Трубопроводная регулирующая арматура: Запорно-регулирующая арматура. Принцип действия

Запорно-регулирующая арматура. Принцип действия

Запорно-регулирующая арматура используется для контроля потока среды на объектах промышленного производства, и бытовых системах жизнедеятельности. Магистральные трубопроводы, месторождения нефти и газа и заводы по их переработке, сталеплавильные и химические предприятия, очистные сооружения и городской водопровод – вот лишь небольшая часть предприятий, где требуется огромное количество запорно-регулирующей арматуры.

Существует множество типов и модификаций запорно-регулирующей арматуры. Мы рассмотрим принцип действия наиболее распространенных типов изделий, таких как шаровые краны, дисковые поворотные затворы, шиберные задвижки, запорные клапаны и мембранные клапаны.

Принцип действия всех вышеперечисленных типов запорной арматуры примерно одинаков. Все эти устройства либо ограничивают поток среды (воздуха, жидкостей, пара, газа, сыпучих тел), либо полностью перекрывает его. Различаются лишь элементы конструкции типов запорной арматуры, (мембрана, диск, шар) с помощью которых и происходит перекрытие потока.

Принцип действия шарового крана.

Шаровый кран – один из самых надежных элементов запорной арматуры. Краны такого типа обеспечивают очень хорошую возможность полного перекрытия потока, в случае поворота запорного элемента на четверть оборота (90°). К достоинствам шарового крана следует также отнести низкое время закрытия, и низкую вероятность протечки, в случае износа уплотнения

Шаровые краны можно разделить на неполнопроходные, и полнопроходные. Неполнопроходной кран в открытом состоянии имеет диаметр прохода меньший, чем диаметр трубопровода, полнопроходный кран имеет диаметр прохода равный диаметру трубопровода. Полнопроходный шаровый кран более эффективен, т.к. позволяет свести к минимуму падение давления в клапане.

Шаровые краны рекомендуются только для использования в полностью открытом, или полностью закрытом положении. Они не приспособлены для точного регулирования потока, или функционирования в частично открытом положении, так как создается избыточное давление на часть корпуса, что может привести к его деформированию. Деформирование корпуса приводит к протечкам и поломкам.

Принцип действия дискового поворотного затвора

Дисковый поворотный затвор регулирует поток при помощи специального элемента – диска, закреплённого на валу, и поворачивающегося вокруг своей оси. Также, как и шаровый кран, дисковый затвор способен осуществить перекрытие за достаточно короткое время, так как диск осуществляет такой же оборот на 90 °, из-за чего этот затвор называют также четверть-оборотным.

В зависимости от положения диска и вала относительно корпуса, дисковые затворы могут быть трехэксцентриковыми и двухэксцентриковыми. Затвор со смещенным эксцентриситетом означает, что ось диска смещена относительно геометрической оси корпуса, что обеспечивает более плотное прилегание диска к уплотнению затвора, а следовательно – исключает протечки.

Дисковые поворотные затворы характеризуются простотой конструкции, легкостью веса, и компактными размерами. Но материалы, используемые при производстве затворов, могут ограничить их применение при очень высоких температурах, или крайне агрессивных средах. В основном это касается уплотнений затвора, изготовляемых из полимерных материалов.

Принцип действия запорно-регулирующего клапана

Запорно-регулирующий клапан подходит для использования на различных технологических  объектах, исключая лишь трубопроводы больших диаметров, для контроля и регуляции потока среды.

Принцип действия клапанов не сильно отличается от принципа действия прочей запорно-регулирующей арматуры. Достоинства этих клапанов состоят в малом ходе затвора для полного открытия, соответственно такой клапан обычно имеет малые габариты и приемлемую массу. Также клапан обладает высокой герметичностью, и отсутствием трения уплотнения затвора о седло, что значительно сокращает их износ.

Недостатки подобного типа клапанов заключаются в сильном гидравлическом сопротивлении, и, соответственно, в больших потерях энергии, ограничении максимального диаметра трубопроводов, на которые их можно установить, а также в существовании застойных зон (по причине S-образного внутреннего сечения), где могут накапливаться примеси и мусор.

Принцип работы шиберной задвижки

Конструкция шиберной задвижки напоминает шлюз — поток регулируется путем его разделения при помощи металлической пластины – шибера. Шиберная задвижка – одно из наиболее простых приспособлений для регуляции потока.

Шиберные задвижки, в зависимости от конструкции запирающего элемента могут быть межфланцевыми, двусторонними и ножевыми.

К достоинствам шиберной задвижки следует отнести то, что этот тип задвижек в открытом состоянии не содержит никаких элементов, препятствующих потоку.

Принцип действия мембранного клапана

Мембранные клапаны используют в качестве запорного элемента гибкую мембрану (диафрагму) метод «щипать», чтобы остановить поток клапана, используя гибкую мембрану. 

Одним из преимуществ мембранного клапана является то, что компоненты самого клапана отделены от потока среды, что в случае агрессивных сред увеличивает срок службы клапана, при условии регулярного обслуживания и своевременной замены мембраны.

Эти типы клапанов, как правило, не подходит для агрессивных сред, и сред с высокими температурами,  в основном, они применяются для водопроводных систем.

Ниже представлено видео, в котором наглядно показан принцип работы трехэксцентрикового дискового затвора

Регулирующая арматура — это… Что такое Регулирующая арматура?

Регулирующая арматура — это вид трубопроводной арматуры, предназначенный для регулирования параметров рабочей среды. В понятие регулирования параметров входит регулирование расхода среды, поддержания давления среды в заданных пределах, смешивание различных сред в необходимых пропорциях, поддержание заданного уровня жидкости в сосудах и некоторые другие. Выполнение всех своих функций регулирующая арматура осуществляет за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации применяются различные виды управления регулирующей арматурой, чаще всего при этом используются внешние источники энергии и управление по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Используется также автоматическое управление непосредственно от рабочей среды. В современной промышленности уже редко, но все же встречается, основной способ управления регуляторами в прошлом — ручное управление (см. рисунок справа).

В зависимости от параметров рабочей среды (давления, температуры, химического состава и др.) к каждому виду регулирования предъявляются различные требования, что привело к появлению множества конструктивных типов регулирующей арматуры. С точки зрения автоматизации промышленных предприятий каждый из них рассматривается как элемент системы автоматического управления технологическим процессом, протекающим с участием жидких и газообразных рабочих сред и регулирующимся под воздействием получаемой командной информации^[1][2][3].

Основные виды конструкций

Блок подготовки воздуха

Современный регулирующий клапан с электрическим приводом.

Регулирующий клапан

Эти устройства получили наибольшее распространение среди различных типов регулирующей арматуры. Большинство из них весьма схожи по конструкции с запорными клапанами, но есть и свои специфические виды.

По направлению потока рабочей среды регулирующие клапаны делятся на:

• проходные — такие клапаны устанавливаются на прямых участках трубопровода, в них направление потока рабочей среды не изменяется;
• угловые — меняют направление потока на 90°;
• трехходовые (смесительные) — имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу (два входных и один выходной) для смешивания двух потоков сред с различными параметрами в один. В сантехнике такое устройство имеет название смеситель.

Основные различия регулирующих клапанов заключаются в конструкциях регулирующих органов, по этому признаку они разделяются на:

• односедёльные;
• двухседёльные;
• клеточные;
• мембранные;
• золотниковые^[1][2].

Для управления регулирующими клапанами используются электроприводы, электромагнитные приводы и пневмоприводы. Чтобы усилия от среды и сила трения в направляющих и уплотнении не приводили к снижению точности работы клапана, используются дополнительные устройства — позиционеры^[3].

Запорно-регулирующий клапан

С помощью этого устройства осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по нормам герметичности для запорной арматуры, что обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования, а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто»; такая конструкция является двухседёльной^[1][2].

Смесительные клапаны

Используются в тех случаях, когда необходимо в определенных пропорциях смешивать различные среды, например холодную и горячую воду, выдерживая постоянным какой-либо параметр (например, температуру) или изменяя его по заданному закону. Отличие смесительных клапанов от регулирующих заключается в том, что управляющее воздействие, задающее положение плунжера в первых, определяет расходы одновременно двух сред, а не одной, как в регулирующих клапанах^[1].

Также как и регулирующие клапаны, смесительные могут управляться с помощью электрического или пневматического привода (см. рис).

Регулятор с мембранным пневматическим приводом и электронным позиционером.

Регуляторы давления прямого действия

Регуляторы прямого действия служат для поддержания постоянного давления в трубопроводе, эта необходимость может возникнуть в реальных рабочих условиях, когда в нём происходят колебания давления рабочей среды, недопустимые для нормальной работы технологической системы или установки.

В отличие от арматуры непрямого действия, в которой для непрерывного регулирования нужно отслеживать специальными датчиками состояние контролируемого параметра и при его отклонении от нормы выдавать командный сигнал приводу, регулятор прямого действия срабатывает непосредственно от среды в контролируемом участке трубопровода без использования посторонних источников энергии. Кроме таких регуляторов, арматурой прямого действия являются предохранительные клапаны, относящиеся к предохранительной арматуре и обратные клапаны, относящиеся к защитной арматуре.

Регулирование давления может производиться после регулятора (по направлению потока среды), в этом случае регулятор называют «После себя», или перед ним, в этом случае он называется «До себя».

Принцип работы:

Предположим, что заданному номинальному давлению в трубопроводе соответствует установившийся поток среды через регулятор, при этом усилие от давления среды на чувствительном элементе компенсируется задатчиком нагружения (пружиной или грузом), то есть система находится в равновесии. При изменении давления в трубопроводе это равновесие нарушается и затвор арматуры перемещается, преодолевая усилие от задатчика, или наоборот, поддаваясь ему, при этом изменятся степень открытия регулирующего органа, а следовательно и расхода среды. С изменением расхода меняется давление и, при достижении исходного его значения, система снова приходит в равновесие и затвор прекращает двигаться.

Наиболее часто встречаются регуляторы прямого действия, оснащенные мембранными приводами. Присоединение регуляторов к трубопроводу, как правило, фланцевое, однако, встречаются регуляторы малых диаметров с резьбовым соединением (муфтовые)^[1][2][3].

Регулятор уровня

Регуляторы уровня используются в сосудах, применяемых в энергетических, холодильных и других установках. Управляются они поплавком, по команде от которого происходит впуск дополнительного количества жидкости («регулятор питания») или выпуск избыточного количества жидкости («регулятор перелива»)^[1][2].

Другие типы

Также могут использоваться в качестве регулирующей арматуры, но значительно реже, другие типы:

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7} Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5} Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
3. ↑ ^{1 2 3 4} Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С.И.Косых. — Л.: Машиностроение, 1982.

Запорно-регулирующая арматура

17.06.2016

Запорно-регулирующая арматура

Запорно-регулирующая арматура – это элементы системы, предназначенные для управления потоком теплоносителя путем частичного или полного перекрывания проходного сечения трубопроводов.

Данный вид арматуры делится на две группы: запорную и регулирующую.

Запорная арматура — устройства для управления потоками транспортируемых материалов (природных газов, нефти, воды, и др.) в трубопроводах, котлах, агрегатах, резервуарах и других технических сооружениях. Является наиболее распространённым видом трубопроводной арматуры. Крепится на трубах c помощью присоединит. патрубков (муфтовых, фланцевых, цапковых или штуцерных) или приваривается. Различают общетехническую и специального назначения. Широкое применение получила запорная арматура общетехнического назначения, она используется при транспортировании неагрессивных жидкостей и газов. Запорная арматура специального назначения предназначена для коррозионных, агрессивных или токсичных сред, a также при высоких давлениях, низких и сверхнизких температурах, вакуума и т.д. и изготовляется из легирующей хромоникелевой стали. Основные конструктивные элементы — корпус и затвор. B зависимости от формы затвора и характера перемещения его в корпусе во время работы подразделяется на краны, клапаны (вентили), задвижки и заслонки (поворотные или дисковые затворы. Изготавливается арматура c диаметром условного прохода (Дy) от 15 до 1400 мм (номинальный диаметр отверстия, служащего для прохождения транспортируемых материалов), на условное давление (Py) от 0,1 МПa до 16 МПa и температуру; транспортируемых материалов от

-60°C до +150°C, окружающей среды от -60°C до +40°C.

Регулирующая арматура — это вид трубопроводной арматуры, предназначенный для регулирования параметров рабочей среды. В понятие регулирования параметров входит регулирование расхода среды, поддержания давления среды в заданных пределах, смешивание различных сред в необходимых пропорциях, поддержание заданного уровня жидкости в сосудах и т.п. Выполнение всех своих функций регулирующая арматура осуществляет за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации применяются различные виды управления регулирующей арматурой, чаще всего при этом используются внешние источники энергии и производится управление по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Используется также автоматическое управление непосредственно от рабочей среды.

В зависимости от параметров рабочей среды (давления, температуры, химического состава и др.) к каждому виду регулирования предъявляются различные требования, что привело к появлению множества конструктивных типов регулирующей арматуры: регуляторы давления, смесительные клапаны, регулирующие клапаны и др. Изготавливается арматура c диаметром условного прохода (Дy) от 15 до 1400 мм (номинальный диаметр отверстия, служащего для прохождения транспортируемых материалов), на условное давление (Py) от 0,1 МПa до 16 МПa и температуру.

