Переключающие устройства предохранительных клапанов

Переключающие устройства предохранительных клапанов

Созданы переключающие устройства предохранительных клапанов для синхронизации отключения одной регулирующей арматуры и подключения другой. Это позволяет смешивать потоки или изменять их изначальное направление на противоположное, обслуживать и ремонтировать клапаны без остановки трубопровода или технологических процессов предприятия.

Назначение устройства

Изначально переключающие устройства предохранительных клапанов решают две основные задачи:

• непрерывность технологического цикла;
• изменение характеристик потоков внутри технологического цикла.

Другими словами, использование двух синхронизированных цепной передачей переключающих устройств позволит производить следующие действия:

• смешивать и разделять потоки рабочих сред;
• изменять направление потоков на противоположное;

ремонтировать и обслуживать один из предохранительных кранов внутри блока БПК.

Применяются устройства переключения клапанов в следующих отраслях народного хозяйства:

• химическая и нефтехимическая промышленность;
• переработка углеводородов и хлора, производство аммиака;
• энергетические объекты;
• добыча и транспортировка нефти и ее фракций, продуктов, газа природного и попутного;
• химически опасные и взрывоопасные производства и объекты, хранящие или использующие токсичные и горючие вещества.

Чаще всего используются переключающие устройства в управляемых вручную технологических процессах. Однако имеется возможность полной автоматизации технологического цикла.

Конструкция устройства ППК

Фактически переключающие устройства предохранительных клапанов, в свою очередь, тоже являются запорно-регулировочной арматурой, относящейся к категории клапанов. Существует несколько вариантов конструкции устройств переключения ППК. Наиболее популярна продукция Благовещенского завода БАЗ, имеющая следующие конструктивные особенности:

• корпус – собран из тройника и двух отводов сваркой или фланцами;
• затворный узел – седла из колец и золотник конической формы;
• привод – не выдвижной шпиндель со штурвалом;
• уплотнение – сальникового типа, реже сильфон.

Шпиндель расположен вдоль корпуса тройника, поэтому выходит из корпуса на радиусном скруглении одного отвода. Из-за крайне низкой информативности не выдвижного шпинделя о положении золотника внутри седла запорного узла в конструкцию добавлен ползунок, исправляющий это неудобство.

Предохранительные клапаны имеют два отверстия в корпусе – вход и выход. Поэтому переключающие устройства в блоках предохранительных клапанов всегда используются попарно. Одна арматура монтируется на входе, вторая на выходе, а для синхронизации управления штурвалами переключающих устройств необходимо строго определенное их положение в пространстве.

Поэтому размеры и геометрия переключающих устройств индивидуальны для каждого типоразмера предохранительного клапана. Синхронизируются штурвалы карданной или цепной передачей. Второй тип редуктора удобнее, достаточно смонтировать на шпинделях звездочки, чтобы связать арматуру в общую систему.

Реже используются переключающие устройства в виде трехходовых кранов, шаровых кранов, установленных соосно, со смещенными на 120 градусов затворными узлами. Основной проблемой остается большое усилие перекладки затвора при высоком номинальном давлении внутри системы. Поэтому в затворе изготавливаются разгрузочные сквозные каналы.

Принцип действия устройства ППК

В штатном режиме переключающие устройства предохранительных клапанов открывают доступ рабочей среды к обоим клапанам. Для этого золотник устанавливается в среднее положение, которое видно по аналогичному расположению ползунка. Каждый из клапанов в этот момент находится в рабочем состоянии, сбрасывает избыточное давление в момент его появления в системе.

Во время ТО арматуры, ремонта и профилактики требуется отсечь доступ рабочей среды во внутренние полости одного клапана из двух. Для этого штурвалом усилие вращения передается на шток, который превращает его в поступательное движение золотника. Весь поток подается во входной патрубок одного предохранительного клапана, второй можно демонтировать, чинить или проводить профилактику.

За счет синхронизации цепью/карданом штурвал второго переключающего устройства выполняет аналогичные действия на выходе предохранительных клапанов, отсекая один из них.

В силу конструктивных особенностей блоков предохранительных клапанов с переключающими устройствами их проектирование и реализация имеет смысл только при выполнении основного условия. Эксплуатационный ресурс переключающих устройств должен быть гораздо выше, чем у клапанов. Если устройства ППК придется ремонтировать чаще, чем предохранительные клапаны, вместо экономии эксплуатационного бюджета заказчик получит перерасход средств.

Фактически при использовании переключающих устройств создается байпасная система следующего типа:

• горизонтально расположенное устройство переключения с вертикальным впускным патрубком;
• на его выходные патрубки вертикально установлены основной и резервный предохранительный клапан;
• их выходные патрубки обвязаны вторым горизонтально расположенным, но развернутым на 90 градусов в вертикальной плоскости переключающим устройством;
• штурвалы устройств переключения связаны карданной или цепной передачей для синхронизации их вращения.

Производители выпускают устройства переключения с резьбовым и фланцевым присоединением диаметром 25 – 300 мм.

Разновидности ППК

переключающие устройства предохранительных клапанов

Характеристики устройства ППК

Изготавливаются переключающие устройства предохранительных клапанов по стандартам ТУ 3742-005-97965425 от 2007 года. По умолчанию устройства ППК имеют следующие эксплуатационные характеристики:

• диаметр номинальный DN 25 – 300 мм;
• рабочее давление PN 0,6 – 16 МПа;
• температурный диапазон среды – от +538°С до -196°С;
• конструкционный материал – нержавейка, сталь углеродистая, легированная, жаропрочная, нержавеющая со специальными свойствами;
• управление – ручное, дистанционное
• привод – ручной, электрический;
• синхронизация штурвалов – карданная или цепная передача;
• присоединение – фланцы, резьба.

По требованию заказчика переключающие устройства предохранительных клапанов комплектуются разрывными мембранами, деталями из высокопрочных сталей под номинальное давление 420 МПа включительно.

Существуют модификации блоков предохранительных клапанов ЕММ-3 с блокираторами для технологических систем и обвязки резервуаров, где последовательность отключения арматуры заранее известна.

Преимущества переключающего устройства

В защитных системах технологических линий и магистральных трубопроводах переключающие устройства предохранительных клапанов изначально обеспечивают ряд преимуществ:

• герметичность затворного узла увеличена за счет конической поверхности золотника;
• усилие затяжки штурвала снижено;
• всего одна прокладка между двумя корпусными деталями;
• золотник рассчитан на давление больше 200 МПа, имеет механизм центровки;
• поток можно смешивать, перенаправлять и разделять, не останавливая магистраль;
• о положении золотника информирует специальный индикатор;

По умолчанию герметичность затворного узла обеспечивается производителями переключающих устройств класса А в соответствии с ГОСТ 9544-05. В исполнении 1 арматура выдерживает 0,6 или 1,6 МПа, исполнение 2 предназначено для эксплуатационных режимов 4 МПа, а исполнение 7 для давления 6,3 МПа и 16 МПа. Размеры присоединительных элементов и уплотнений соответствуют ГОСТ 12815.

Сильфон вместо сальникового уплотнения позволяет вдвое повысить ресурс не выдвижного штока, контактирующего с агрессивной средой. 

Более детальные консультации наши клиенты получают от персонально закрепленных за ними эксперта нашей компании.