Предохранительные клапаны

Клапан предохранительный пружинный

- обязательная часть трубопроводной системы, которая работает под давлением. Эта трубопроводная арматура предназначена для защиты от экстремального повышения давления. Если давление в трубопроводной коммуникации находится в пределах допустимого значения, то затвор будет оставаться в закрытом положении, обеспечивая первоначальную герметичность. В случае превышения номинального значения давления, произойдёт открывание затвора и будут созданы условия для сброса избыточного объёма рабочей среды. После нормализации уровня давления, затвор пружинного предохранительного клапана автоматически закроется.

Наибольшую эффективность работы данная арматура показывает при транспортировке паро либо газообразных сред. При движении жидкостей её пропускная способность снижается в 4-8 раз.

Особенности конструкции

Главными конструктивными элементами данных изделий являются запорный орган и задатчик, предназначенный для создания силовой нагрузки на чувствительную деталь. В состав запорного компонента входит затвор и седло, а роль задатчика выполняет пружина, которая оказывает противодействие давлению рабочей среды.

Предохранительный пружинный клапан отличается надёжностью конструкции, простотой в эксплуатации и доступностью по ценовому фактору. Сочетание этих характеристик обуславливает широкую сферу использования данной арматуры. Несомненным преимуществом также является широкий диапазон рабочих температур, начиная от -110^оС и до +600^оС, и номинальных давлений: 1,6-16 МПа.

Области использования

• Трубопроводные сети;
• Котлы;
• Резервуары с газообразными и жидкими составами;
• Другие ёмкости и системы, требующие автоматического регулирования уровня давления.

Для данной арматуры характерна бесшумная работа и полная герметичность в закрытом состоянии. Что касается монтажа, то она должна устанавливаться исключительно в вертикальном положении.

Компания "СтройНефтеГаз" предлагает большой выбор клапанов предохранительных пружинных, предназначенных для разных условий эксплуатации. Каждое изделие изготовлено из качественной стали, что гарантирует его надёжность и долговечность.

Клапан предохранительный пружинный

По общепринятой классификации клапан предохранительный пружинный относится к защитной или предохранительной арматуре прямого пропорционального действия. Клапан предохраняет трубопровод в Москве от разрушения путем сброса избыточного давления в автоматическом режиме в атмосферу или в отводящий трубопровод.

Существуют варианты исполнения с малым, средним и полным подъемом, механизмом ручного подрыва, сильфонного, мембранного и сальникового типа.

Принцип действия пружинного клапана

Задатчиком и затвором в клапане предохранительном пружинном являются пружина и золотник, соответственно. Задатчик удерживает затвор в нормально закрытом положении за счет механической силы витков пружины до тех пор, пока давление среды не превысит ее значение.

После сброса давления с некоторой часть рабочей среды задатчик вновь закрывает золотником внутреннее сечение арматуры. В момент закрывания наблюдается запаздывание, обусловленное физическими свойствами рабочей среды и конструкционных материалов. Например, инерцией пружины и молекулярным сцеплением среды, силами трения и динамическими усилиями потока.

Таким образом, рабочим является только один, нижний патрубок, а установка возможна исключительно колпаком вверх, вертикально.

Область применения

Единственной задачей предохранительной арматуры является массоотвод. Этим термином называют сброс избыточного количества рабочей среды для снижения давления внутри трубопровода. С учетом того, что клапан пружинный предохранительный работает в автоматическом режиме после механической регулировки задатчика, эту арматуру используют практически во всех отраслях народного хозяйства:

• паропроводы ЖКХ, систем обогрева и энергетической отрасли;
• газопроводы добывающей и перерабатывающей промышленности;
• путепроводы высокого давления;
• магистральные и линейные трубопроводы предприятий;
• внутрицеховые линии технологической оснастки.

В отличие от заслонок, кранов и задвижек, предохранительные клапаны прямого действия не нуждаются в дополнительном оборудовании – позиционерах, датчиках положения и концевых выключателях.