Регулирующая и запорная арматура: вкратце о терминологии

Не каждый частный застройщик может общаться «на равных» с инженерно-техническими работниками предприятий, специализирующихся на монтаже трубопроводов. Особый сленг, используемая специалистами, далеко не всегда понятна простому обывателю. Дабы избежать недопонимания, в статье, подготовленной компанией «Армметалл», вкратце разъяснены значения ряда терминов, применяемыми техническими специалистами, а также рассмотрены вопросы покупки нового и ранее эксплуатировавшегося оборудования. 

Трубопроводная арматура 

Чем отличается запорная арматура от водопроводной задвижки или газового крана? Оказывается, ничем: это обобщающее понятие, которым обозначают устройства (или совокупность устройств) для перекрытия, перенаправления, регулировки или смешения рабочей среды (жидкости или газа). Таким образом, под данным определением следует понимать группы устройств с различной конструкцией и назначением: задвижки, краны, клапаны, затворы, конденсатоотводчики и регуляторы. Ниже — о некоторых классификационных признаках, благодаря которым любой неспециалист сможет понять разницу между краном и задвижкой, затвором и клапаном. 

Назначение 

• Главный классификационный признак — назначение: по данному признаку трубопроводную арматуру подразделяют на ряд нижеперечисленных технических средств.
• Запорная арматура — устройства для остановки потока рабочей среды.
• Регулирующая — устройства, с помощью которых можно изменять параметры рабочей среды.
• Предохранительная арматура — оборудование, автоматически срабатывающие при превышении заданных величин или при изменении характеристик рабочей среды (так называемые подрывные клапаны и пр.)
• Распределительно-смесительная применяется для изменения направления потока или смешивания нескольких потоков жидкости или газа. 

Принцип действия

 Одни и те же операции — перекрытие, регулировка, смешение — можно выполнять, используя различное оборудование. Чтобы не возникало путаницы, нормативная документация подразделяет трубопроводную арматуру на ряд классов. Например, задвижка — это разновидность запорной арматуры, в которой рабочий орган (втулка) перекрывает поток газа или жидкости перпендикулярно их направлению движения; при этом втулка перемещается обратно-поступательно. Чаще всего задвижки используют только для остановки потока, для регулировки применяют другие устройства. В клапанах рабочий орган (клапанная тарелка) перемещается параллельно потоку; принцип действия кранов основан на вращении рабочего органа, а затворов — на изменении геометрии сечения пропускного канала. 

Что предпочесть: б/у или новое? 

Нередко застройщик сталкивается с выбором: купить новое оборудование или же обратиться в фирму, специализирующуюся на продаже б/у-труб и арматуры? Ответить на этот вопрос однозначно нельзя: несмотря на выгодность приобретения ранее использовавшихся устройств, подобная покупка сопряжена с определенной долей риска, и в то же время сулит немалую экономию.

Всё решается исходя из технического состояния оборудования и его стоимости: если продажа труб б/у сопровождается демонстрацией устройств с высокой степенью износа и коррозийными повреждениями, такое оборудование лучше не покупать — долго оно не прослужит. В то же время стоит отметить, что нередко на складах так называемого делового металла можно встретить трубы в идеальном техническом состоянии. В любом случае, мы рекомендуем обсудить с предприятием, осуществляющим продажу труб б/у возможность возврата, а также заручиться поддержкой специалистов компании «Армметалл». 

http://best—stroy.ru/ — строительный портал БЕСТ-СТРОЙ

Невский

Обратный клапан — вид защитной трубопроводной арматуры, предназначенный для недопущения изменения направления потока среды в технологической системе. Обратные клапаны пропускают среду в одном направлении и предотвращают её движение в противоположном, действуя при этом автоматически. С помощью обратной арматуры защищается различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, а также возможно существенно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.

Основными видами обратных клапанов являются собственно обратные клапаны и обратные затворы, главное их различие — в конструкции затвора (элемента, который перекрывает поток среды, садясь в седло), у первых он выполняется в виде золотника, у вторых — в виде круглого диска, который часто именуют захлопка.

Обратные клапаны как правило устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов, а затворы — как на горизонтальных, так и на вертикальных участках. По направлению потока рабочей среды клапаны обратные в основном выполняются проходными (направление потока в них не изменяется), но встречаются и угловые (направление потока меняется на 90°), а затворы обратные — только проходными.

При отсутствии потока среды через арматуру золотник в обратном клапане или захлопка в обратном затворе под действием собственного веса или дополнительных устройств (например пружины) находятся в положении «закрыто», то есть затвор находится в седле корпуса. При возникновении потока затвор под действием его энергии открывает проход через седло. Ясно, что для того, чтобы поток среды изменил своё направление на противоположный он должен остановиться. В этот момент скорость потока становится нулевой, затвор возвращается в исходное закрытое положение, а давление с обратной стороны прижимает золотник или захлопку, препятствуя возникновению обратного потока среды. Таким образом, срабатывание обратной арматуры происходит под действием самой среды и является полностью автоматическим.

Классификация арматуры — клапан обратный, электромагнитный, кран шаровый, Danfoss и Naval

Классификация арматуры по области применения

Арматура общего назначения используется в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве. Изготавливается арматура в больших объемах и предназначена для трубопроводов воды, пара, газа, а также других сред со стандартными (условными) значениями технических параметров. Трубопроводная арматура общего назначения подлежит обязательной сертификации.

Арматура для особых условий работы предназначена для эксплуатации при условно высоких (максимальных) давлениях и температурах, при низких температурах (обогреваемая арматура), на токсичных и взрывоопасных производствах. Сюда так же относится энергетическая (сверхвысокие температуры) и криогенная (сверхнизкие температуры) арматура. Фонтанная арматура для нефтедобычи, арматура для абразивных, вязких и сыпучих материалов (песок, цемент, пульпа). Для эксплуатации требуется разрешение Госгортехнадзора России.

Арматура специального назначения не производится серийно. Выпускается по техническим требованиям конечного потребителя, с учетом требуемых эксплуатационных характеристик. Применяется на единичных промышленных объектах, на АЭС, ГЭС, ТЭС и др. Требуется разрешение Госатомнадзора России.

Арматура судовая выпускается для эксплуатации на морском и речном транспорте, с учетом повышенных требований к весу, размерам, стойкости арматуры к воздействию агрессивной среды и безотказности в работе. Выпускается в основном из латуни (бронзы), нержавеющей или легированной стали. Для сертификации этой арматуры применяется сертификат Морского Регистра.

Арматура сантехническая используется, в основном, в быту. Устанавливается в системах отопления (терморегуляторы Danfoss, балансировочные клапаны), в системах водоснабжения (водоразборные краны, смесители, сетчатые фильтры и т.д.) и в системах сточных вод и канализации. Кроме сертификата соответствия ГОСТу, эта арматура, обычно имеет и гигиенический сертификат.

Классификация арматуры по функциональному назначению

Арматура запорная применяется для перекрытия на трубопроводах потока жидкостей, пара, газов и должна обеспечивать заданную степень герметичности в соответствии с ГОСТ 9544-2005 «Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов». К запорной арматуре относятся: задвижки стальные и чугунные, затворы дисковые, краны шаровые, клапаны (вентили). Недопустимо использовать запорную арматуру в качестве дросселирующих устройств (регулирование потока среды).

Арматура регулирующая предназначена для регулирования потока рабочей среды путем изменения ее параметров – расхода, давления, температуры и др. Регулирующая арматура подразделяется на устройства, работающие от внешнего привода (электрического, пневматического и др.) и устройства, использующие, в качестве привода или командного сигнала, энергию рабочей среды. Например, регулятор давления РДС, РД-НО (НЗ), рычажно-грузового действия РК и др.

Арматура запорно-регулирующая объединяет функции запорных и регулирующих устройств. К такой арматуре относятся клапаны запорно-регулирующие КЗР, дисковые затворы и заслонки с возможностью дросселирования потока, универсальные клапаны Danfoss (Данфосс) и терморегуляторы.

Арматура распределительно-смесительная предназначена для распределения потоков жидкостей или газов по определенным направлениям, в зависимости от заданных параметров или для смешивания потоков. Сюда входят смесительные и распределительные клапаны, сильфонные регуляторы температуры ТРЖ, РТЕ-21М, ТРТС и др.

Арматура предохранительная используется для автоматической защиты оборудования и трубопроводных систем при недопустимом повышении давления, методом сброса избытка рабочей среды в атмосферу (без противодавления) или в обратный трубопровод (с противодавлением). Сюда относятся пружинные и рычажные предохранительные клапаны, блоки предохранительных клапанов, импульсные устройства.

Арматура защитная и отключающая предназначена для автоматического отключения (защиты) оборудования при изменении направления движения среды или при изменении установленных параметров. Это отключающие и переключающие устройства, защитные котловые соленоидные клапаны (клапаны электромагнитные). К защитной промышленной арматуре, так же можно отнести фильтры сетчатые и фильтры магнитно-механические, основной задачей которых является защита трубопроводного оборудования от механического загрязнения.

Арматура обратная применяется для автоматического предотвращения гидроударов, а также обратного хода рабочей среды в трубопроводных системах. В невозвратно-запорной арматуре, кроме автоматической, реализована ручная функция управления потоком среды. Это клапаны обратные (затворы) поворотные, подъемные, шаровые, тарельчатые, пружинные и др.

Арматура контрольная используется для определения уровня жидкости в емкостях и резервуарах, а также для подключения или отключения приборов КИП и автоматики. Сюда относятся спускные вентили, рамки-указатели уровня, трехходовые краны-демпферы для измерительных приборов.

Арматура фазоразделительная предназначена для автоматического разделения рабочих сред в зависимости от их агрегатного состояния. Действие такой арматуры основано на различии термодинамических свойств или плотности разделяемых потоков. Сюда относятся конденсатоотводчики всех типов, воздухоотводчики и сепараторы.

Классификация арматуры в зависимости от конструкции

Задвижка — это запорная арматура, в которой запорный орган расположен вертикально, под углом в 90 градусов, к осевой линии магистральных патрубков. Задвижки чугунные или стальные, в которых запорный орган выполнен в виде клина называются клиновыми. Различают так же шланговые задвижки, конструкция которых предусматривает эластичный шланг, который пережимаясь, обеспечивает перекрытие транспортируемой среды. А также шиберные ножевые задвижки, предназначенные для установки на вязких и пульпообразных средах.

Затвор — это трубопроводная арматура, в которой запирающий (регулирующий) элемент имеет дисковую форму. Затворы дисковые имеют фланцевое или межфланцевое (стяжное) присоединение к трубопроводу. Стальные затворы дисковые (запорные или обратные) могут иметь присоединение под приварку. Преимуществами затворов является малый вес и небольшое гидравлическое сопротивление.

Клапан (вентиль) — это трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий тарельчатый элемент расположен горизонтально или под углом (прямоточные клапаны) к осевой линии магистральных патрубков. Конструктивно различают мембранные клапаны, в которых в качестве запорного элемента используется эластичная мембрана, (клапаны электромагнитные прямого и непрямого действия). Мембрана в таких клапанах выполняет функцию запорного органа, уплотнения запорного органа и уплотненного корпусного кольца. Регулятор (клапан регулирующий) по конструкции, представляет собой клапан, с установленным на него регулирующим устройством (приводом).

Кран — это трубопроводная арматура, в которой основной элемент имеет конусную или цилиндрическую форму и поворачивается на угол 90 градусов (кран пробко-сальниковый) или на угол 180 градусов (кран трехходовой). Кран шаровый — трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий элемент имеет шаровую (сферическую) форму. Кроме запорных, различают регулирующие шаровые краны, например, Naval trim, Vexve. В регулирующих кранах шар имеет специальную конструкцию, предназначенную для изменения (регулирования) расхода рабочей среды.

Классификация арматуры по способу управления

Арматура ручного управления. Управление рычагом, маховиком, штурвалом или другим элементом конструкции арматуры осуществляется персоналом в ручном режиме на корпусе арматуры, (задвижки с маховиком, краны шаровые с ручкой и др.)

Арматура дистанционного управления конструктивно выполнена без органа управления и соединяется с ним дистанционно, при помощи адаптера – выносного или телескопического штока, штанг, рычагов. Например, задвижка чугунная МЗШ устанавливается на трубопроводе, под землей, а управление осуществляется при помощи штока, с поверхности земли, через специальный люк-ковер.

Арматура приводная. Управляется с помощью внешнего электрического, пневматического или гидравлического привода, установленного непосредственно на корпусе арматуры. Наиболее часто применяется на запорной и регулирующей арматуре. Также управление может быть осуществлено в ручном режиме, с помощью ручного дублера, обычно имеющегося на приводе (кроме клапанов электромагнитных (соленоидных), кранов с сервоприводом и др.).

Арматура автоматического управления. Управляется воздействием энергии рабочей среды непосредственно на запорный или регулирующий орган, мембрану, управляющее устройство, либо воздействием командного давления (сигнала) на такое устройство, полученное от автоматических приборов, датчиков и т.д. Например, регулирующие клапаны с позиционером, регуляторы давления Danfoss, РДС, регуляторы температуры РТ-ДО (ДЗ).

Классификация арматуры в зависимости от давления

Арматура вакуумная — ниже 0,1МПа (общепромышленная, судовая, специальная и контрольная арматура)

Арматура низкого давления — от 0 до 1,6МПа (общепромышленная, судовая, специальная и контрольная арматура)

Арматура среднего давления — от 1,6 до 10МПа (общепромышленная, специальная, криогенная и контрольная арматура)

Арматура высокого давления — от 10 до 80МПа (энергетическая, специальная, криогенная, контрольная и фонтанная арматура)

Арматура сверхвысокого давления — свыше 80МПа (энергетическая, специальная, криогенная, контрольная и фонтанная арматура)

Классификация арматуры в зависимости от температуры

Арматура криогенная, для сжиженных газов — температура ниже минус 153°С (клапаны, регуляторы, запорные устройства из специальных сталей и сплавов)

Арматура холодильных установок — температуры от минус 153°С до минус 60°С (холодильная техника Danfoss (Данфосс), запорно-регулирующая арматура из специальных и неметаллических сплавов)

Арматура для низких температур — от минус 60°С (специальная техника Danfoss, клапаны, регуляторы, задвижки из легированных марок стали 20ХН3Л, 09Г2С и др.)

