В промышленной, как и в любой трубопроводной системе клапаны используются для ограничения, остановки или контроля потока жидкости. В частности, некоторые промышленные клапаны используются для:
- Контролирования скорости охлаждения воды через каналы охлаждения для регулировки температуры.
- Управления потоком концентрированных кислот или азотистых оснований, протекающих по каналу.
- Перенаправления потока из одной линии в другую через трехходовой клапан.
- Ограничения потока для балансировки системы.
- Предотвращения обратного потока (обратные клапаны).
- Автоматической остановки потока в случае сбоя системы.
При выборе клапанов для промышленной системы необходимо учитывать их краткосрочную и долгосрочную производительность. В зависимости от применения, один клапан может быть выгоднее другого, и обеспечить превосходный срок службы
Типы клапанов
У каждого инженера есть свои предпочтения среди клапанов, однако обычно выбор клапана диктует инженерная практика в зависимости от конкретного назначения. Независимо от окончательного решения, выбор часто основывается на нескольких факторах, в том числе:
- Тип или среда (жидкая, густая и т. д).
- Ожидаемая частота работы.
- Размер линии.
- Стоимость (включает в себя частоту технического обслуживания посадочных мест и уплотнительных колец).
- Бюджет проекта.
Основными вариантами промышленных трубопроводных систем являются:
Шаровой кран. Наиболее распространенный клапан, который состоит из сферы с полым круглым отверстием в центре. В рабочем положении, отверстие крана и канала совпадают, а в нерабочем - кран поворачивается на 90 градусов и останавливает поток.
Задвижка. Вспомните задвижки (также известные как гильотинный клапан) как в средневековых замковых воротах, которые движутся прямо вверх и вниз, используя плоскую поверхность, вертикальный диск или калитку. Задвижка является универсальным сервисным клапаном, который используется главным образом для включения / выключения без дросселирования, и чаще всего применяется при низкой частоте использования.
Обратный клапан. Большинство промышленных предприятий устанавливают обратные клапаны при анализе опасности, поскольку он позволяет жидкости протекать через него только в одном направлении. Пока поток идет в одном направлении - он остается открытым, но если поток останавливается или разворачивается - то закрывается. Движущимся элементом обратного клапана может быть диск, шток, шарнирный палец, пружина, шар или что-то еще.
Дроссельный клапан. В отличие от других клапанов, дроссельные клапаны могут ограничивать или регулировать поток, не ограничивая его полностью. В дроссельной заслонке полотно вращается по (или против) часовой стрелки, чтобы пропустить или ограничить поток (аналогично шаровому клапану). В зависимости от требуемого уровня или скорости потока заслонка может быть остановлена перпендикулярно, параллельно или где-то посередине потока. Распространенные варианты включают в себя межфланцевый клапан и прифланцовываемый затвор. В целом, дроссельные клапаны дешевле и занимают меньше места в системе, но создают больший перепад давления или ограничение потока, чем другие перечисленные варианты.
Мембранный клапан. В этом клапане мембрана опускается и поднимается, чтобы ограничить или разрешить поток. Эти вентили идеально подходят в случаях жидкости со взвешенными частицами. Кроме того, они более точны для контроля объема потока, но как правило, стоят дороже.
Другие типы клапанов могут применяться совершенно в иных, отличающихся от приведенных выше, случаях. Большинство материалов совместимы с различными клапанами, и заводы используют их исходя из собственного опыта.
Как выбрать клапан
Поскольку система использует клапаны для управления потоком и часто ограничивает его в случае необходимости, выбор клапана имеет решающее значение. Оцените десятки типов, материалов, производителей и моделей на выбор - по принципу простоты, эффективности и безопасности.
Простота Проще говоря, когда клапан должен открываться, то должен делать это легко - или наоборот. Хоть сперва это кажется элементарным, на производствах всё не так просто.
К сожалению, из-за ряда факторов, включая коррозию, ржавчину и накопление влаги, клапаны могут застревать.
Независимо от того, какой клапан (автоматический или ручной), он должен работать точно так как предполагалось в течение многих лет. Как и любая другая часть системы трубопроводов, ожидаемый срок службы клапана имеет решающее значение для производительности системы. Когда клапан выходит из строя, это вызывает дорогостоящие простои и ремонт.
При рассмотрении различных типов клапанов и материалов выберите клапан, который будет наиболее последовательно и бесперебойно выполнять свою работу, даже если он не использовался годами.
Эффективность По мнению аналитической компании Aberdeen Research, время простоя может привести к огромным затратам для промышленных предприятий - за последние три года его испытали 82% компаний, и оно стоило до 260 000 долларов в час.
Клапаны имеют основополагающее значение для эффективности в небольшом непрерывном масштабе и в большей степени, помогают предприятиям избежать простоев. Клапан, который не движется легко или вовремя, или клапан, который полностью застрял, может вызвать:
- Смешивание вредных химических веществ
- Утечку;
- Температуру выше рабочих диапазонов;
- Травму оператора, пытающегося закрыть его вручную.
Другим аспектом эффективности, на который влияют клапаны, является постоянная производительность системы. Точка с наименьшим номинальным давлением или температурой становится ограничивающим фактором системы. Если клапан несовместим со средой линии или имеет более низкую температуру или номинальное давление, чем остальная часть системы, вся система может быть нарушена.
При установке легко узнать, с чем может справиться система, но износ клапана - коррозия, эрозия и многое другое - может сделать ее самым слабым звеном системы.
При рассмотрении различных типов клапанов и материалов выберите клапан, который будет наилучшим образом поддерживать температуру, давление и совместимость труб и фитингов системы с течением времени.
Безопасность Обеспечение безопасности является фундаментальной ролью клапана. В случае утечки или залипания может возникнуть ряд проблем:
- Химический состав может быть изменен или реакция может продолжаться дольше, чем необходимо.
- Если клапан не герметично закрывает резервуар, то при отсоединении трубы возникает сильная утечка.
- Если происходит непреднамеренное изменение потока, обратный клапан является первой линией защиты.
- Если неисправность произошла в нефтепереработке, клапан должен включится, чтобы предотвратить дальнейшие утечки и ограничить воздействие транспортируемого химического вещества.
- Неработающий клапан может непреднамеренно допустить смешивание двух химических веществ, что часто может стать опасным на промышленном предприятии.
В каждом случае, в зависимости от содержимого труб, утечка может создать опасные ситуации для работников в виде небезопасных разливов или переносимых по воздуху токсинов. Кроме того, случайные смеси или химические концентрации могут создавать опасные побочные продукты или ускорять износ трубы.
Неисправный клапан может доставить массу неудобств не только производству но и сервисным службам:
oembed: https://youtu.beedMOt2pMlmo