Классификация пружинных клапанов

По аналогии с прочими видами трубопроводной арматуры предохранительный пружинный клапан классифицируют по нескольким признакам:

• зависимость хода ЗО от входного давления – двухпозиционный и пропорциональный;
• величина рабочего хода затвора – полноподъемный, среднеподъемный и малоподъемный;
• направление потока – под золотник либо на золотник;
• способ сброса давления среды – внутрь отводящего трубопровода или в атмосферу;
• уплотнение – сильфон, мембрана или сальник;
• наличие дублера – с узлом подрыва и без него;
• форма корпуса – угловой и проточный;
• способ изготовления корпуса – центробежное литье, штамповка, ковка, сварка и комбинации этих технологий, например, штампосварной, литосварной, ковано-литой, ковано-сварной;
• геометрия затвора – конус, плоская тарелка;
• присоединение к трубопроводу – под приварку, штуцерный, цапковый, муфтовый, фланцевый;
• вид разъема крышки и корпуса – бесфланцевое и фланцевое соединение.

В отличие от запорной, регулировочной, отсечной и прочих типов арматуры, предохранительный клапан предварительно настраивается на конкретное давление рабочей среды.

Особенности конструкции

Строительная длина предохранительного клапана пружинного с фланцевыми патрубками регламентируется ГОСТ 16587. Для полноподъемных модификаций строительные размеры соответствуют значениям:

Для неполноподъемных стальных пружинных клапанов строительные размеры изменяются в зависимости от номинального давления рабочей среды:

Для клапанов в штампованном и кованном корпусе с фланцами под линзовые прокладку, закрепленными на резьбе, предусмотрен размерный ряд:

Закрытые клапаны герметичны относительно внешней среды, открытые производят массоотвод непосредственно в атмосферу.

Корпус

Для общепромышленных трубопроводов пружинный клапан предохранительный обычно оснащается механизмом подрыва в ручном режиме. Это позволяет проверить работоспособность арматуры при возможном прилипании, примерзании, прикипании золотника к наружным стенкам седла.

Контрольная продувка на взрывоопасных и пожароопасных объектах запрещена категорически. Поэтому при высоком давлении, температуре и токсичности среды используются предохранительные краны без механизмов ручного подрыва.

Штампосварные корпуса считаются самыми компактными, что позволяет корректировать строительные размеры предохранительных клапанов в широком диапазоне.

Затвор

С завода пружинный предохранительный клапан может комплектоваться одним или несколькими пружинными задатчиками с не одинаковым усилием сжатия. Съемная крышка корпуса обеспечивает абсолютную ремонтопригодность затворного узла и отдельных его элементов – пружины, золотника, уплотнений и штока.

Пружинный предохранительный клапан облает рядом преимуществ:

• надежная и максимально упрощенная конструкция;
• увеличенное проходное сечение арматуры;
• вариативность конструкционного, климатического и материального исполнения;
• простые настройки и высокая ремонтопригодность.

Герметичность затворного узла соответствует В классу, при необходимости производитель может обеспечить иные характеристики арматуры.

Присоединительные патрубки

В разрыв трубопровода предохранительный клапан пружинного типа может устанавливаться несколькими способами:

• на резьбе;
• цапковым замком;
• фланцами;
• сваркой.

Патрубки штуцерного и цапкового типа выполняются по ГОСТ 2822:

• метрическая или трубная резьба;
• PN 10 МПа для цапки и 20 МПа для штуцера;
• DN 3 – 80 мм цапка и 3 – 32 мм штуцер.

Конструкционными материалами являются алюминиевые сплавы, латунь и бронза, титан, нержавейка и углеродистая сталь.

Муфтовые патрубки изготавливают по регламенту ГОСТ 6527:

• выточены из шестигранника;
• нарезана внутренняя трубная цилиндрическая резьба;
• материальное исполнение серый чугун (1,6 МПа), ковкий чугун, бронза или латунь (2,5 МПа);
• используются для арматуры общего назначения.

Номинальный диаметр муфтовых патрубков 6 – 80 мм, размер шестигранника под ключ 19 – 105 мм.

Для штуцерно-торцевых патрубков стандартом ГОСТ 5890 предусмотрено 10 вариантов исполнения DN 3 – 32 мм с резьбой М18х1,5 – М56х2 мм. Изготавливаются патрубки из медных сплавов, нержавейки и углеродистой стали.

