ФОРМА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Запорно-регулирующие клапаны

Запорно-регулирующий клапаны 1 Запорно-регулирующий клапаны 2

Для контроля технологических процессов и управления параметрами рабочей среды используют регулирующие и запорно-регулирующие клапаны. Они могут быть разных типоразмеров и различаются конструктивными особенностями и областью применения.

САЗ «Авангард» предлагает седельные запорно-регулирующие и регулирующие клапаны собственного производства, которые соответствуют принятым в РФ стандартам качества и требованиям промышленной безопасности. Трубопроводная арматура изготовлена на высокотехнологичном оборудовании согласно ISO 9001:2015 и сертифицирована.

Сфера применения регулирующих клапанов

Клапаны регулирующие (КР) позволяют управлять потоками рабочей среды и контролировать ее расход или температуру. Представленные в каталоге клапаны запорно-регулирующие (КЗР) являются универсальными, поскольку совмещают функции запорного и регулирующего устройств. Требуемая степень герметичности в положении «закрыто» обеспечивается благодаря использованию фторопласта для уплотнения в затворе.

Клапаны запорно-регулирующие и регулирующие востребованы:

  • в сетях отопления и горячего водоснабжения;
  • в трубопроводах нефтегазового и топливно-энергетического комплексов;
  • на индивидуальных и центральных тепловых пунктах;
  • в системах приточной вентиляции, кондиционирования и технологических процессов.

В качестве рабочей среды могут использоваться нефтепродукты, пар, вода, масляные фракции и другие вещества в жидком или газообразном состоянии.

Основные характеристики регулирующих клапанов

Определяющими факторами при выборе запорно-регулирующих клапанов являются показатели транспортируемой среды. Кроме того, нужно учитывать конструктивные особенности трубопровода и условия эксплуатации арматуры.

К основным характеристикам регулирующих клапанов относятся:

  • условный проход (DN);
  • давление (PN) и температура рабочей среды;
  • масса и габаритные размеры;
  • срок службы, наработка на отказ и назначенный ресурс.

Важным параметром также является пропускная способность (Kv), которая рассчитывается согласно методике РТМ 108.711.02-79.

На основе полученных данных из предлагаемого ряда подбирается клапан КЗР или КР. При этом пропускная способность арматуры не должна превышать расчетные показатели больше, чем на 10-30%. Иначе в зоне закрытия регулирующие клапаны будут работать с повышенной частотой включений, которая приводит к увеличению отказов, быстрому износу деталей и узлов. Тип пропускной характеристики арматуры определяется профилем плунжера: она может быть линейной или равнопроцентной.

Характеристики регулирующих клапанов производитель указывает в паспорте и на корпусе арматуры. Маркировка выполняется в соответствии с ГОСТ 4666-2015 и располагается:

  • На табличке, которая прикреплена к крышке клапана регулирующего. В маркировке указывают наименование производителя, дату изготовления, знак обращения на рынке ТС и таблицу фигур, а также давление, диаметр и пропускную способность.
  • В виде литья на лицевой стороне корпуса регулирующего клапана. Данные маркировки указывают DN, PN и материальное исполнение.

Схема подачи рабочей среды необходима для правильной установки трубопроводной арматуры и указана на табличке или выполнена с помощью литья на лицевой стороне корпуса. Наружные поверхности клапанов седельных запорно-регулирующих и регулирующих окрашены эмалью НЦ-132, которая образует прочный слой и защищает металл от коррозии. Цвет покрытия соответствует ГОСТ 4666-2015 или подбирается по согласованию с заказчиком.

Основные характеристики регулирующих клапанов

Основные элементы регулирующего клапана — литой корпус с соединительными патрубками, крышка и затвор, конструкция которого зависит от типа арматуры. Он состоит из плунжера и одного или двух седел, и позволяет регулировать процессы в трубопроводе.

Конструкция клапанов регулирующих также включает исполнительный механизм, шток которого соединен с плунжером с помощью резьбовой муфты. Он обеспечивает возможность управления арматурой и может быть мембранным или электрическим (МИМ или ЭИМ).

Герметичность относительно внешней среды достигается благодаря прокладкам и сальниковому уплотнению. Затвор клапанов регулирующих (КР) имеет уплотнение «металл по металлу». В запорно-регулирующих моделях (КЗР) оно «мягкое». Поэтому они помимо регулировки параметров рабочей среды могут выполнять функции запорного клапана и обеспечивают герметичное перекрывание рабочей среды.