Арматура средних параметров — температуры до плюс 450°С (трубопроводная арматура из углеродистых сталей 20Л, 30-35Л, 45Л и др.)

Арматура высоких параметров — температуры до плюс 600°С (трубопроводная арматура из специальных, нержавеющих и молибденистых марок стали ХМФ, 12Х18Н9ТЛ, 12Х18Н12М3ТЛ и др.)

Арматура жаростойкая — температуры свыше плюс 600°С (применяемые материалы в зависимости от индивидуальных условий эксплуатации – никель, молибден, титан содержащие сплавы)

Классификация арматуры по способу монтажа

Арматура муфтовая. Монтируется при помощи муфт (внутренняя трубная, коническая, цилиндрическая или др. резьба). В основном это краны шаровые, чугунные вентили, клапаны небольших диаметров, Ду до 50 мм (в редких случаях до 80 мм). Применяется на бытовой сантехнической арматуре, на специальной и контрольной арматуре.

Арматура цапковая. Монтируется в трубопроводную систему при помощи наружной резьбы, с буртиком под уплотнительное кольцо. Применяется на специальной арматуре высокого давления, на трубопроводах с агрессивной рабочей средой и в случаях, где требуется обеспечить высокую надежность и быстроразъемность соединения.

Арматура штуцерная. Монтируется к трубопроводу с помощью патрубков с наружной резьбой. Ответная деталь трубопровода называется штуцер или ниппель (с внутренней резьбой). Применяется на некоторых типах шаровых кранов, клапанов, соединениях типа «американка» и на специальной (контрольной) арматуре.

Арматура под сварку. Монтируется к трубопроводу с помощью патрубков под приварку. Это самый надежный вид соединения. Используется, в основном, на энергетических задвижках и клапанах высокого давления. Так же, присоединение под приварку, широко применяется на кранах шаровых, на отечественной и импортной трубопроводной арматуре.

Арматура фланцевая. Монтируется к трубопроводу при помощи фланцев, в соответствии с ГОСТ 12815-80. Наибольшая часть задвижек чугунных и стальных изготавливается с фланцевым присоединением. Удобный монтаж, возможность быстрой замены оборудования на трубопроводе, позволяют применять такой вид соединения в большинстве случаев. Кроме задвижек, фланцевое соединение применяется на дисковых затворах, клапанах, кранах, при монтаже фасонных деталей и пожарного оборудования городской водопроводной сети.

Арматура стяжная. Межфланцевое (стяжное) присоединение широко используется для монтажа дисковых затворов, шиберных задвижек, некоторых типов обратных клапанов и регуляторов. Арматура стяжная не имеет своих присоединительных фланцев и стягивается шпильками между фланцами, установленными на трубопроводе. Преимуществом межфланцевой арматуры является надежность соединения и малая масса.

Классификация арматуры по способу герметизации к внешней среде

Арматура сальниковая. Герметичность арматуры, по отношению к внешней среде обеспечивается сальниковым узлом, который находится в постоянном соприкосновении с подвижным элементом арматуры – шпинделем, совершающим во время работы возвратно-поступательное движение. Разборный сальниковый узел применяется в задвижках, кранах, клапанах. Исключение составляет импортная трубопроводная арматура Naval, Danfoss, Jafar, где для обеспечения герметичности применяется одно или несколько О-образных колец.

Арматура сильфонная. Герметичность арматуры обеспечивается сильфонным узлом, который представляет собой гофрированный патрубок из нержавеющей стали или специальной пластмассы. Под действием нагрузки сильфон деформируется, но сохраняет свои свойства, обеспечивая герметичность и в затворе, и по отношению к внешней среде. Сильфонные узлы применяются в запорных клапанах, в регуляторах давления РДС, в предохранительных клапанах СППК и другой арматуре.

Арматура мембранная. В конструкции арматуры предусмотрен эластичный элемент – мембрана, которая выполняет функцию затвора, уплотнительного элемента затвора и уплотнения корпуса. Такая конструкция применяется в мембранных клапанах (электромагнитных, соленоидных) в запорных и предохранительных клапанах. Также, мембрана часто применяется в качестве чувствительного элемента у регуляторов давления воды или пара.

Арматура шланговая. Арматура, в которой перекрытие потока рабочей среды происходит пережатием эластичного шланга, называется шланговой. Эластомер обеспечивает герметичность и по отношению к внешней среде, и является запорным органом. Шланговые задвижки часто применяются для жидких, вязких и агрессивных сред, т.к. имеют отличную герметичность и нулевое гидравлическое сопротивление.

Виды трубопроводной арматуры

Запорная арматура: Арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью.

Предохранительная арматура: Арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды.

Регулирующая арматура: Арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода.

Запорно-регулирующая арматура: Арматура, совмещающая функции запорной и регулирующей арматуры.

Обратная арматура (Ндп. арматура обратного действия): Арматура, предназначенная для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды.

Невозвратно-запорная арматура: Обратная арматура, в которой может быть осуществлено принудительное закрытие арматуры.

Невозвратно-управляемая арматура: Обратная арматура, в которой может быть осуществлено принудительное открытие, закрытие или ограничение хода арматуры.

Распределительно-смесительная арматура (Нрк. распределительная арматура; смесительная арматура): Арматура, предназначенная для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков.

Спускная арматура (Нрк. дренажная арматура): Запорная арматура, предназначенная для сброса рабочей среды из емкостей (резервуаров), систем трубопроводов.

Фазоразделительная арматура: Арматура, предназначенная для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях.

Конденсатоотводчик: Арматура, удаляющая конденсат и не пропускающая или ограниченно пропускающая перегретый пар.

Защитная арматура (Нрк. отключающая арматура): Арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока.

Редукционная арматура (Нрк. дроссельная арматура): Арматура, предназначенная для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счет увеличения гидравлического сопротивления в проточной части.

Контрольная арматура: Арматура, предназначенная для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру, приборы.

Применение регулирующего клапана в промышленности, клапан регулирования расхода газа

Регулирующие клапаны Becker T-Ball для природного газа

Системы природного газа стремятся к максимальной производительности и эффективности. В результате попыток удовлетворить растущие требования рынка многие конструкции регулирующих станций превышают рабочие характеристики других производителей регулирующих клапанов. Когда дело доходит до высоких требований по регулированию природного газа, серия регулирующих клапанов Becker T-Ball предлагает серию клапанов, которые могут помочь вам оптимизировать производительность вашей системы.

Решение

Baker Hughes может применяться в сложных условиях, требующих агрессивного шумоподавления, высоких перепадов давления, больших объемов массового расхода и высочайшей точности. Кроме того, Becker T-Ball может работать с различными средами от чистого природного газа до многофазных и агрессивных высокосернистых газов.

Преимущества Becker T-Ball включают:

• Уменьшение занимаемой площади станции
• Повышенная эффективность работы системы
• Повышенная надежность и срок службы
• Сокращение ручного управления и обслуживания
• Значительное сокращение летучих выбросов
• Более простые и безопасные условия эксплуатации для полевого персонала

Оптимизированный выбор трима:

Т-образный шаровой кран может быть легко настроен опытными инженерами BHGE в соответствии с требованиями вашего конкретного приложения.Доступный в полном диапазоне конструкций трима (FPCV-T0, QTCV-T1, QTCV-T2, QTCV-T3 и QTCV-T4), этот клапан может быть настроен в соответствии с вашими требованиями к точному расходу и шумоподавлению. Например, приложения, в которых требуется высокий массовый расход без необходимости в шумоподавлении, хорошо подходят для традиционной полноразмерной конструкции режима FPCV-T0.
Для модели QTCV-T4 идеально подходят приложения, требующие высокого перепада давления и повышенного внимания к шуму. Кроме того, BHGE предлагает дополнительные строительные материалы, в том числе экзотические сплавы и закаленные покрытия, которые могут увеличить срок службы и производительность в тяжелых условиях.

Ассортимент продукции:

Наши продукты спроектированы, изготовлены и испытаны в соответствии с международными отраслевыми стандартами для повышения качества нашей продукции.

Клапаны

: запорные, дистанционные, автоматические — что лучше?

На этот раз наш вопрос исходит от жителя Санта-Барбары и касается разлива нефти в прошлом месяце из берегового трубопровода, который вышел из строя, позволив сырой нефти достичь океана.

Вопрос недели:

Было бы очень полезно для нас здесь, в Санта-Барбаре, если бы вы ответили на некоторые из наших вопросов.Одна из проблем в нашем недавнем разливе трубопровода возле Санта-Барбары заключается в том, должен ли быть автоматический запорный клапан, как это есть в большинстве трубопроводов здесь. Представители отрасли настаивают на том, что автоматическое отключение может вызвать непредвиденные последствия, в том числе избыточное давление в другом месте трубопровода, и что безопаснее отключать трубопровод вручную. Остальные трубопроводы здесь имеют автоматические перекрытия, и с ними не было никаких аварий. Сможете разобраться в этой неразберихе?

Я думаю, что по поводу этого разлива по-прежнему существует значительная путаница, что очень плохо, потому что либо PHMSA, либо компания могли бы прояснить это, немного связавшись с этим.

Например, я до сих пор не знаю, какой тип клапана был на этом трубопроводе. В некоторых сообщениях говорится, что клапан был закрыт «вручную», что заставило бы кого-то поверить, что это было похоже на клапан в Сан-Бруно, где кто-то должен был на самом деле подъехать к месту и выключить клапан, много и много раз поворачивая большое колесо / ручку. . В других сообщениях говорится, что клапан был отключен «вручную» из диспетчерской, когда оператор нажал кнопку, чтобы дистанционно закрыть клапан с помощью электроники.Это два очень разных сценария.

В таких местах обычно есть три типа клапанов:

— Ручные клапаны , которые необходимо физически отключить на участке клапана

— Клапаны с дистанционным управлением (RCV) , которые можно отключить из диспетчерской за сотни или тысячи миль от

– Автоматические запорные клапаны (ASV) , которые сами обнаруживают проблему на трубопроводе и затем отключаются без какой-либо необходимой помощи человека.

Очевидно, что рассматриваемый клапан на линии Plains All American не был автоматическим клапаном, но, судя по тому, что я могу расшифровать из новостей, я подозреваю, что это был клапан с дистанционным управлением. После трагедии в Сан-Бруно NTSB рекомендовал установить автоматические клапаны на трубопроводах природного газа, и они оставили это на усмотрение PHMSA и промышленности, чтобы решить, что лучше, с дистанционным управлением или автоматическими клапанами. PHMSA провела большое и дорогостоящее исследование этих типов клапанов для трубопроводов природного газа и опасных жидкостей, которые можно найти здесь.Итог был:

«Технико-экономическая оценка, проведенная в рамках данного исследования, показывает, что при определенных условиях установка ASV и RCV на вновь построенных и полностью замененных трубопроводах для природного газа и опасных жидкостей технически, эксплуатационно и экономически осуществима с положительной рентабельностью. Однако эти результаты могут не применяться ко всем вновь построенным и полностью замененным трубопроводам, поскольку параметры для конкретной площадки, которые влияют на анализ рисков и оценку осуществимости, часто значительно различаются от одного сегмента трубопровода к другому и могут не соответствовать тем, которые рассматриваются в этом исследовании.Следовательно, техническая, эксплуатационная и экономическая осуществимость и потенциальные рентабельности установки ASV и RCV на вновь построенных или полностью замененных трубопроводах необходимо оценивать в каждом конкретном случае ».

Это правда, что если автоматический клапан решил закрыть неправильно, это может вызвать проблемы с давлением на других частях трубопровода. В трагедии в Беллингхэме это был неправильно установленный клапан, который решил закрыться сам по себе, вызвав скачок давления, направленный обратно в Беллингхэм, и поврежденный трубопровод лопнул в уязвимом месте.Похоже, что умные инженеры считают, что, хотя очевидно, что это риск, технология улучшилась, не все автоматические клапаны установлены неправильно, и что вся система может быть спроектирована и запрограммирована на выполнение других действий, когда автоматический клапан посылает сигнал, что это действительно так. закрытие, например, изменение скорости, с которой он закрывается, или направление других компонентов, таких как другие клапаны и насосные станции, на регулировку закрытия клапана, чтобы преодолеть этот риск.

Верно также и то, что человеческие ошибки операторов в диспетчерской могут задержать закрытие дистанционно управляемых клапанов, что приведет к разливу большего количества нефти, как в случае разлива трубопровода ExxonMobil Silvertip в Йеллоустоун, или к тому, что действия будут выполняться в неправильном порядке, поэтому закрытие этого типа клапана может повредить другие части системы.

Таким образом, суть в том, что между преимуществами ASV перед RCV существует значительная серая зона, и во многом это зависит от системы трубопроводов, подготовки операторов и топографии.

Действующие правила, применяемые ко всем линиям для опасных жидкостей, требуют, чтобы «клапан был установлен в каждом из следующих мест:…. (C) На каждой магистрали в местах вдоль трубопроводной системы, которые минимизируют ущерб или загрязнение от случайного сброса опасной жидкости. , в зависимости от местности на открытой местности, для морских районов или для густонаселенных районов.»49 Свода федеральных правил, §195.260.