Фланцы для предохранительного клапана исполняют по стандартам ГОСТ 12815 и 9399 для давления менее и более 20 МПа, соответственно. В первом документе предусмотрены 10 вариантов исполнения – один квадратный фланец, остальные круглой формы. Количество отверстий под крепеж изменяется с увеличением диаметра арматуры.

Геометрические размеры и конструкция приварных встык, плоских и литых фланцев соответствует стандартам ГОСТ 12821, 12820 и 12817 – 12819, соответственно.

Кромки патрубков под приварку разделываются по ГОСТ 16037, если заказчик заранее не предоставил специальные требования.

Материальное и климатическое исполнение

Изначально клапан пружинного типа предохранительный в стальном корпусе имеет два варианта материального исполнения:

• корпус – марка стали 20Л, изготовлен центробежным литьем или 12Х18Н9ТЛ, технология ковки, штамповки либо штампосварной метод;
• золотник и кольца седла – марка стали 20Х13 либо 12Х18Н9Т с последующим наплавлением ЦН-12М.

Пружина всегда изготавливается из стали 50ХФА. Литой корпус обеспечивает климатическое исполнение У, штампованный и кованный – ХЛ и УХЛ. При этом сталь 12Х18Н9ТЛ выдерживает температуру рабочей среды в пределах -110°С.

Из-за высокой стоимости конструкционного материала корпус клапана из нержавейки имеет небольшую толщину стенок, используется для давления рабочей среды 2,3 МПа максимум. Корпуса из углеродистой стали более прочные и дешевые, применяются для PN 1 – 70 МПа.

Настройка пружинного клапана

По регламенту ГОСТ 31294 пружинный клапан должен обеспечивать коэффициент расхода в пределах 03 и 0,8 единиц для среднеподъемных и полноподъемных модификаций предохранительной арматуры. У клапанов с малым подъемом золотника он изначально намного меньше, поэтому характеристика для них не нормируется.

Давление, при котором золотник начинает подниматься для массоотвода, указывает заказчик предохранительной арматуры. Первичные настройки давления открытия и закрытия производит изготовитель пружинного клапана – PN + 0,5 кгс/см² и 0,8 PN, соответственно. Тарировка осуществляется без противодавления в линии сброса, то есть, как при массоотводе в атмосферу.

Обозначение клапанов пружинных предохранительных

Начиная с 2007 года вступил в силу стандарт ГОСТ Р 52720, согласно которому, вся трубопроводная арматура обозначается в документации по таблицам фигур кодировкой из 4 – 5 блоков цифр и буквенных символов.

Все клапаны пружинные предохранительные собраны в таблицу №3 стандарта СТ ЦКБА 036 от 2007 года. Поэтому для расшифровки обозначения пружинного клапана используется следующий алгоритм:

Из таблиц ГОСТ Р 52720 берется следующая информация:

• первые две цифры обозначают тип арматуры, для предохранительных клапанов это «17» и «28»;
• следующими за ними буквами обозначен конструкционный материал корпуса и крышки – стали «с», «лс» и «нж» (углеродистая, легированная и нержавеющая, соответственно), чугуны «ч», «кч» и «вч» (серый, ковкий и высокопрочный), бронза и латунь «б», алюминий «а» и титан «тн»;
• затем первая из трех цифр указывает на тип привода, который в предохранительных кранах полностью отсутствует;
• однозначная или двузначная цифра указывает номер модели клапана;
• последними буквами обозначается материал уплотнения.

Таблица №3 из СТ ЦКБА позволяет получить дополнительную информацию о конструкции арматуры и производителе:

• размерный ряд DN;
• номинальное давление и температуру среды;
• ТУ, по которым изготовлен клапан.

В ряде случаев указаны конструктивные особенности конкретной серии пружинных предохранительных клапанов. Например, у модификации 28нж13п это угловой корпус и сильфонное уплотнение, а у клапана 28нж14нж это импульсное управление специальным датчиком.

Таким образом, квалифицированный подбор предохранительного пружинного клапана для проекта с конкретными эксплуатационными условиями и характеристиками рабочей среды может выполнить для вас наш эксперт. Услуга бесплатная, предоставляется клиентам нашего ресурса в момент первого, и каждого последующего обращения.