Hvornår bruger man plug ventiler og hvornår bruger man kuglehaner?

Disse to typer ventiler har overordnet samme funktion, de er beregnet til at afspærre med, men man kan også til nøds bruge dem til at regulere eller drøvle med.

Plugventiler er ventiler med en konisk tilspidset eller cylindrisk prop, der roterer inde i ventillegemet for at kontrollere strømmen gennem ventilen. Keglen i ventilerne kan have en eller flere passager, der går sidelæns gennem keglen. Dette sikrer, at væske kan strømme frit gennem keglen, når ventilen er åben. Når keglen er cylindrisk, er den vinkelret på røret og roterer for at tillade væsken at fortsætte gennem ventilen.

Kegleventiler er fremragende til hurtig lukning og er perfekte gasapplikationer med f.eks. naturgas men også hvor mediet er urent og partikelfyldt. Når man vedligeholder kugleventiler skal de oftest fjernes fra rørledningen, medmindre de er af designet ”top entry” som generelt er et dyrere design. Plugventilerne derimod, skal efterses regelmæssigt og smøres jævnligt, men har et solidt design og lang levetid.

Kugleventiler bør ikke bruges til reguleringsopgaver da de slides meget hurtigt hvis de ikke er fuldstændig åbne eller fuldstændig lukkede. Plugventiler derimod kan i nød godt bruges til at regulere flowet med. Plug ventiler er desuden billigere ved højtryksapplikationer og giver perfekt tæt lukning, når der er krav om metal til metal lukninger.  Hvis der er tale om smurte plugventiler har de en temperaturbegrænsning på -30 til 225 deg C. Kugleventiler kan tilpasses, så de passer til en bred vifte af applikationer og endda udfordrende situationer som til LNG-, kryogen- og højtemperaturprocesapplikationer. De kræver meget mindre vedligeholdelse, har en mere pålidelig tætning og kan ”grises”

Hvis man ser på funktionen – evnen til at afspærre – så har de to ventiltyper hver især fordele og ulemper. Selve afspærringsfladen er større på plugventilen end på kugleventilen – hvilket også betyder at den umiddelbart er bedre til at afspærre MEN det opfattes også ofte som mindre fleksibel og langsommere at operere pga. at den kræver større moment at operere den. Ved større ventiler hvor der bruges gear og aktuatorer vil dette også resultere i at en plugventil så kræver en større aktuator end kuglehanen og således er dyrere. Vægt mæssigt er plugventilen også tungere end kugleventilen og således også dyrere at fremstille.

Dette resulterer i at plugventilerne bruges knap så ofte når vi taler om større rørledninger.

Plugventilernes indsbygningsmål er ofte i henhold til ANSI B16.10 standarden, men en del producenter fremstiller også plugventiler med indbygningsmål som skydeventiler, da de ofte har ønsker fra kunden om at udskifte en gateventil med en plugventil.

Typer af plugventiler:

• Smurte Plugventiler (lubricated plugvalves)
• Ikke smurte plugventiler (non-lubricated plugvalves)
• Brandsikret ventil med bløde dele (Soft sealed firesafe)

• Regular – (standard)
• Short – (kort indbygningsmål, som kan erstatte en skydeventil)
• Venturi – (typisk brugt ved 6” eller derover)

• Multi Port Plugventil
• Eccentric plugventil
• Expanding plugventil

Plugventiler opdeles i ”smurte og ikke smurte” plug ventiler. Fedt smurte plugventiler, er ventiler som har et indbygget kammer som konstant smører ventilens kegle. Dette kammer er på langs af akslen og den lille kontraventil under indsprøjtningshullet forhindrer fedtet i at flyde i den forkerte retning, når tætningsmidlet er injiceret i hulrummet. Keglens overflade smøres konstant af fedtet, der bevæger sig fra midterhulen gennem radiale huller ind i riller på kegleoverfladen. Denne fedtsmøring er vigtig da metal mod metal har en høj friktion og hvis ikke der smørres vil keglen sidde fast. Det smalle mellemrum omkring keglen muliggør lækage, men hvis du reducerer afstanden yderligere, vil det øge friktionen, og keglen kan så sidde fast inde i ventilhuset.