Для линий, к которым применяются правила управления целостностью, то есть менее половины жидкостных линий, где отказ может повлиять на зону с высокими последствиями, в правилах есть дополнительные соображения, касающиеся клапанов автоматического или дистанционного управления или EFRD. слова, обозначающие устройства ограничения аварийного потока.

Первое: «Оператор должен принять меры для предотвращения и смягчения последствий отказа трубопровода, которые могут повлиять на зону с высокими последствиями.»49 CFR 195.452 (i). Оператор должен провести анализ рисков «для определения дополнительных действий по повышению общественной безопасности или защиты окружающей среды»… включая «установку EFRD на участке трубопровода».

Говоря конкретно о EFRD: «Если оператор определяет, что EFRD необходим на участке трубопровода для защиты зоны серьезных последствий в случае утечки опасной жидкости из трубопровода, и оператор должен установить EFRD». 49 CFR 195. 452 (i) (4). За этим предложением следует длинный список факторов, которые необходимо учитывать при определении необходимости EFRD.

К сожалению, как и большинство нормативных требований, основанных на оценке рисков и производительности, они не помогают устранить какую-либо серую зону в этом вопросе. И они оставляют рассмотрение и определение каждому оператору в контексте плана управления добросовестностью, которого публика никогда не увидит.

Существует много предположений, что предлагаемые изменения в правилах, регулирующих трубопроводы для опасных жидкостей, могут включать изменения в правилах по установке различных типов клапанов, но никто не знает наверняка.В октябре 2010 г. было выпущено предварительное уведомление о предлагаемом нормотворчестве, в котором указывалось, что клапаны могут быть включены в предлагаемое правило. Предлагаемое правило еще не появилось на основе PHMSA и обзора Управления управления и бюджета Белого дома. Чтобы получать уведомления о прогрессе в этой области, перейдите на сайт www.regulations.gov, найдите PHMSA-2010-0229 и зарегистрируйтесь, чтобы получать уведомления по электронной почте при публикации новой информации.

Что такое клапанная станция?

Что означает клапанная станция?

Клапанные станции являются частью системы трубопроводов, которая контролирует поток и давление содержимого, которое она несет.Он действует как система управления и строится вдоль трубопровода над полосой отчуждения, например, рядом с дорогами, вдали от воздушных линий электропередач и других препятствий. Клапанные станции размещены таким образом, чтобы рабочие могли получить быстрый доступ в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Клапанные станции могут управляться дистанционно, а система связи используется для взаимодействия между всеми клапанными станциями в системе. С помощью этих станций можно изолировать тот или иной участок трубопровода для проведения профилактических или ремонтных работ.В зависимости от типа трубопровода, то есть типа продукта, транспортируемого по трубопроводу, клапанные станции располагаются с интервалом от 20 до 30 миль.

Trenchlesspedia объясняет клапанную станцию ​​

iStock / Getty Images

Клапанные станции строятся над полосой отвода трубопровода, чтобы операторы могли быстро отключать секции во время чрезвычайной ситуации. Чтобы не допустить возникновения аварийных ситуаций, клапаны регулярно проверяются и обслуживаются, чтобы трубопроводы работали бесперебойно.

Иногда инциденты могут происходить на трубопроводе, требующем аварийного отключения, например, на нефтяной или газовой насосной станции. Для предотвращения аварии клапаны, соединяющие насосную станцию ​​с трубопроводом, должны быть закрыты, а для отвода продукта от станции необходимо будет открыть другие клапаны.

Некоторые типы клапанов

• Пусковые / запорные клапаны , такие как задвижка, шаровой кран, дроссельная заслонка и пробка для запуска или остановки потока жидкости или газа.

• Клапаны ARC / ARC — Автоматические клапаны рециркуляции (ARV) и автоматическое управление рециркуляцией (ARC) обеспечивают минимальный поток для предотвращения высыхания клапана.

• Клапан модуляции потока , такой как шаровой клапан, для модуляции потока жидкости через трубопровод.

• Регулирующий клапан для управления потоком жидкости.

• 3-ходовой шаровой кран для изменения направления потока жидкости.

• Редукционный клапан для регулирования давления технологического процесса.

• Предохранительный клапан или клапан сброса давления для защиты от избыточного давления.

• Обратный клапан для защиты от противодавления.

Органы управления клапанами

Большинство клапанов в газопроводной системе предназначены для автоматического открытия и закрытия, особенно во время аварийной ситуации. Приводы используются для управления этими клапанами, обычно на самых больших запорных клапанах, которыми трудно управлять вручную.Когда привод получает сигнал о падении или повышении давления, он может быстро открыть или закрыть клапан.

Размещение клапанных станций осуществляется специалистами для обеспечения стратегического размещения для защиты экологически уязвимых территорий, таких как устья рек, лагуны и даже населенные пункты.

Защита от избыточного давления для систем распределения природного газа

Автор Джон Дево, Бейкер Хьюз

Природный газ — это топливо, которое в изобилии используется как для производства энергии в промышленности, так и в жилых домах, и является одним из немногих источников энергии, которые доставляются непосредственно в наши дома.Поскольку это также легковоспламеняющаяся и потенциально взрывоопасная жидкость, коммунальные и распределительные компании должны уделять приоритетное внимание безопасности и уделять внимание своим системам защиты для предотвращения несчастных случаев.

Как мы видели на недавних событиях, даже при наличии этих знаний и мер безопасности все еще возможно, что что-то пойдет не так.

Каждая система природного газа спроектирована и одобрена для максимально допустимого рабочего давления (MAOP). Устройства регулирования или контроля давления используются для поддержания давления в системе ниже этого максимального номинального значения.В системах бытового электроснабжения MAOP может быть чрезвычайно низким; часто всего несколько дюймов водяного столба (<1 фунт / кв. дюйм).

Такие системы низкого давления могут быть уязвимы даже для незначительных скачков давления и могут привести к серьезным последствиям. Вот почему оборудование или системы защиты от избыточного давления критически важны, чтобы гарантировать, что единственная точка отказа не может привести к превышению MAOP системы.

Системы подачи природного газа различаются по конструкции и давлению, и коммунальное предприятие или оператор должны выбрать соответствующие защитные устройства для своей системы в соответствии с федеральными постановлениями, кодексами и стандартами проектирования компании.Ниже представлен базовый обзор распространенных сегодня методов защиты от избыточного давления.

Клапан сброса давления

Раньше предохранительные клапаны (PRV) были наиболее распространенным методом защиты газопроводов от избыточного давления. Когда предохранительные клапаны обнаруживают, что давление на выходе превышает заданное значение, они автоматически открываются, чтобы сбросить избыточное давление. Хотя этот метод хорошо зарекомендовал себя, он также имеет некоторые недостатки.

• Для обеспечения достаточной производительности для всех условий может потребоваться более одного предохранительного клапана, при этом каждый клапан настроен на немного разное установленное давление, так что они активируются последовательно в зависимости от уровня избыточного давления в системе.Это повышение давления при такой конструкции необходимо учитывать при определении безопасной работы и сброса давления.
• При сбросе давления эти клапаны не только шумят, но и выделяют легковоспламеняющиеся, вредные парниковые газы (90-95% метана) прямо в нашу атмосферу.

Предохранительные клапаны, используемые в этих системах, могут быть сбросными регуляторами (регуляторами противодавления), подпружиненными или пилотными, регулирующими клапанами, как правило, для систем с большей производительностью.

Наиболее распространенная система, используемая сегодня для станций регулирования природного газа, — это два регулятора с пилотным управлением или регулирующих клапанов, последовательно включенных, один из которых работает в качестве «рабочего», а другой установлен с немного более высоким установленным давлением в качестве «монитора». Это приводит к тому, что Worker является основным управляющим устройством, которое функционирует в нормальных условиях. Монитор будет оставаться открытым, если он не обнаружит, что давление на выходе превысило его более высокое установленное давление, и в это время он начнет закрываться и регулировать давление на своем более высоком значении.Это создает резервную систему, которая статистически снижает риск полного отказа на 400%.

Эта система может быть сконструирована с использованием регулирующих клапанов или пилотных регуляторов. Пилотные регуляторы обычно имеют более простую конструкцию и не имеют внешних отводов (без отвода в окружающую среду) во время работы и часто предпочтительны, когда позволяют требования к мощности. Конструкции с пилотным управлением предпочтительнее подпружиненных версий, поскольку они более чувствительны, что обеспечивает более высокую точность — обычно в пределах 1% по сравнению с 15% для конструкций с пружинным возвратом.

Еще одно преимущество — пилот может полностью открыть регулятор, если давление ниже уставки. Это позволяет использовать его в широкоэкранном мониторе. пока рабочий выполняет свою работу правильно, монитор будет оставаться широко открытым, сводя к минимуму ограничение потока. Подпружиненный регулятор в аналогичной установке останется частично закрытым. (рисунок 1)

Рабочий / система контроля

Регулирующие клапаны

предпочтительны для использования в качестве рабочих / наблюдателей и становятся необходимыми в системах с большим объемом или высоким перепадом давления.Используемый регулирующий клапан часто представляет собой поворотный шаровой клапан из-за его высокой собственной пропускной способности и низкого ограничения при полном открытии.

Поскольку регулирующие клапаны не являются самоуправляемыми, требуется устройство измерения давления для обеспечения обратной связи регулируемого давления, а также необходим контроллер для изменения положения клапана в ответ на это давление. В промышленных приложениях, где доступны приборный воздух или источники энергии, эти устройства обычно имеют пневматическое или электрическое управление. Но эти ресурсы не всегда доступны в удаленных местах, где может потребоваться регулирование газа, поэтому следует рассмотреть другой, более простой вариант.

Используя природный газ под более высоким давлением со стороны входа в систему, регулирующие пилоты клапана могут приводить в действие регулирующий клапан напрямую без какого-либо внешнего источника питания, по сути объединяя датчик / преобразователь давления и контроллер в одном устройстве. Существуют версии с чрезвычайно низким уровнем утечки, а также конструкции с обратным выбросом в трубопровод, исключающим выброс воздуха из атмосферы. Эти устройства могут преобразовывать регулирующий клапан в самоуправляемый регулятор, сохраняя при этом высокую пропускную способность и способность к перепаду давления сверхмощного клапана. (рис. 2 и 3)

Преимущества широко открытого монитора
(пассивный / резервный):

• Минимальное ΔP на мониторе снижает износ монитора.
• Работник, ведущий добычу, может поймать мусор перед монитором.
• Downstream worker более точный и отзывчивый.
• Пониженный поток газа через пилотную систему монитора.
• Недорогая сборка.
• Монитор всегда готов взять на себя управление.

Преимущества системы работник / монитор перед предохранительным клапаном:

• Нет выброса в атмосферу.
• Газ непрерывно подается в систему на безопасном уровне.
• Простота обслуживания и экономичность.
• Точный контроль.
• Пониженный уровень шума с монитором.

Другой вариант — подход «Рабочий монитор». Эта система очень похожа на систему широко открытых мониторов, за исключением того, что в этом случае оба компонента все время активно регулируют.В рабочей установке монитора каждый регулятор принимает на себя часть снижения давления, чтобы ступенчато уменьшить давление. Первый регулятор настроен на немного более высокое давление по сравнению со вторым и становится редуктором первой ступени.

Давление на выходе регулятора выше по потоку становится давлением на входе второго регулятора, что завершает снижение давления до желаемого давления ниже по потоку. Второй пилот / контроллер используется для измерения давления в системе ниже по потоку и запуска монитора первой ступени для срабатывания в случае избыточного давления и поддержания этого давления ниже по потоку. (рисунок 4)

Преимущества рабочего монитора

• Двухступенчатое отключение давления снижает нагрузку на регуляторы за счет распределения рабочей нагрузки.
• Распределенная рабочая нагрузка снижает частоту обслуживания системы.
• Пониженный системный шум при одинаковом массовом расходе.
• Состояние регулятора монитора можно определить до возникновения аварийной ситуации.
• Рентабельность и долгий срок.

Предохранительный запорный клапан также может быть оборудован для защиты от пониженного давления и обеспечивает дополнительный уровень защиты от повышенного давления в случае потери регулирования давления.Разница в том, что с другими методами, описанными выше, газ продолжает течь, а дополнительные устройства работают для его регулирования. Но если что-то пойдет не так с этими вторичными устройствами, что тогда? Хотя это нежелательно в качестве первого метода защиты, если регулирующие устройства, как первичные, так и вторичные, выходят из строя, система отсекающего клапана изолирует поток газа.

Клапаны отсечки

могут быть автономными устройствами или как неотъемлемая часть пилотного регулятора, каждая опция разработана со своими собственными механизмами обнаружения и управления.

Его функция проста: при обнаружении давления, превышающего заданное значение, для защиты от избыточного давления или ниже заданного значения для пониженного давления, внутренний механизм разблокируется и изолирующая заслонка закрывается. Заслонка остается в этом положении, останавливая весь поток газа, до тех пор, пока ее не сбросят вручную. Это обеспечивает защиту системы и удерживает ее в выключенном состоянии до тех пор, пока не будет выявлена ​​и устранена причина сбоя. (рисунок 5)

Во время нормальной работы фиксатор удерживает заслонку открытой.Давление на выходе контролируется мембранами регулятора избыточного и пониженного давления. Сила, создаваемая чувствительным давлением, уравновешивается пружиной регулировки уставки, расположенной в кожухе пружины. Регулировочный винт может использоваться для изменения силы пружины и управления уставкой избыточного давления или дополнительной уставкой пониженного давления.