Фиксация арматуры на месте установки осуществляется с помощью фланцев, исполнение которых соответствует ГОСТ 33259-2015. Такой способ отличается простотой монтажа и не требует при установке клапанов запорно-регулирующие с приводом применения специальной арматуры. Кроме того, соединение с помощью фланцев позволяет неоднократно демонтировать арматуру для ремонта или проведения профилактических работ.

Принцип работы регулирующих клапанов с ЭИМ или МИМ заключается в преобразовании сигнала, поступающего от внешнего автоматического регулятора или питающей сети. Он способствует перемещению плунжера, который позволяет регулировать параметры рабочей среды.

Виды и назначение регулирующих клапанов

Регулирующие клапаны производства САЗ «Авангард» отличаются надежной конструкцией и продолжительным сроком службы, составляющим не менее 10 лет. В зависимости от модели они способны выдержать давление 1,6; 2,5; 4,0 и 6,3 МПа и укомплектованы электрическим или мембранным исполнительным механизмом.

Номенклатура выпускаемой продукции включает следующие виды клапанов:

  • Односедельные модели КР и КЗР с ЭИМ и КР с МИМ DN 15-300.
  • Угловые клапаны запорно-регулирующие (КЗРУ) и регулирующие (КРУ) с ЭИМ и КРУ с МИМ DN 15-300.
  • Двухседельные КР с ЭИМ/МИМ DN 25-200.
  • Трехходовые смесительные и разделительные клапаны регулирующие (КР) с ЭИМ/МИМ DN 15-100.
Трехходовой клапан с ЭИМ
Трехходовой клапан с электрическим исполнительным механизмом (ЭИМ)

Односедельные и двухходовые модели устанавливаются на прямых участках трубопровода и обеспечивают регулировку параметров рабочей среды, не меняя ее направление.

Односедельный регулирующий клапан с мембранным ИМ
Односедельный регулирующий клапан с мембранным исполнительным механизмом

Клапаны запорно-регулирующие угловые имеют входной и выходной патрубки, оси которых расположены в перпендикулярных друг другу плоскостях. Они востребованы на участках, где направление течение потока рабочей среды меняется на 90°.

КЗРУ с ЭИМ
Клапан запорно-регулирующий угловой (КЗРУ) с электрическим исполнительным механизмом

Для изменения расхода рабочей среды, а также для смешивания или разделения потоков предназначены трехходовые регулирующие клапаны. В отличие от односедельных и двухходовых моделей они имеют три патрубка, которые также присоединятся к трубопроводу с помощью фланцев.

В зависимости от назначения трехходовые регулирующие клапаны бывают:

  • смесительные модели (с двумя входными и одним выходным патрубком);
  • разделительные устройства (с одним входным и двумя выходными патрубками).
Трехходовой разделительный клапан
Трехходовой разделительный клапан с закрепленной на корпусе табличкой, где показано разделение потоков

Представленные на рисунке схемы наглядно отражают принцип действия смесительных и разделительных трехходовых клапанов.

Распределение потоков рабочей среды
Схемы распределения потоков рабочей среды в смесительных и разделительных клапанах

Материальное исполнение и характеристики

Корпус и крышка регулирующих клапанов производятся методом литья и отличаются высокой плотностью структуры и геометрической точностью размеров. Сырьем для изготовления деталей служат:

  • Серый чугун СЧ20 (ч).
  • Углеродистая сталь 25Л (с).
  • Легированная сталь 25ГЛ (лс).
  • Нержавеющая сталь 12Х18Н9ТЛ (нж).

Уплотнение сальниковое и прокладки регулирующих клапанов выполнены из ТРГ или фторопласта-4, а плунжер и седло из сталей марок 20Х13 и 14Х17Н2. Уплотнение в затворе зависит от типа арматуры. У запорно-регулирующих моделей оно из фторсодержащего полимера — фторопласта-4 (п), а у регулирующих в качестве материала для уплотнительных поверхностей используют коррозионно-стойкую сталь (нж).

Технические характеристики регулирующих и запорно-регулирующих клапанов указаны в таблице 1.

Таблица 1

Материал корпуса (ч) (с) (лс) (нж)
Температура окружающей среды, °C -15…+50 40..+50 -60…+50 -60…+50
Климатическое исполнение У2 У1 ХЛ1 УХЛ1

С допустимой температурой рабочей среды для регулирующих клапанов с разным типом уплотнения затвора можно ознакомиться в таблице 2.

