يتطلب اختيار نموذج صمام الكرة من الفولاذ المصبوب مراعاة عاملات متعددة مثل معايير ظروف العمل وخصائص الوسائط ومتطلبات النظام ، والتي تشكل هذه التفاصيل التقنية معا الأساس الرئيسي لضمان تشغيل الصمام بشكل موثوق.
في نوع الهيكل، صمام الكرة العائم مع هيكله البسيط والختم الممتاز يصبح الخيار الأول لنظام الضغط المنخفض والمتوسط، وهذا التصميم يدفع مقعد صمام ضغط الكرة من خلال الضغط المتوسط لتحقيق الختم، خاصة في ظروف العمل العادية تحت ضغط العمل 4.0MPa. في حين أن صمام الكرة الثابت يستخدم هيكل دعم المحامل، ويمكنه تحمل تأثير الضغط العالي يصل إلى 32.0MPa، وتثبيت صلبة عصا الصمام العلوي والسفلي يقلل من عزم الدوران التشغيلي بنسبة 30٪ أو أكثر، مما يظهر ميزة واضحة في نظام الأنابيب ذات القطر الكبير. صمام الكرة المرنة من خلال تصميم فتحة مرنة على الكرة، في درجات الحرارة العالية لا يزال يمكن الحفاظ على أداء الختم المستقر في بيئة الضغط العالي ، وتشير بيانات الاختبار التجريبية لمصنع تكرير النفط إلى أن معدل التسرب لهذا الهيكل في ظروف العمل 550 درجة مئوية أقل بمعدلين من التصميم التقليدي.
يجب أن يتبع اختيار درجة الضغط مبدأ عامل الأمان 1.5 مرة لضغط تصميم النظام ، مما يتطلب من المهندسين إتقان ضغط العمل القصوى للأنابيب بدقة. بالنسبة لأنظمة الضغط المنخفض مثل إمدادات الصرف الصحي في المدن ، فإن مواصفات PN16 يمكن أن تلبي الطلب. في حين أن أجهزة البتروكيماويات عادة ما تتطلب صمامات ضغط عالية PN25 أو أكثر ، وحتى في سيناريوهات متطرفة مثل استخراج النفط في الآبار العميقة ، يجب اختيار نموذج ضغط عالي جداً PN40. التكيف مع درجة الحرارة مهم بنفس القدر ، والحد الأقصى المطبق للصمامات الكروية الفولاذية المصبوبة العادية هو 425 درجة مئوية ، وعندما تتجاوز درجة حرارة الوسيط نماذج مقاومة لدرجات الحرارة العالية، مثل صمام مادة WCB المعالجة الحرارية T6، يمكن أن تزيد قوتها في درجات الحرارة العالية بنسبة 40%. تجدر الإشارة إلى أن ظروف العمل المنخفضة الحرارة (-46 درجة مئوية أقل) تتطلب اختيار صمام فولاذ منخفض الحرارة المعالجة بالبرد العميق، والتي لا تزال هذه المادة يمكن أن تحافظ على مرونة كافية لتجنب حدوث كسر هش عند -196 درجة مئوية.
غالبا ما يتم تقليل تأثير خصائص الوسائط على الاختيار ، ولكن من المهم. عند نقل الوسائط المتآكلة ، يجب ترقية مادة جسم الصمام إلى الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M ، وإضافة عنصر الموليبدين يزيد من مقاومة التآكل بخمسة أضعاف. بالنسبة للشحم الذي يحتوي على جسيمات صلبة ، يجب اختيار مزيج من صمام الكرة V ومقعد صمام السبائك الصلبة ، وهذا التكوين يمكن أن يمنع بطاقات الجسيمات بشكل فعال. تشير حالة تطبيق شركة تعدين إلى أن هذا البرنامج يمدد عمر الصمام من 3 أشهر إلى أكثر من سنتين. يجب أن تتوافق تطبيقات الطب والأغذية مع معايير الصحة 3-A ، والتي تتطلب جميع خشونة سطح الاتصال أقل من Ra 0.4 ميكرومتر ومواد ختم غير سامة. في المناطق المخاطرة للانفجار ، يجب أن يكون جهاز التشغيل الهوائي معتمدًا من قبل ATEX ، مع مستوى مقاومة للانفجار IIB T4 على الأقل ، لضمان التشغيل الآمن في بيئات الغازات القابلة للانفجار مثل الهيدروجين.
يحتاج تحديد طريقة التشغيل إلى التوازن بين درجة الأتمتة وفعالية التكلفة. على الرغم من أن صمام الكرة اليدوي اقتصادي ، إلا أنه مناسب فقط في المناسبات التي لا تتكرر تشغيلها ، فإن تصميم المقبض يجب أن يأخذ في الاعتبار قيود مساحة التشغيل ، وينصح بإضافة عصاً ممتداً عند تركيبه فوق مترين من الأرض. يمكن التحكم في وقت استجابة المحرك الهوائي في 0.5 ثانية ، وهو مناسب بشكل خاص لنظام القفل الطارئ الذي يحتاج إلى قطع سريع ، ولكن يحتاج إلى وحدة معالجة الهواء الداعمة للحفاظ على جفاف الهواء. يمكن لصمام الكرة الكهربائي أن يحقق ضبط دقيق للتدفق ، ويمكن التحكم بدقة إشارة 4-20mA تصل إلى ± 1 الميزة متوسطة واضحة. بالنسبة للمواقع البعيدة غير المأهولة، ينصح باختيار محرك تشغيل كهربائي ذكي مع بروتوكول اتصالات HART، ويدعم التشخيص عن بعد وتعديل المعلمات، ويظهر بيانات التطبيق على خط نقل طويل أن هذا التصميم يزيد من كفاءة الصيانة بنسبة 60٪.
اختيار نظام الختم يتطلب اختراق التفكير التقليدي لمواجهة تحديات خاصة. يستخدم صمام الختم الناعم PTFE أو مقعد صمام PTFE المعزز لتحقيق تأثير الختم على مستوى الفقاعات في درجات الحرارة العادية ، ولكن الأداء ينخفض بشكل كبير عند تجاوز 200 درجة مئوية. يتم تحقيق الختم الصلب المعدني في درجات الحرارة العالية من خلال الاتصال الكروي بمقعد الصمام ، على الرغم من ارتفاع معدل التسرب الأولي (حوالي 50 مل / دقيقة). ومع ذلك ، يمكن الوفاء بمعايير ANSI Class V بعد 200 فتح وإغلاق وتطحن. في المناسبات التي تتطلب الختم في اتجاهين صارمين ، يجب اختيار تصميم مقعد الصمام مع وظيفة التعويض الذاتي التي تتكيف تلقائيًا مع تغيرات الضغط ، وقد أظهرت اختبارات محطة الطاقة النووية أنه لا يزال هناك تسرب صفر عند فرق الضغط 10 ميجا باس. يختم صمام الأمان ضد الحريق في حالات الحريق عن طريق الاتصال المعدني المعدني ، ويتعين اجتياز اختبار مقاومة الحريق API 607 لضمان استمرار وقف تدفق الوسائط بعد 30 دقيقة من رش اللهب.