Дополнительным преимуществом системы отсекающего затвора является двойная безопасность, обеспечиваемая в случае защиты от пониженного давления. Газовые приборы рассчитаны на работу при определенном давлении подачи газа.Что произойдет, если давление будет меньше этого? Мы видим контрольные лампы в старых домашних печах, водонагревателях, печах, каминах и т. Д.

Если давление газа упадет слишком низко для поддержания этой контрольной лампочки, газ может не загореться при подаче. Если это произойдет, газ может накапливаться в местной атмосфере, и в худшем случае это скопление газа может воспламениться, что приведет к взрыву. По этой причине защита от пониженного давления, которая перекрывала бы весь поток газа, если давление упадет ниже безопасной точки, также является важным фактором при проектировании системы.

Заключение

Общая безопасность системы природного газа является приоритетом для всех участников. Газовые системы могут быть очень сложными, и каждая система должна быть оценена, чтобы определить наиболее подходящую систему регулирования и безопасности для использования. Цель этой статьи — предоставить обзор нескольких методов и оборудования, которые можно использовать для обеспечения безопасного регулирования и подачи газа. P&GJ

Автор: Джон Дево — старший менеджер по продукции компании Becker and Mooney в области газового контроля и регуляторов в компании Baker Hughes, входящей в группу GE.Он имеет 35-летний опыт работы в сфере регулирующих клапанов и регуляторов.

Статьи по теме

Запорный клапан

— обзор

Клапаны

Клапаны

используются для остановки и / или регулирования потока жидкости в системах трубопроводов. Ниже обсуждаются различные типы клапанов и их использование.

Запорные клапаны

Запорные клапаны, как следует из названия, представляют собой клапаны, которые используются для полной остановки потока жидкости или газа по трубе.Обычно они бывают открытыми или закрытыми и не должны использоваться для регулирования потока жидкости. Они могут управляться вручную или, в случае больших клапанов, открываться с помощью мотора.

Различные типы запорных клапанов включают запорные, шаровые, дроссельные, пробковые и игольчатые клапаны.

Материал седла клапана

Под воздействием огня резиноподобные или тефлоновые материалы, используемые для уплотнения, выходят из строя быстрее, чем металл клапана. Следовательно, все шаровые краны, плунжерные клапаны и клапаны, которые зависят от кольцевых уплотнений штока при работе с жидкими углеводородами, должны быть спроектированы таким образом, чтобы разрушение материала седла не приводило к более чем незначительной утечке через шар, плунжер или шток.

Самозакрывающиеся клапаны

Самозакрывающиеся клапаны используются там, где невозможность закрытия клапана вручную может позволить потоку нефти или газа попасть в зоны, где может возникнуть серьезный пожар. Типы установок, для которых следует рассматривать самозакрывающиеся клапаны, включают в себя заборы воды и химикатов, вентиляционные отверстия, спускные патрубки, сливы, краны уровня, точки отбора проб, а также системы наполнения и опорожнения автоцистерн и бочек.

Обратные клапаны

Обратный или обратный клапан является обычно используемым средством защиты для предотвращения обратного потока жидкости.Однако он подвержен следующим сбоям:

•

Твердые отложения вклиниваются в механизм обратного клапана, так что он не закрывается по требованию

•

Продукты коррозии препятствуют открытию заслонки. закрытие

•

Заслонка не садится должным образом, что приводит к некоторой утечке.

По этим причинам обратные клапаны обычно считаются слабым средством защиты, и на них нельзя полагаться в критических ситуациях.Как сказал один руководитель отдела анализа опасностей, «если вы полагаетесь на обратный клапан, чтобы быть в безопасности, то вы не в безопасности». Другой лидер использует цифру 49 из 50 для оценки надежности обратного клапана при чистой эксплуатации, то есть он ожидает, что обратный клапан не будет работать по запросу в 2% случаев.

Аварийные отсечные клапаны

В случае серьезного пожара на установке операторам может быть невозможно добраться до клапанов, которые должны быть закрыты, чтобы не допустить разжигания огня дополнительным горючим материалом.Поэтому полезно иметь аварийные запорные клапаны (EIV) по периметру блока. Если эти клапаны закрыты, поток всех опасных химикатов в установку будет остановлен, и огонь погаснет после того, как будет израсходован запас материала в установке. EIV должны быть расположены и защищены таким образом, чтобы они не были повреждены в результате пожара или взрыва, и чтобы операторы могли добраться до них в аварийной ситуации. EIV могут быть как ручными, так и автоматическими. Если они автоматические, операторы также должны иметь возможность связаться с ними в аварийной ситуации и закрыть их вручную.

В таблице 13.2 представлены типичные значения давления гидростатических испытаний для различных компонентов клапана.

Таблица 13.2. Типичные испытательные давления

9 0422

Клапаны избыточного потока

Клапаны избыточного потока закрываются, когда скорость потока превышает расчетную.Их часто используют на шлангах. Однако они обычно не используются для аварийного останова или на емкостях для хранения, точках загрузки или многопродуктовых системах, поскольку они недостаточно надежны.

Захваченные жидкости

Клапаны, используемые при работе с углеводородными жидкостями, не должны задерживать жидкости в своем корпусе. Жидкость может расшириться во время пожара и вызвать избыточное давление в корпусе клапана. Стандартные задвижки обычно не представляют проблемы, поскольку избыточное давление может быть сброшено за счет незначительной утечки через седло клапана.Однако такие клапаны, как «двойная блокировка и сброс», будут задерживать жидкость. Когда эти клапаны используются в жидкостях, необходимы предохранительные клапаны корпуса.

Заглушки

Стальные заглушки следует устанавливать во все открытые клапаны, когда они не используются. Вентиляционные и дренажные отверстия должны выводиться подальше от насоса. В чистых условиях ограничительные диафрагмы могут быть установлены на корневых клапанах под соединениями манометра и датчика давления, чтобы минимизировать выброс в случае повреждения манометра или напорного кабеля.

Известно, что краны заглушки задерживают жидкость внутри зоны заглушки и крышки и вызывают потенциально серьезные утечки во время технического обслуживания.

Основы узлов учета газопроводов

Саид Мохатаб, Tehran Raymand Consulting Engineers, Иран, и Грег Ламберсон International Construction Consulting, LLC, США, Талса, OK

В этой статье рассматривается конструкция станции учета природного газа в трубопроводе, но не рассматриваются уравнения и эмпирические данные, используемые для расчета расходов и объемов газа для коммерческого учета.

Также он не охватывает различные стандарты конкретных расходомеров, таких как AGA-3 для измерения перепада давления; АГА-7 для турбинных и вихревых счетчиков; и AGA-8, который предоставляет уравнения для вычисления компенсационных коэффициентов для измеренных показателей. Узлы учета трубопроводного газа предназначены для одновременного непрерывного анализа качества и количества природного газа, передаваемого по трубопроводу, а именно:

• Верхняя теплотворная способность, которая представляет собой скрытое содержание энергии газа, выделяемого при сгорании.Это основная переменная при определении цены.
• Концентрация соединений серы. Сероводород и меркаптаны частично присутствуют в виде природных соединений и иногда смешиваются с газом вместе с другими соединениями серы в качестве одорантов.
• Точка росы по углеводородам, которая представляет собой температуру, при которой конденсируются высшие углеводороды. Жидкая фаза образуется в газопроводе, если температура продукта опускается ниже точки росы по углеводородам. Скопление жидкости в трубопроводах может привести к возникновению пробкового потока и разрушению компрессоров в насосной станции

.

• Точка росы по воде — это температура, при которой вода конденсируется.Вода вместе с углеводородами способствует образованию твердых частиц, в частности, при декомпрессии газа из трубопроводов высокого давления. Твердые частицы блокируют газовую арматуру, а вода вызывает коррозию.
• Финансовые последствия измерения и расчетов объема и массового расхода природного газа.

Система состоит из многолучевого ультразвукового расходомера, хроматографа технологического газа и компьютерной рабочей станции, установленных, смонтированных и предварительно подключенных к трубопроводам в специальном укрытии с кондиционированием воздуха со всем вспомогательным оборудованием и инженерными коммуникациями.

Каждая станция учета газа ответвляется от трубопровода и используется для снижения давления и измерения газа для различных пользователей. Основное оборудование станций понижения и измерения давления включает фильтры, нагреватели, редукторы и регуляторы давления, а также узлы измерения расхода. Кроме того, каждая станция обычно оборудована стоками для сбора и утилизации, системой приборного газа и резервуарами для хранения.

Фильтры-сепараторы

На каждой станции установлено

фильтров для природного газа для удаления любых захваченных жидкостей и твердых частиц из газового потока.Фильтры могут содержать циклонные элементы для центрифугирования частиц и жидкостей по бокам закрывающей емкости высокого давления. Затем эти частицы и жидкости будут падать и собираться в отстойник, который можно периодически сливать.

Перед счетчиком должен быть установлен фильтр-сепаратор на входе станции. Фильтр-сепаратор обычно представляет собой горизонтальный блок с полноразмерной, быстро открывающейся крышкой и платформой для доступа для замены элемента. Емкость должна быть оборудована датчиками уровня, реле высокого уровня жидкости и датчиком перепада давления на фильтрующих элементах.Приямки фильтра-сепаратора должны иметь автоматические сливные клапаны.

Емкость для конденсата устанавливается для атмосферного хранения любых жидкостей, удаляемых фильтром-сепаратором. Большинство устанавливаемых для этой цели емкостей имеют двустенные стенки и устанавливаются на бетонную площадку. В баке должен быть датчик уровня и реле высокого уровня жидкости.

Управление потоком

Регулирующий клапан должен быть установлен после участка расходомера для управления как потоком через расходомер, так и давлением подачи.Этот клапан будет в первую очередь работать для ограничения пропускной способности станции, чтобы предотвратить превышение входящего объема газа пропускной способностью счетчика или номинальным объемом, но он также будет оснащен блокировкой давления.

Регулирующий клапан обычно управляется компьютером расхода газа (GFC) на основе заданных значений, предоставленных центром управления газом. Регулирующий клапан обычно работает в полностью открытом положении, чтобы минимизировать потери давления через станцию, и должен иметь позиционер, индикатор положения и датчик положения.

GFC будет также контролировать и контролировать объекты, а также выполнять измерения качества коммерческого учета. GFC передает все данные на центральную консоль управления через систему SCADA.

При коммерческом учете газовый хроматограф обычно используется для определения состава газа с целью расчета общей теплотворной способности газа. Эти данные предоставляются GFC для использования при расчете общей теплотворной способности измеряемого газа. Проба газа отбирается из точки непрерывного потока на блоке счетчика и регулятора.Проба газа удерживается при низком давлении для минимизации времени задержки с помощью саморегулирующегося пробоотборного зонда и направляется в газовый хроматограф и анализатор влажности. Анализатор влажности предназначен для измерения содержания воды в газе. В зависимости от содержания серы в газе может потребоваться анализатор серы.

Трубопровод салазок счетчика

Конфигурация трубопроводов на блоке счетчика должна обеспечивать двунаправленный поток газа через станцию ​​через соответствующий трубопровод и клапанный коллектор.Однако поток газа через счетчик и регулятор должен быть только в одном направлении.

Регулирующий клапан устанавливается между стопорными шаровыми кранами для проведения технического обслуживания. Разумно установить ручной перепускной клапан, чтобы обеспечить непрерывную работу во время работ по техническому обслуживанию регулирующего клапана.

Клапан автоматического отключения

Обычно на трубопроводе устанавливается автоматический запорный клапан. Этот клапан должен управляться дистанционно от основной операционной системы и оснащен местным пневматическим управлением, гидравлическим ручным дублером и концевыми выключателями открытия / закрытия.

Продувка трубопровода измерительной станции осуществляется с помощью вентиляционной трубы, расположенной на впускном трубопроводе станции, и вентиляционных отверстий на измерительной платформе, расположенной ниже по потоку от счетчика и ниже по потоку от клапана регулирования потока. Вентиляционные трубы могут включать или не включать глушители, в зависимости от уровней шума в ближайшей чувствительной к шуму зоне (NSA).

Нагреватели

Нагреватели природного газа устанавливаются во избежание образования гидратов, жидких углеводородов и воды в результате снижения давления.Газонагреватель предназначен для повышения температуры газа таким образом, чтобы после снижения давления температура газа была выше температуры точки росы при рабочих условиях и максимальном расходе. Нагреватель представляет собой водонагреватель с естественной циркуляцией, поддерживаемый при температуре 158-176 градусов по Фаренгейту. Если стоимость газа высока, альтернативой является использование высокоэффективных или конденсационных печей для предварительного нагрева газа, а не нагревателя с водяной баней. .

Снижение давления и регулирование

Система понижения давления регулирует давление подачи газа к потребителям на заданном уровне.Каждая система состоит как минимум из двух цепей понижения давления — одной рабочей, а другой резервной. Каждая линия обычно состоит из двух последовательно соединенных регулирующих клапанов.

Регулирующие клапаны должны быть рассчитаны на максимальные ожидаемые объемы при минимальном ожидаемом давлении на входе в периоды максимального объема. Для станций, обслуживающих нескольких бытовых потребителей или других бесперебойных услуг, необходимо обеспечить достаточную мощность регулятора, чтобы отказ одного клапана регулятора не уменьшил мощность объекта ниже требуемого уровня.Регулирующие клапаны на станциях коммерческого учета обычно выходят из строя в открытом положении.