Таблица 2

Материал корпуса Уплотнение в затворе Температура рабочей среды, °C
Чугун (ч) «мягкое» фторопласт-4 (п) -15..+150
«металл по металлу» (нж) -15..+300
Сталь (с) «мягкое» фторопласт-4 (п) -40…+150
«металл по металлу» (нж) -40…+425
Легированная (лс) «мягкое» фторопласт-4 (п) -60…+150
«металл по металлу» (нж) -60…+425
Нержавеющая (нж) «мягкое» фторопласт-4 (п) -60…+150
«металл по металлу» (нж) -60…+560

Варианты условно-пропускной способности запорно-регулирующих и регулирующих клапанов отражены в таблице 3.

Таблица 3

DN Kvy
0,1 0,16 0,25 0,32 0,4 0,5 0,63 0,8 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,2 4,0 5,0 6,3 8,0 10 12,5 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600
Односедельные, угловые
15 0,1 0,16 0,25 0,4 0,63 1,0 1,6 2,5 3,2 4,0
20 1,6 2,5 4,0 6,3
25 0,1 0,16 0,25 0,32 0,4 0,5 0,63 0,8 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,2 4,0 5,0 6,3 8,0 10 16
32 4,0 6,3 10 12,5 16
40 10 16 25 40
50 10 12,5 16 20 25 32 40 63
65 25 32 40 50 63 100
80 40 50 63 80 100 160
100 63 80 100 125 160 250
125 100 160 200 250 320
150 160 250 400
200 250 400 630
250 500 800 1250
300 1000 1250 1600
Двухседельные
25 1,6 2,5 3,2 4,0 6,3 8,0 10 12,5 16
40 10 16 25 40
50 16 25 40 63
80 40 63 100 160
100 63 100 160 250
150 160 250 400
200 250 400 630
Трехходовые
15 4,0
20 6,3
25 10
32 16
40 25
50 40
65 63
80 100
100 160


Способы управления и особенности приводов

Регулирующие и запорно-регулирующие клапаны управляются с помощью электрических исполнительных механизмов (ЭИМ) AUMA (Германия) и Regada (Словения). Они также могут быть укомплектованы пневматическим (мембранным) исполнительным механизмом 200, 250, 320, 400 и 500 производства САЗ «Авангард».

Регулирующие клапаны, которые не предназначены для работы в сложных условиях, комплектуются ЭИМ общепромышленного исполнения. Для моделей, взаимодействующих с взрывопожароопасными средами, требуются ЭИМ во взрывозащищенном исполнении.

Двухходовой регулирующий клапан с ЭИМ
Двухходовой регулирующий клапан с ЭИМ

Мембранный исполнительный механизм является пневматическим устройством. Он обеспечивает перемещение затвора регулирующего клапана, преобразуя сигнал в механическое движение с помощью давления сжатого воздуха.

Регулирующие клапаны, укомплектованные МИМ, различаются нюансами конструкции и могут быть НО (нормально открытые) и НЗ (нормально закрытые). У первых моделей при прекращении подачи энергии из внешнего источника затвор полностью открывается, а у вторых — полностью закрывается.

Двухседельный регулирующий клапан с мембранным ИМ
Двухседельный регулирующий клапан с мембранным исполнительным механизмом

Клапаны с мембранным исполнительным механизмом (МИМ) могут быть оснащены дополнительными блоками ручного управления, контроля и автоматизации. К ним относятся фильтр для стабилизации давления воздуха, пневмопозиционер, концевые выключатели конечных положений, электропневмопозиционер и электропневмоклапан.

При подборе исполнительного механизма для регулирующих и запорно-регулирующих клапанов нужно учитывать следующее:

  • Управляющий сигнал и напряжение питания привода должны соответствовать аналогичным параметрам контроллера.
  • Максимальный перепад давления клапана, при котором возможно его закрыть, зависит от усилия закрытия привода.

Необходимо также оценивать преимущества и недостатки приводов относительно условий эксплуатации арматуры. К примеру, регулирующие клапаны с мембранным исполнительным механизмом выполняют свои функции в экстремальных условиях и энергонезависимы. Но пневматический привод имеет меньшую производительность, чем электрический, и склонен к появлению конденсата.

Клапаны с ЭИМ отличаются точностью регулировки и не оказывают негативного влияния на экологию, но отключаются при отсутствии электроэнергии. Кроме того, они чувствительны к содержанию влаги в воздухе.