En smurt ventil er således lettere at operere da keglen har mindre friktion, og den er også langt mere korrosionsresistent. Ved høje temperaturer vil man også anvende fedtsmurte ventiler.

Når man anvender fedtsmurte ventiler så skal man være opmærksom på at benytte et smørremidel som ikke forurener mediet. Der findes et utal af smørremedier, som også kan bruges i forskellige fødevarer og andre forholdsvis sterile systemer.

Ikke fedtsmurte ventiler har imellem kegle og ventilhus et bøs/ en liner som er lavet af et kunststof materiale og er således ikke metallisk. Dette elastomere bøs sørger for at mindske friktionen imellem ventilhus og kegle. Denne løsning kan dog ikke anvendes til de høje temperaturer da elastomer har en naturlig temperatur begrænsning.

Plugventiler er forholdsvis nemme at servicere, idet at ventilen har en simpel konstruktion og keglen kan løftes op og renses uden at ventilen fjernes fra rørledningen.

Strømning gennem keglen

Der er tre typer designs af gennemstrømnings hul som bruges indenfor plugventiler;

• Rektangulær port type (den mest udbredte)
• Rund port type (bruges typisk ved behov for lavt trykfald over ventilen eller mulighed for at ”grise” ventilen)
• Ruder formet port type (bruges typisk ved behov for at drøvle på ventilen)

Rectangular Port  er den mest typiske model. Gennemstrømningsarealet svarer til her ca 60-70% af rørgennemstrømningsarealet.

Round port plug  denne model fåes både som “full bore” (100% gennemstrømning) og “reduced bore”, sidst nævnte bruges kun når der decideret er behov for at reducerer trykket i rørledningen.

Diamond Port – Dette design benytter sig af princippet ”venturi flow” og bruges primært hvis man ønsker mulighed for at drøvle med ventilen.

Indbygningsmål:  Regular og venturi desgin har de samme indbygningsmål hvorimod round bore /full bore designet har større indbygningsmål.

Plugventilens hovedkomponenter

En plugventil består af ventilhus, låg, spindel og kegle. Sædet er en integreret del af ventilhuset hvis det er en af de typer som er smurte. Hvis det er en ikke smurt type er der som nævnt også et elastomerisk sæde i for at sikre lav friktion og tæthed.

Hvor bruger man en plugventil ?

• Plugventiler bruges som afspærringsventil og kan give en total afspærring (bubble tight shut off).
• Plugventiler bruges til medier med partikler og urenheder, dvs. luft, gas, damp, mudder slam og andre tyktflydende medier.
• Plugventiler bruges typisk i lav temperatur og lavtryks systemer
• Enkelte designs af plugventiler kan også bruges til høje tryk og temperaturer.
• Plugventiler er ventiler med en forholdsvis høj kapacitet og enkelte designs kan bruges til at drøvle med og endda også bruges i vakuum systemer

Den enkle betjeningsstruktur og korrosionsbeskyttende egenskaber gør dem til den mest pålidelige lukningsmulighed i kritiske applikationer.

Fordele:

• Simpelt design med få dele
• Hurtig at åbne og lukke
• Mulighed for service imens den sidder i rørledningen
• Mindre tryktab over ventilen end ved f.eks. sædeventiler
• Er gode til at holde tæt
• Muligheden for flere porte i samme ventil, gør at man kan reducere ventilantallet i nogle systemer.

Ulemper:

• Man skal bruge en større kraft til at åbne den pga højere friction
• Større ventiler (DN 100 og over) kan ikke betjenes manuelt men kræver en actuator.
• Tryktab over ventilen pga den reducerede hul størrelse ved brug af en rektangulær port
• Er ofte en dyrere ventil end en tilsvarende kugleventil.

Hvis man har et system med et meget korrosivt medie kan man med fordel line /coate ventilerne indvendig med PTFE, PVDF eller PVDCF polyethylene, polypropylene eller lignende.

Dobbelt afspærring  – Double block & Bleed funktion – twin plug valves ?

Twin plug  er et populært design men ulempen er at denne model meget sjældent laves som fullbore, hvor du har 100% flow igennem, og de har et større indbygningsmål end single plugventiler.