Звуковое давление

Следует учитывать уровни звукового давления при всех условиях эксплуатации. Высокие уровни шума (обычно превышающие 110 дБА) могут привести к повреждению регуляторов, регулирующих клапанов, принадлежностей регулирующих клапанов, контрольно-измерительных приборов и трубопроводов ниже по потоку. Ниже приведены стандартные меры, которые можно предпринять для снижения уровня звукового давления или уменьшения воздействия на тракте:

• Установить шумопоглощающую накладку или диффузоры на регулятор,
• Установить толстостенную трубу,
• Установить изоляцию,
• Установить глушители,
• Закопайте регуляторы.

Защита от избыточного давления

Для станций

не требуется устройство сброса избыточного давления, если контрольный регулятор устанавливается последовательно на каждом участке регулятора или если контрольный регулятор устанавливается последовательно со всеми участками регулятора и является общим для всех участков.

Пропускная способность предохранительного устройства станции должна быть наибольшей требуемой пропускной способностью, определяемой по следующим критериям с использованием расхода и давления:

• Отказ одиночной или максимальной производственной мощности, не включающей контролирующий регулятор, или
• Отказ всех прогонов, в которых регуляторы не могли открыться из-за отказа одного общего инструмента или линии инструментов.

Минимальная пропускная способность предохранительного устройства для вышедшего из строя регулятора (-ов) должна быть максимальным общим потоком при перепаде давления между входом и выходом регулятора (-ов), в случае, если входное давление равно входному давлению линии MAOP или максимальному давлению источника. , в зависимости от того, что меньше, а выходное давление равно MAOP на выходе плюс допустимое избыточное давление.

Система дозирования

Расход газа должен быть измерен в нескольких местах с целью мониторинга работы трубопроводной системы и, в частности, в местах, где происходит коммерческая передача.В зависимости от цели измерения, будь то мониторинг производительности или продажа, используемые методы измерения могут варьироваться в зависимости от требуемой точности.

При выборе метровой длины салазок следует учитывать возможность расширения в будущем.

Обычно измерительная станция для коммерческого учета состоит из одного или двух участков трубопровода с калиброванным измерительным отверстием на каждом участке. Если требуется ультразвуковой измеритель, он должен быть спроектирован таким образом, чтобы соответствовать или превосходить требования, установленные для ультразвуковых измерителей в AGA-9.Как правило, ультразвуковой измеритель представляет собой многолучевой измеритель, а измерительные трубки снабжены стабилизатором потока. Перед использованием полностью собранные измерительные трубки следует откалибровать при давлении в линии и в условиях полного потока. Как правило, ультразвуковые измерительные трубки проектируются на длину не менее 10D на входе от кондиционера потока до измерительного прибора и на длину 5D после измерительного прибора. Далее следует заточить измерительную трубку.

Пульсация

Устранение пульсации с помощью устройств контроля пульсации является важным шагом.Пульсация имеет тенденцию вносить погрешности в счетчике. Компьютерные аналоги используются при проектировании аппаратуры контроля пульсаций. Существует несколько методов определения того, вызывают ли уровни пульсации ошибки измерителя, но оценка ошибки квадратного корня остается лучшим практическим правилом при определении того, требуется ли оборудование для контроля пульсации для повышения абсолютной точности.

Ошибка извлечения квадратного корня очень предсказуема и всегда положительна. Эта ошибка всегда будет указывать на поток, превышающий фактический.Ошибки нестабильности (представляющие собой пульсации, изменяющие коэффициент диафрагмы) могут различаться по величине, а также могут быть как положительными, так и отрицательными. Системе с сильной пульсацией требуется лишь небольшое изменение частоты (всего несколько Гц), чтобы получить ошибку в несколько процентов.

Катодная защита

Типично разделение систем катодной защиты трубопровода и узла учета. Обычно это делается путем установки комплектов изоляции на фланцевые соединения на салазке счетчика.Подземные трубопроводы внутри измерительной станции, либо до, либо после измерительной установки, должны быть катодно защищены от системы катодной защиты связанного трубопровода.

Здания

Когда условия или правила требуют использования здания, обычно используется предварительно спроектированное здание, спроектированное в соответствии с Международными строительными нормами и правилами, которое монтируется на салазке счетчика, чтобы ограничить только зону ультразвукового счетчика и регулирующего клапана.Обычно здание не отапливается и не утепляется. Строения имеют размер, позволяющий использовать инструмент для снятия измерительного датчика.

Здания EFM и GC обычно представляют собой два отдельных здания, установленных на общей раме. В отличие от здания счетчика, здание EFM должно иметь климат-контроль (отапливаться и кондиционироваться) и иметь размеры для оборудования регулирования расхода и связанного с ним источника бесперебойного питания (ИБП). В здании ГХ не требуется климат-контроль, но в нем должен быть детектор опасных газов с предупреждающим стробоскопом.

Авторы

Саид Мохатаб из Tehran Raymand Consulting Engineers в Иране специализируется на проектировании и эксплуатации трубопроводов для транспортировки природного газа. Он участвовал в качестве старшего консультанта в различных международных проектах трубопроводов / компрессорных станций и опубликовал несколько научных и отраслевых статей и книг. Он часто пишет статьи в журнале Pipeline & Gas Journal.

Грег Ламберсон — главный консультант International Construction Consulting, LLC, США, Талса, Оклахома.Он имеет более чем 25-летний опыт работы на всех этапах бизнеса, управления проектами, проектированием и строительством для наземных и морских нефтегазовых и энергетических объектов и трубопроводов в Северной, Центральной и Южной Америке, Карибском бассейне и на Ближнем Востоке. , Центральная Азия, Китай, Россия, Дальний Восток и Африка.

Типы клапанов, их применение и критерии выбора

Эта статья посвящена клапанам, а также различным типам клапанов и фитингов.Клапаны — это механические или электромеханические устройства, которые используются для управления движением жидкостей, газов, порошков и т. Д. По трубам или трубкам, из резервуаров или других контейнеров. В большинстве случаев клапаны полагаются на какую-либо форму механического барьера — например, тарелку, шар, диафрагму, — которые можно вставлять и удалять из потока проходящего материала. Некоторые клапаны спроектированы как двухпозиционные, в то время как другие позволяют очень точно контролировать прохождение среды.

Изометрический чертеж типичного ручного клапана на четверть оборота с фланцами на болтах.

Изображение предоставлено: cherezoff / Shutterstock.com

Выбор материала играет важную роль при выборе клапанов, чтобы гарантировать совместимость смачиваемых частей клапана с проходящей через него жидкостью или порошком. Размер определяется диаметром трубы или трубопровода, расходом и шириной между фланцами для трубопроводной арматуры, устанавливаемой в качестве замены.

Типы клапанов и их применение

Аэрозольные клапаны

Аэрозольные клапаны

используются для выдачи содержимого аэрозольных баллончиков.Они состоят из двух основных компонентов: корпуса и штока. Основные характеристики включают предполагаемое применение, тип привода, тип выхода, размер клапана и материалы конструкции. Распространение средств массовой информации также может быть рассмотрено. Аэрозольные клапаны дозируют жидкости, кремы и мази, газы, чистящие средства и любой другой продукт, упакованный в аэрозольный баллончик.

Клапаны Air Logic

Клапаны

Air Logic представляют собой механические или электромеханические устройства, используемые для регулирования потока воздуха в пневматических системах и могут использоваться вместо электрического управления в таких случаях, как опасная атмосфера или когда электрическое управление нецелесообразно.Основные характеристики включают тип привода, количество портов, материалы конструкции, скорость переключения, размер резьбы порта, номинальное давление и входное напряжение. Клапаны с воздушной логикой применяются в пневматических системах в качестве аварийных остановов, пилотных клапанов, одноразовых клапанов и т. Д.

Балансировочные клапаны

Балансировочные клапаны

используются для управления потоком жидкости путем равномерного разделения потока на несколько ветвей потока. Основные характеристики включают количество портов, портовые соединения, размер клапана и материалы конструкции.Балансировочные клапаны используются в основном в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и гидравлических системах. Например, их можно использовать в коммерческих системах отопления / охлаждения для регулирования температуры воды при различных условиях нагрузки. Их также можно использовать для создания уравновешивающей силы для цилиндров двустороннего действия.

Шаровые краны

Шаровые краны

представляют собой четвертьоборотные клапаны со сферами с отверстиями, которые поворачиваются в потоке трубы, чтобы блокировать или пропускать поток. Доступны специальные конструкции, позволяющие регулировать поток.Основные характеристики включают количество портов, конфигурацию портов, соединения портов, размер клапана и материалы, из которых изготовлен корпус клапана, его седло, уплотнение и набивка штока. Шаровые краны используются практически везде, где необходимо перекрыть поток жидкости, от линии сжатого воздуха до гидравлической системы высокого давления. Шаровые краны могут обеспечивать низкие потери напора, поскольку порт может точно соответствовать диаметру трубы. Шаровые краны также имеют тенденцию к лучшему уплотнению, чем дроссельные заслонки, но их покупка и обслуживание могут быть более дорогостоящими.Обычно они приводятся в действие рычагом, который обеспечивает визуальную индикацию состояния клапана.

Шаровой клапан в разрезе с отверстием полного диаметра, обеспечивающим неограниченный поток.

Изображение предоставлено: Марина Демкина / Shutterstock.com

Заглушки

Заглушки

или линейные заглушки — это механические устройства, используемые для остановки потока через трубопровод. Они используются в основном в нефтегазовой промышленности как средство изоляции участков трубопровода.Эти клапаны также известны как жалюзи для трубопроводов. Основные характеристики включают тип клапана, тип привода, соединения порта, размер клапана, а также материал корпуса клапана, его седла, уплотнения и футеровки. Заглушки широко распространены на судах и морских платформах. Они обеспечивают видимую и немедленную индикацию того, является ли труба открытой или закрытой, и используются для изоляции частей трубопровода для проведения технического обслуживания.

Дисковые затворы

Дроссельные заслонки

— это четвертьоборотные клапаны, в которых используются центральные круглые заслонки, которые поворачиваются в поток и выходят из него.Основные технические характеристики включают соединение порта, размер клапана и материалы, из которых изготовлен корпус клапана, его седло, уплотнение, диск и набивка штока. Дисковые затворы используются на очистных сооружениях, электростанциях и технологических установках для запирания, регулирования и отключения и особенно популярны в трубопроводах очень большого диаметра. Как правило, дисковые поворотные затворы меньше по размеру и дешевле, чем шаровые краны той же мощности, поэтому их трудно эксплуатировать при высоком давлении и потоке. Они также более подвержены утечкам, чем шаровые краны, и имеют более высокие потери напора.

Дроссельная заслонка с червячным приводом обеспечивает повышенный момент закрытия / открытия.

Изображение предоставлено: Yuthtana artkla / Shutterstock.com

Клапаны с картриджем

Картриджные клапаны

используются для управления потоком в гидравлических и пневматических гидравлических системах. Их конструкция картриджа позволяет подключать их к общим коллекторам и, таким образом, экономить вес и стоимость по сравнению с дискретным монтажом клапана. Основные характеристики включают предполагаемое применение, тип клапана, тип привода, количество портов, размер клапана и материалы корпуса клапана, его седла, уплотнения, футеровки и набивки штока.Картриджные клапаны могут использоваться в любом из обычных гидравлических приложений, для которых служат обычные гидравлические или пневматические клапаны, включая проверку, управление направлением, управление потоком, логику, управление давлением, управление двигателем и т. Д.

Клапаны корпуса

Клапаны для обсадных труб

используются исключительно в нефтегазовой промышленности для обеспечения доступа к обсадным трубам скважин. Основные характеристики включают предполагаемое применение, тип привода, соединения портов, размер клапана и материалы конструкции.

Обратные клапаны

Обратные клапаны

позволяют жидкости проходить через них только в одном направлении.Обратные клапаны подъемного типа имеют такую ​​же конструкцию, как и шаровые клапаны, и используют шар или поршень, часто подпираемый пружиной, которая открывается при определенном давлении, но закрывается при понижении давления, что предотвращает обратный поток. Эти клапаны часто подходят для приложений с высоким давлением. Вариантом является запорный обратный клапан, который выполняет функцию запорного клапана.

В поворотных обратных клапанах

используются шарнирные заслонки, дисковые пластины или пластины, которые часто с пружинным приводом закрываются против отверстий при уменьшении давления.Эти устройства могут быть эффективны при низком давлении. Обратный клапан с наклонным диском несколько изменяет тему, слегка откидывая заслонку внутрь, чтобы снизить давление, необходимое для открытия. В обратных клапанах типа «бабочка» или «двойная дверца» используются две полукруглые заслонки или пластины, которые шарнирно закреплены на центральной линии порта клапана и открываются ниже по потоку в направлении потока.

Резиновые обратные клапаны также доступны и включают в себя такие конструкции, как откидные и утиные. Обратные клапаны используются в газопроводах, для подачи воздуха и с насосами — везде, где жидкость должна двигаться в одном направлении.Они могут быть уменьшены в размерах, изготовлены из пластика и могут иметь множество специальных функций, например, металлические седла.

Клапаны для рождественской елки

Клапаны

Christmas Tree — это механические устройства, используемые для управления потоком среды, поступающей из скважин или других систем. Основные характеристики включают предполагаемое применение, количество портов, а также номинальные значения давления и температуры. Клапаны «новогодняя елка» используются в основном в нефтяных и газовых скважинах и обычно устанавливаются на устье скважины для перекрытия или регулирования потока среды.Обычно они изготавливаются на заказ.

