, принципиально решая проблему утечки газа.

3. Требования к технологичности и долговечности, адаптации к сложным условиям работы трубопроводов: В сочетании с характеристиками эксплуатации городских газопроводов национальный стандарт ГБТ 21385 выдвигает четкие требования к термостойкости, коррозионной стойкости, противозаклиниванию и другим характеристикам арматуры, требуя от арматуры адаптироваться к изменениям перепада температур в различных регионах, противостоять износу из-за примесей в среде, а также стандартизировать процесс сборки и ввода в эксплуатацию арматуры, чтобы гарантировать, что арматура не склонна к заклиниванию, старению и другим проблемам в процессе эксплуатации. долгосрочная эксплуатация, продление срока службы и снижение затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание.

III. шаровые краны с цапфой, соответствующие национальному стандарту GBT 21385: 3 основные технологии для решения проблем открытия и закрытия большого диаметра

Опираясь на технические характеристики национального стандарта GBT 21385, отрасль разработала цапфовые шаровые краны большого диаметра , подходящие для городских газопроводов, благодаря оптимизированной конструкции и инновационным процессам. Ее основные технологии в основном направлены на «снижение крутящего момента открытия и закрытия, улучшение характеристик уплотнения и повышение адаптируемости», фундаментально решая проблемы открытия и закрытия:

1. Конструкция конструкции для сброса давления, значительно снижающая крутящий момент открытия и закрытия: принята конструкция «отверстия для сброса давления в сердечнике клапана». Во время открытия и закрытия клапана давление на обеих сторонах сердечника клапана уравновешивается через отверстие для сброса давления, уменьшая разницу давления между сердечником клапана и седлом клапана, тем самым уменьшая крутящий момент открытия и закрытия и обеспечивая легкое открытие и закрытие. В то же время в сочетании с червячным механизмом передачи движущая сила может быть дополнительно усилена. Будь то ручное управление или электрический привод, можно добиться стабильного и эффективного открытия и закрытия, решая проблему, связанную с трудной эксплуатацией клапанов большого диаметра. В некоторых высококачественных продуктах также используется метод привода с управлением от насоса, который может осуществлять ручное/автоматическое переключение и поддерживать автоматическую работу на больших расстояниях, повышая эффективность эксплуатации и обслуживания трубопровода.

2. Двойная поверхность уплотнения + эластичная конструкция седла клапана, повышающая стабильность уплотнения: принята конструкция двойной уплотнительной поверхности, сочетающая металлическое жесткое уплотнение и эластичное уплотнение, которая не только соответствует требованиям к уплотнению национального стандарта GBT 21385, но также адаптируется к потребностям уплотнения в различных условиях работы - металлическое жесткое уплотнение обеспечивает надежность уплотнения при высоком давлении и высокой температуре, а эластичное уплотнение компенсирует незначительный износ уплотнительной поверхности для достижения «нулевой утечки». В то же время эластичное седло клапана может автоматически регулировать степень установки в зависимости от давления среды, избегая нарушения герметичности, вызванного колебаниями давления, и адаптируясь к характеристикам изменения давления в городских газопроводах.

3. Коррозионностойкая и противозаклинивающая технология, повышающая долговечность и адаптируемость: основные компоненты изготовлены из устойчивых к коррозии материалов, таких как нержавеющая сталь и хастеллой, а поверхность закалена, чтобы противостоять износу из-за примесей и коррозии в газовой среде; шток клапана имеет конструкцию сальникового уплотнения для предотвращения утечки газа и заклинивания штока клапана; Кроме того, внутри клапана установлен смазочный механизм для уменьшения трения между компонентами, увеличения срока службы открытия и закрытия, обеспечения стабильной работы клапана в течение длительного времени в сложных условиях трубопровода, а также снижения затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание.

IV. Рекомендации по выбору: Как выбрать цапфовые шаровые краны большого диаметра, соответствующие национальному стандарту GBT 21385 и подходящие для трубопроводов?

Для специалистов по городским газопроводам выбор цапфовых шаровых кранов большого диаметра, сертифицированных по национальному стандарту GBT 21385, является ключом к решению проблем открытия и закрытия и обеспечению безопасности трубопровода. При выборе ориентируйтесь на 3 пункта:

1. Подтвердите квалификацию сертификации по национальному стандарту: отдайте приоритет производителям с сертификационными сертификатами национального стандарта GBT 21385, проверьте, охватывает ли область сертификации требуемый номинальный размер и номинальное давление, избегайте выбора продуктов с «поддельной сертификацией», убедитесь, что клапан соответствует отраслевым требованиям соответствия, а также избегайте рисков безопасности и соответствия со стороны источника.

2. Соответствие параметрам рабочего состояния трубопровода: выберите соответствующую модель фиксированного шарового крана в соответствии с фактическим давлением, составом среды и калибром трубопровода — например, для трубопроводов высокого давления (PN≥100) можно выбрать шаровые краны со структурой сброса давления; для зон с большим количеством примесей в среде можно выбрать клапаны из износостойких материалов, чтобы гарантировать, что характеристики открытия и закрытия клапана идеально адаптированы к условиям работы трубопровода.

3. Обратите внимание на основные показатели производительности: сосредоточьтесь на моменте открытия и закрытия, производительности уплотнения, сроке службы и других показателях клапана, отдайте предпочтение продуктам с небольшим моментом открытия и закрытия, стабильным уплотнением и высокой долговечностью, а также обратите внимание на послепродажное обслуживание производителя, чтобы гарантировать, что проблемы могут быть решены своевременно, когда у клапана возникнут проблемы во время дальнейшей эксплуатации, что снижает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.

Вывод: Национальный стандарт GBT 21385. Шаровые краны с цапфой обеспечивают безопасность городских газопроводов.

Безопасная эксплуатация городских газопроводов неотделима от надежной поддержки каждого основного узла. Проблема открытия и закрытия цапфовых шаровых кранов большого диаметра является одновременно технической проблемой и требованием соответствия. Являясь «флюгером» отрасли, сертификация национального стандарта GBT 21385 обеспечивает авторитетные спецификации для исследований и разработок, производства и применения шаровых кранов с цапфой большого диаметра, а инновационная конструкция, основанная на технологии национального стандарта, фундаментально решает такие болевые точки, как чрезмерный крутящий момент открытия и закрытия, нестабильное уплотнение и недостаточная адаптируемость.

Выбор большого диаметра цапфовых шаровых кранов , сертифицированных по национальному стандарту GBT 21385, может не только обеспечить безопасную, стабильную и эффективную работу городских газопроводов, снизить риски безопасности и затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, но также соответствовать отраслевым требованиям, избегая штрафов и рисков, вызванных несоответствующей продукцией. В будущем, по мере постоянной модернизации городских газопроводов, национальный стандарт GBT 21385 будет и дальше совершенствоваться, а технология цапфовых шаровых кранов большого диаметра будет продолжать совершенствоваться, сопровождая городскую транспортировку энергии.