Кран клапаны

Крановые клапаны

используются для опорожнения резервуаров и т.п. и часто имеют резьбовые средства для открытия и закрытия. Они также используются в качестве запорных устройств низкого давления, где обычно используют четвертьоборотный рычаг. Основные характеристики включают тип клапана, соединения порта, размер клапана и материалы конструкции. Крановые клапаны используются в различных сферах применения, включая радиаторы, обогреватели, резервуары, бойлеры, лабораторную посуду, воздушные системы, резервуары, бочки и т. Д.

Мембранные клапаны

В мембранных клапанах

используются гибкие мембраны для перекрытия потока в трубах. Подобно пережимным клапанам, диафрагма полностью изолирует исполнительные устройства от технологической жидкости, что является преимуществом для клапанов в санитарных условиях. Основные характеристики включают конфигурацию порта, соединения порта, размер клапана, среду и материал уплотнения. Мембранные клапаны используются в основном в фармацевтической, косметической, пищевой и полупроводниковой промышленности. Иногда регулирующие клапаны, приводимые в действие пневматическими мембранами, ошибочно называют «мембранными клапанами».Предупреждаем читателя делать это различие.

Дисковые клапаны

Дисковые клапаны

— это механические устройства, используемые для управления потоком через трубу. Дисковый клапан состоит из круглой плоской пластины, установленной на конце штока, который входит в трубу под углом 45 градусов к продольной оси трубы. Поворот штока на полукруг открывает или закрывает трубу. Дисковые клапаны почти всегда используются в пищевой промышленности. Основные характеристики включают тип клапана, тип привода, соединения портов, размер клапана и материалы конструкции.Дисковые клапаны используются в пищевой, фармацевтической и молочной промышленности для перекрытия жидких, порошковых или пищевых суспензий, где санитария имеет решающее значение.

Двойные запорные и спускные клапаны

Двойные запорные и спускные клапаны

— это механические или электромеханические устройства, состоящие из двухрядных запорных клапанов и одинарных спускных клапанов в обычных корпусах клапанов, которые используются для изоляции трубопроводов жидкости от давления выше по потоку. Основные характеристики включают предполагаемое применение, тип привода, тип соединения порта, коэффициент расхода, среду, номинальное давление, а также характеристики.Двойные запорные и спускные клапаны используются в основном в системах управления технологическим процессом с целью перекрытия входного давления и стравливания жидкости и / или давления в системе. Они могут управляться вручную или управляться электромеханическим приводом. Среда может включать воду, химические вещества, газы, масло, пар или другие подобные жидкости.

Клапаны двигателя

Двигатель Клапаны используются в двигателях для уплотнения между камерами сгорания и впускной или выпускной системами.Основные характеристики включают предполагаемое применение, диаметр головки и штока, а также материал. Открытие и закрытие клапанов двигателя контролируется серией кулачков и пружин. Они доступны из нескольких материалов и типов в зависимости от области применения, включая автомобили, грузовики, мотоциклы и т. Д., Со специальными конструкциями, доступными для гоночных приложений.

Клапаны смесителя

Клапаны смесителя

используются для управления потоком жидкости в бассейны или раковины и обычно не имеют выпускных соединений, хотя некоторые из них оснащены резьбой для подсоединения шланга, часто называемой нагрудником для шланга или патрубком.Основные характеристики включают тип клапана, тип привода, соединения порта, размер клапана и материал, из которого изготовлен корпус клапана, включая его седло, уплотнение, футеровку и набивку штока. Другой аспект — тип монтажа.

Смесительные клапаны используются в лабораториях на барабанах в качестве заглушек для шлангов и могут быть изготовлены из недорогих материалов, которые можно выбросить после опорожнения содержимого контейнера.

Поплавковые клапаны

Плавающие клапаны

— это механические устройства, в которых используются полые сферы или другие формы, установленные на рычагах или направляющих, которые открывают и закрывают впускные отверстия для жидкости.Поплавковый клапан используется в основном для поддержания жидкости в резервуаре на определенном уровне. Основные характеристики включают предполагаемое применение, соединения портов, размер клапана, размер поплавка и материалы, из которых изготовлен корпус клапана, его уплотнение и поплавок. Поплавковые клапаны используются в унитазах для ванных комнат для пополнения уровня воды после смыва и во многих системах контроля уровня в резервуарах.

Задвижки

Задвижки

используются в основном для блокировки потока жидкости и с меньшей вероятностью будут использоваться для регулирования потока.В задвижке используется пластинчатый барьер, который можно опустить в поток, чтобы остановить поток. Его работа аналогична работе шарового клапана, за исключением того, что шибер обеспечивает меньшее ограничение потока, чем затвор шарового клапана, когда вентиль находится в полностью открытом положении. Основные характеристики включают конфигурацию порта, соединения порта, размер клапана и материалы, из которых изготовлен корпус клапана, его седло, уплотнение, футеровка и набивка штока. Задвижки могут использовать заглушки клиновидной формы или параллельные пластины. Заглушки обычно уплотняют как верхнюю, так и нижнюю стороны клапана, в то время как пластины обычно уплотняют только верхнюю сторону клапана.Клинья могут иметь множество вариантов конструкции, которые уменьшают или компенсируют износ уплотнительных поверхностей. Хотя преимуществом задвижек является меньшая потеря напора при открытии по сравнению с шаровыми задвижками, они не подходят для дросселирования и могут не обеспечивать принудительное перекрытие, которое обеспечивают шаровидные клапаны. Задвижки используются на очистных сооружениях, электростанциях и технологических установках для отсечки и изоляции.

Задвижки обычно бывают с выдвижным и невыдвижным штоком.Преимущество клапанов с выдвижным штоком состоит в том, что они позволяют легко увидеть, открыт или закрыт клапан. Преимущество клапанов с невыдвижным штоком или NRS заключается в том, что шток защищен от воздействия коррозии или других условий окружающей среды крышкой клапана. Никакая конструкция не оказывает большого влияния на фактическую функцию клапана.

Клапаны запорные

Шаровые клапаны

, названные в честь их корпусов сферической формы, которые когда-то были обычным явлением, также названы в честь использования в них шарообразного диска, который ограничивает поток, закрываясь ограничивающим отверстием.Диск открывается и закрывается с помощью маховика на клапанах с ручным управлением и с помощью привода и скользящего вала на автоматических клапанах. Основные характеристики включают тип клапана, конфигурацию порта, соединения порта, размер клапана и материалы, из которых состоит корпус клапана, такие как его седло, уплотнение, футеровка и набивка штока. Проходные клапаны используются для запирания и регулирования, например, на очистных сооружениях, предприятиях пищевой и технологической промышленности. Наиболее распространенной разновидностью является клапан Z-типа, названный так из-за пути, по которому жидкость проходит через корпус клапана.Эти два поворота под прямым углом, которые жидкость должна совершить через клапан, объясняют относительно высокие потери напора в конструкции. Менее ограничивающая конструкция — это клапан Y-образного типа, который ориентирует шток клапана под углом 45 ° к корпусу клапана. Другой тип — угловой клапан, который поворачивает поток на 90 °.

Форма диска может быть изменена для создания клапана, который быстро переходит в режим полного потока, или, используя более коническую конструкцию плунжера, можно создать клапан, который может точно регулировать поток.

Проходные клапаны могут уплотняться против потока жидкости или вместе с ним, в зависимости от требований установки (т.е.е. при закрытии при отказе или при открытии при отказе), и выбор играет важную роль в выборе размера привода. Как и задвижки, шаровые краны могут быть с выдвижным штоком или NRS.

Типичный Z-образный шаровой клапан в разрезе, показывающий два поворота, которые должна совершить жидкость через корпус.

Изображение предоставлено: Surasak_Photo / Shutterstock.com

Типичный запорный клапан Y-образной формы менее ограничивает поток жидкости, чем Z-образный клапан.

Изображение предоставлено: PHOTOCREO Михал Беднарек

Гидравлические клапаны

Гидравлические клапаны

— это механические или электромеханические устройства, используемые для управления потоком жидкости в гидравлических гидравлических системах.В мобильных системах они часто приводятся в действие вручную, а в стационарных — электрически. Основные характеристики включают тип клапана, тип привода, соединения портов, количество портов, конфигурацию портов, материалы конструкции и номинальное давление. Гидравлические клапаны используются на строительных машинах — экскаваторах-погрузчиках, погрузчиках и т. Д., А также в большом количестве стационарных систем, таких как прессы и прессы.

Гидравлические клапаны

Игольчатые клапаны

Игольчатые клапаны

используются для измерения расхода жидкости через трубки или порты.Поток регулируется путем вставки или извлечения сужающегося штока в или из аналогичного сужающегося отверстия, создавая очень точный способ регулирования потока жидкости через отверстие. Основные характеристики включают тип клапана, соединения порта, размер клапана и материалы, из которых изготовлен корпус клапана, включая его седло, уплотнение, футеровку и набивку штока. Игольчатые клапаны используются в вакуумных системах и для систем измерения, где требуется точное регулирование расхода. Из-за большого количества оборотов, необходимых для закрытия игольчатого клапана, они не идеально подходят для использования в запорных системах.

Пережимные клапаны

Пережимные клапаны

— это механические устройства, используемые для регулирования потока жидкости и сухого продукта по трубам. В пережимном клапане используется гибкая трубка, которая служит каналом, который может быть зажат за счет использования давления воздуха или жидкости на его внешнюю поверхность. Он также может приводиться в действие механически. Основные характеристики включают размер клапана и материал, из которого изготовлена ​​трубка. В пережимном клапане сама трубка является единственным материалом, контактирующим с продуктом в трубе.Пережимные клапаны используются для регулирования потока и отключения пищевых суспензий, сухих продуктов, песка, гравия и т.п.

Поршневые клапаны

Поршневые клапаны

— это механические устройства, используемые для управления потоком жидкости через трубу. В поршневом клапане используется цилиндрическая заглушка для перекрытия потока через клапан и обычно используется для изоляции. Основные характеристики включают размер клапана, соединения портов и материалы корпуса клапана, такие как его седло, уплотнение, футеровка и набивка штока.Поршневые клапаны используются для изоляции в паровых, конденсатных и других жидкостных системах.

Пробковые клапаны

Пробковые клапаны

— это четвертьоборотные клапаны, используемые для регулирования потока жидкости через трубу. Плунжерный клапан сужает поток аналогично шаровому клапану, используя пробку с отверстиями, а не шар с отверстиями, который поворачивается в потоке потока, чтобы сузить или разрешить поток. Основные характеристики включают тип клапана, конфигурацию порта, соединения порта, размер клапана и материалы, из которых изготовлен корпус клапана, а также его седло, уплотнение, футеровку и набивку штока.Пробковые клапаны используются для запорной арматуры и, например, в качестве регулирующей арматуры в химической промышленности, на перерабатывающих предприятиях и очистных сооружениях. Различают плунжерные клапаны со смазкой, которые впрыскивают смазку между плунжером и корпусом клапана, чтобы действовать как герметик, и несмазываемые клапаны, которые вместо этого полагаются на полимерную втулку для уплотнения и уменьшения трения.

Тарельчатые клапаны

Тарельчатые клапаны

— это механические или электромеханические устройства, используемые для управления потоком воздуха в пневматические цилиндры.Термин «тарельчатый клапан» также описывает разновидность обратного клапана. Клапаны двигателя также иногда называют тарельчатыми клапанами. Основные характеристики включают тип клапана, размер клапана, материалы конструкции, коэффициент расхода и номинальное давление. Тарельчатые клапаны используются в пневматических системах и могут управляться пилотным воздухом или электрически с помощью соленоида.

Предохранительные клапаны

Вид в разрезе предохранительного клапана, показывающий подпружиненную диафрагму.

Изображение предоставлено Дмитрием Приданниковым / Shutterstock.ком

Предохранительные клапаны

защищают находящиеся под давлением системы, такие как котлы или трубопроводы, от условий избыточного давления, обычно с помощью подпружиненной диафрагмы. Они могут сбрасывать внутреннее давление, а также внешнее давление, вызванное, например, образованием вакуума внутри резервуара. Основные характеристики включают тип клапана, соединения портов, размер клапана, номинальное давление, предполагаемое применение и материалы конструкции.

Предохранительные клапаны используются в пневматических компрессорах, на газопроводах и в криогенных системах — короче говоря, в любом месте, где могут возникать условия избыточного или пониженного давления.Клапаны сброса давления и вакуума работают автоматически, но могут иметь ручные средства срабатывания для проверки. На конденсаторах используются атмосферные предохранительные клапаны. Клапан управления помпажем — это своего рода предохранительный клапан, предназначенный для уменьшения повреждения гидравлических систем от явления, известного как гидравлический помпаж.

Клапаны поворотные и бункерные

Поворотные клапаны

иногда называют поворотными воздушными шлюзами и используются в основном для дозирования порошков и других сухих текучих продуктов. Клапаны бункера тесно связаны между собой и используются для выдачи сухих продуктов из бункеров и аналогичных емкостей для сухого хранения.

Электромагнитные клапаны

Электромагнитные клапаны

— это электромеханические устройства, которые используются в основном в масляных и воздушных системах для дистанционной остановки и запуска потока жидкости. Они зависят от электромеханических соленоидов для прямого или управляемого управления. Обычно они не используются для пропорционального регулирования расхода. Основные характеристики включают тип клапана, количество портов, конфигурацию портов, соединения портов, размер клапана, материалы конструкции, номинальное давление и входное напряжение. Электромагнитные клапаны используются для приведения в действие гидравлических домкратов, управления гидроцилиндрами на грузовиках и управления потоком воды, масла или растворителей через системы трубопроводов.Они также широко используются в пневматических системах. Электромагнитный запорный клапан предназначен для блокировки воздушного клапана в нужном положении без необходимости поддержания питания на соленоиде.

Электромагнитные клапаны могут использоваться для направления воздуха к пневматическим устройствам, таким как это приспособление для сборки с пневматическим приводом.

Изображение предоставлено asharkyu / Shutterstock.com

Использование клапанов и их A pp l ic ations and Industries

За некоторыми исключениями (например, топливные клапаны самолетов или клапаны охлаждения) клапаны не относятся к отрасли; они могут использоваться в широком спектре отраслей, включая химическую переработку, производство продуктов питания и напитков, транспортировку газа, горнодобывающую промышленность, нефть и газ, а также производство электроэнергии.

Некоторые из них предназначены для гидравлических систем, включая соленоидные, тарельчатые, гидравлические, картриджные и воздушные логические клапаны. Другие предназначены для общих трубопроводных применений или небольших жидкостных систем и включают в себя пробки, поршни, пережимные, шаровые, запорные, дисковые, диафрагменные, дроссельные и шаровые клапаны. Кроме того, существуют клапаны, предназначенные для автоматического срабатывания в определенных случаях, включая предохранительные и обратные клапаны.

Некоторые клапаны настолько распространены, что сгруппированы по функциям, например, регулирующие клапаны питательной воды и продувки котла, краны, поплавковые клапаны, двойные запорные и спускные клапаны, зонные клапаны HVAC или обратные клапаны для дренажа пола.Некоторые клапаны настолько специализированы, что могут иметь только одно или два применения, например, поворотные соленоидные клапаны, используемые в экскаваторах, или обратные вентиляционные клапаны, используемые в канализационных системах и на кораблях.

Что касается трубопроводной арматуры, многие могут рассматриваться как подходящие для блокировки или дросселирования. Шаровой кран лучше подходит для двухпозиционных приложений, чем для регулирования потока. То же самое с задвижками и поршневыми клапанами. Для регулирования потока предпочтительными вариантами являются проходные и дроссельные клапаны, из которых особенно распространены проходные клапаны.Шаровые краны могут быть сконструированы таким образом, чтобы потери на трение через открытый клапан были не больше, чем те, которые могут возникнуть в трубе такого же диаметра (что также делает их в некоторых случаях пригодными для скребков). Другие типы клапанов обычно приводят к некоторым потерям в клапане из-за необходимости размещать компоненты клапана, приводные валы и т. Д. Непосредственно в потоке и / или из-за необходимости изменить направление потока жидкости.

Размеры трубопроводной арматуры обычно соответствуют размеру фланца для различных стандартных размеров труб и давления, т.е.например, 150 фунтов на квадратный дюйм, 300 фунтов на квадратный дюйм и т. д. В стандарте ANSI B16.10 указаны габаритные размеры для фланцевых и приварных концевых клапанов из железа, работающих в паре, гидравлике и при высоких температурах.

Большинство трубопроводных клапанов доступны с ручными рычагами или маховиками, которые могут быть адаптированы к приводам зубчатого типа больших размеров и оснащены электрическими или электропневматическими приводами для автоматического управления. Клапаны, оснащенные такими приводами, иногда называют регулирующими клапанами или клапанами, регулирующими поток, поскольку с автоматическим приведением в действие они могут быть интегрированы в контуры управления, используемые для автоматизации процесса.Фраза «регулирующий клапан» иногда используется для описания клапанов, используемых в гидравлических и пневматических гидравлических системах, например, для приведения в действие гидроцилиндра. То есть любой клапан может быть регулирующим клапаном.

Пневматический привод наверху шарового клапана зажат между двумя ручными шаровыми клапанами.

Изображение предоставлено: история инженера / Shutterstock.com

Любые клапаны, оснащенные автоматическими приводами, могут считаться регулирующими клапанами, поскольку они предположительно будут связаны с удаленными контроллерами процесса.Тот же самый клапан без приводов по-прежнему будет шаровым клапаном, задвижкой и т. Д., Хотя и с ручным управлением с помощью маховика или рычага. Многие регулирующие клапаны сохраняют некоторую форму ручного управления, с помощью которого клапан можно открывать и закрывать. Некоторые клапаны считаются регулирующими клапанами, если они имеют механические средства измерения расхода, давления и т. Д. И могут регулировать клапан, например, с помощью пилотов. В меньших типоразмерах электромагнитные клапаны работают как регулирующие клапаны. Многие производители предлагают интегрированные комбинации клапанов и приводов, например шаровые краны с электроприводом.

Материал клапана может играть важную роль при выборе клапана, особенно когда речь идет о работе с агрессивными жидкостями, абразивными шламами, пищевыми продуктами и т. Д. Проблемы с материалами касаются не только смачиваемых частей, но также могут распространяться и на материалы корпуса клапана. Например, клапаны, используемые для пищевой промышленности, должны противостоять щелочным химическим веществам и обычно требуют нержавеющей стали даже для внешних частей, которые не контактируют с продуктом. Некоторые клапаны имеют футеровку для повышения их устойчивости к коррозионным жидкостям и т. Д.Обратные клапаны иногда покрывают PTFE для улучшения работы и износостойкости. Клапаны меньшего размера доступны из множества пластиков и находят применение во многих лабораторных применениях. Например, шаровые краны доступны из латуни, нержавеющей стали, полипропилена и других пластиков. Так называемые санитарные клапаны оснащены быстроразъемными фланцами, чтобы их можно было легко снимать с трубопровода для внутренней дезинфекции, и они особенно популярны в конструкциях с шаром, дроссельной заслонкой и заглушкой.Сами клапаны часто имеют функции, позволяющие быстро разобрать и собрать. Двумя популярными типами клапанов, в которых не используются металлические части, контактирующие с жидкостью, являются мембранные и пережимные клапаны. Вместо этого приводы работают с гибкими, обычно резиновыми, элементами, которые открывают и закрывают каналы клапана и устраняют необходимость вставлять металлические части в поток жидкости и уплотнения, которые идут вместе с ними.

Гидравлические и пневматические клапаны, используемые в гидравлических системах, представлены, например, гидравлическим регулирующим клапаном, используемым для направления потока жидкости к гидроцилиндру, гидравлическому двигателю или подобному компоненту.Типичный гидравлический регулирующий клапан может иметь три положения — например, вперед, нейтраль и назад — и с их помощью цилиндр может выдвигаться и втягиваться. Часто клапаны имеют некоторую степень управления потоком для изменения скорости, с которой движется управляемое устройство. Популярное название некоторых гидравлических и пневматических клапанов — золотниковые клапаны из-за золотникового элемента, который перемещается внутри корпуса клапана, чтобы открывать и закрывать порты. Другой вид — это гидравлический переключающий клапан, названный так потому, что он позволяет оператору переключаться между системами, которые не используются одновременно, уменьшая количество дискретных компонентов, необходимых для любой данной системы.Воздушный клапан с электромагнитным приводом использует соленоид для открытия небольшого пилотного клапана, который, в свою очередь, открывает (или закрывает) выходные порты клапана. Такие воздушные клапаны используются в автоматизированном оборудовании всех видов, например, для управления цилиндрами, вращающимися устройствами и инструментами на конце руки. Воздух также используется во взрывоопасных зонах для безотказной работы полноразмерных клапанов, таких как пневматические запорные клапаны резервуаров, используемые на резервуарных парках.

Типы клапанов — выбор C Пересмотр

При выборе трубопроводной арматуры важно учитывать, будет ли она использоваться для операций пуска-останова или для дросселирования.Гидравлический удар — то есть скачок давления или изменение количества движения, вызванные внезапной остановкой движущейся жидкости или изменением направления — который может возникнуть в результате таких операций, может вызвать повреждение клапанов и задействованного оборудования. Выбор конструкции клапана, которая сводит к минимуму гидравлический удар, может снизить уровень повреждения системы и ее компонентов, а также снизить риск полного отказа.

Еще одно важное соображение — это природа жидкости, которая будет проходить через клапан. Жидкости, содержащие твердые частицы, могут оказывать абразивное воздействие на клапаны, механизмы которых подвергаются воздействию жидкости, например, на дроссельную заслонку.И для этих жидкостей шаровой кран является лучшим выбором из-за непрерывного пути, по которому он проходит к жидкости. Коррозионные жидкости, такие как хлор, еще больше усложняют выбор материалов.

Активация — еще одна тема, которая может вызывать беспокойство, а может и не вызывать ее. Простому шаровому крану в небольшой лаборатории или в жилых помещениях может не потребоваться ничего, кроме четвертьоборотного рычага. Для большой задвижки в технологическом трубопроводе может потребоваться электрический или пневматический привод и вся электроника, связанная с управлением им.

Срабатывание клапана зависит от типа клапана. Например, шаровые краны обычно открываются и закрываются с помощью рычага, потому что шар поворачивается только на четверть оборота между двумя положениями. В шаровом клапане часто используется маховик, который работает с ходовым винтом, чтобы поднимать и опускать плунжер шарового клапана из отверстия и в отверстие. В больших клапанах редуктор может дополнять маховик, чтобы предоставить оператору некоторое механическое преимущество при открытии или закрытии клапана. Трубопроводные клапаны обычно относятся к одному из этих двух типов.

Строительные размеры клапанов имеют решающее значение при рассмотрении вопроса о замене.

Изображение предоставлено: RachenStocker / Shutterstock.com

Важным моментом при замене клапана является расстояние между фланцами, которое хорошо видно на изображении выше. Как правило, клапан должен помещаться в пространстве между неподвижными трубами, поэтому этот размер может иметь решающее значение, если модификации существующих трубопроводов нежелательны и их следует избегать.Некоторые производители предлагают свои клапаны в качестве прямой замены размеров клапанов других типов.

Клапаны большего размера обычно используют стандартные фланцы ASME для своих соединений. В меньших размерах соединения могут варьироваться от санитарных (типа Tri-Clamp) до компрессионных.

Порты и пути относятся к количеству проходов в клапан, и для большинства трубопроводных клапанов их два. Шаровые краны обычно доступны с тремя или более отверстиями и используют шар с L-образным проходом.

Гидравлические клапаны обычно управляются автоматически на стационарных промышленных машинах и вручную на мобильных машинах. Картриджи доступны для любого места проведения. Гидравлические клапаны часто монтируются в общих коллекторах или собираются вместе в виде блоков клапанов, чтобы упростить установку водопровода и уменьшить занимаемое пространство. Некоторые гидравлические клапаны выполнены в виде моноблоков, что означает, что корпус нескольких клапанов выполнен как единое целое.

Воздушные логические клапаны представляют собой аналогичную версию гидравлических клапанов, в которых в качестве жидкости используется воздух (вместо масла), и они так же широко используются на заводе / производстве, как гидравлические клапаны в мобильных системах.Многие из тех же соображений, что и для гидравлических клапанов, совпадают с миром воздушных логических клапанов.

Типы клапанов и фитингов — важные атрибуты

Коэффициент расхода (Cv)

Cv относится к потоку через корпус клапана и представляет количество галлонов воды в минуту при 60 ^o F, которое может пройти через клапан при перепаде давления на клапане 1 фунт / кв. Дюйм. Это распространенный метод сравнения характеристик клапана.

Размер клапана

Размеры клапана в дюймах и миллиметрах обычно соответствуют размеру труб, с которыми они работают.Размер фланцев и т. Д. Обычно зависит от размера клапана.

Номинальное давление

Клапаны

часто имеют номинальные характеристики в соответствии с классами ANSI 150 фунтов на квадратный дюйм, 300 фунтов на квадратный дюйм и т. Д., Что соответствует стандартным характеристикам трубопроводов. Внутренние шаровые краны могут быть рассчитаны на давление до 600 фунтов на квадратный дюйм.

Соединения портов

Настоящее соединение относится к соединениям на корпусе клапана, которые позволяют вставлять его в трубопровод, не раздвигая трубы. Это обычное дело для небольших шаровых кранов, в которых соединения труб часто имеют резьбу.Односторонние клапаны имеют это соединение только с одной стороны. Компрессионные фитинги также применяются в основном к небольшим клапанам, используемым с медными, пластиковыми трубками и т. Д. Фланцы являются обычными соединениями портов в более крупных клапанах. Соединения могут быть спаяны во многих клапанах меньшего размера, используемых для водоснабжения. Пластиковые клапаны могут иметь раструб для сварки растворителем.

Другие характеристики клапана

Клапаны часто считаются непроницаемыми для пузырьков — это описание клапанов, которые не допускают прохождения жидкости при закрытии.Некоторые конструкции более склонны к пузырьковой герметичности, чем другие, особенно те клапаны, которые предназначены для двухпозиционного режима работы, по сравнению с теми, которые используются в основном для регулирования потока.

Все о клапанах — ресурсы

T ra d e Ассоциации

Коды и стандарты

Стандартов на клапаны

слишком много, чтобы их перечислить, но читатель может обратиться к различным организациям по стандартизации, таким как ASME, ANSI и API, за их исчерпывающими сборниками стандартов трубопроводов и клапанов.В выборку вошли:

• ASME F885 Размеры корпуса шарового клапана из бронзы
• ASME F1098 Размеры дроссельной заслонки
• API 594 Обратные клапаны межфланцевого типа
• ANSI B16.10 Торцевые и конечные размеры клапанов из черных металлов

Сводка

Это руководство дает общее представление о клапанах, их выборе и использовании в различных средах. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие артикулы клапанов

Больше из Насосы, клапаны и аксессуары

.