Клапаны специального исполнения
Каждая взрывопожароопасная и химически
опасная среда имеет свои особенности
воздействия на конструкционные материалы и
предъявляет свои требования к изготовлению
оборудования. И на каждую такую среду должна
поставляться арматура, предназначенная
специально для нее.
-
Клапаны с сильфонным
уплотнением штока
-
Клапаны с
антикавитационными дроссельными узлами
-
Клапаны с керамическими
дроссельными узлами для установок
обезвоживания и обессоливания нефти
-
Клапаны с «тепловой
рубашкой»
-
Криогенные клапаны
-
Подземные клапаны
С сильфонным уплотнением штока
|
Широкое применение находят в атомной
энергетике и химической промышленности,
когда требуется абсолютная герметичность
внутренней полости клапана относительно
внешней среды. В таких клапанах не требуется
периодическое подтягивание сальникового
уплотнения. Дроссельные узлы принципиально не
отличаются от типовых. Наличие сильфона
определяет вытянутую вверх конструкцию
клапана. Выбор типа сильфона, а иногда и их
количества, обусловлен конкретными
параметрами рабочей среды. |
Типовая конструкция клапана с
сильфонным уплотнением |
С антикавитационными дроссельными узлами
|
|
Трехступенчатый
дроссельный узел |
Шестиступенчатый
дроссельный узел |
Кавитация (от лат. cavitas – пустота), образование в
капельной жидкости полостей, заполненных газом,
паром или их смесью (так называемых кавитационных
пузырьков, или каверн). Кавитационные пузырьки
образуются в тех местах, где давление в жидкости
становится ниже некоторого критического значения,
например, вследствие больших местных скоростей в
потоке движущейся жидкости. Поскольку в реальной
жидкости всегда присутствуют мельчайшие пузырьки
газа или пара, то, двигаясь с потоком и попадая в
область пониженного давления, они теряют
устойчивость и приобретают способность к росту.
После перехода в зону повышенного давления рост
пузырька прекращается и он начинает сокращаться и
схлопывается. Сокращение кавитационного пузырька
происходит с большой скоростью и сопровождается
импульсом давления (гидравлическим ударом).
Если кавитационная каверна замыкается вблизи от
обтекаемого тела, то многократно повторяющиеся удары
приводят к разрушению (к так называемой
кавитационной эрозии) поверхности обтекаемого тела.
В арматуре это детали дроссельного узла. Для борьбы
с кавитацией необходимо снизить скорость потока,
вынести область схлопывания кавитационных пузырьков
дальше от поверхности металла, применять материалы,
способные сопротивляться энергии кавитации. Все это
находит место в конструкциях антикавитационных
дроссельных узлов.
Антикавитационный эффект в таком дроссельном узле
достигается за счет равномерного распределения
общего перепада давления на клапане по ступеням
дросселирования и достижения меньших скоростей
потока на каждой ступени по сравнению с
одноступенчатым дроссельным узлом. Седло и вся
боковая поверхность плунжера обязательно
наплавляются стеллитом, а в клапанах с малыми
значениями условной пропускной способности плунжер
полностью изготавливается из стеллита или даже более
твердых сплавов.
С керамическими дроссельными узлами для установок обезвоживания и обессоливания нефти
|
В условиях повышенного эрозионного и
абразивного износа в сочетании с огромной
химической агрессивностью среды на многих
нефтеперерабатывающих заводах клапаны на
отдельных позициях этих установок меняют
каждые два месяца. Однако существуют
дроссельные узлы, способные продержаться в
таких условиях многие годы. Разработан дроссельный узел специально для
управления сбросом дренажных вод в процессах
подготовки нефти на промыслах и на заводах. |
Основными рабочими
элементами в таком дроссельном узле являются
керамические вставки в седло и плунжер,
исходным материалом для которых служит
двуокись алюминия (Al2O3), оксид циркония
(ZrO2) или горячепрессованный нитрид кремния
(Si3N4). Керамические изделия имеют
твердость 9 единиц по МООС (шкала твердости
минералов), они не подвержены абразивному
износу песчаными пульпами (твердость кварца
– 7 единиц), в силу химической нейтральности
не взаимодействуют со щелочами и кислотами,
кроме плавиковой (фтористоводородной)
кислоты. Высокая твердость и коррозионная
стойкость керамики позволяет значительно
увеличить срок службы арматуры в жестких
условиях эксплуатации, а часто оказывается
единственно возможным решением.
В условиях высокого перепада давления химически неагрессивных сред с
наличием абразивных и других механических
примесей вместо керамических вставок
применяются твердосплавные элементы. |
С «тепловой рубашкой»
Существуют системы, рабочая среда в которых, при
снижении температуры ниже некоторой величины, что не
предусмотрено технологией (например, при аварийной
остановке), застывает. Ее необходимо нагреть, чтобы
она вновь была готова к транспортировке по
трубопроводу. Так ведет себя, к примеру, аммиачная
селитра. Как правило, поверх труб с такими рабочими
средами выполняют дополнительный герметичный кожух
со своими присоединительными фланцами, а
образовавшийся контур заполняют паром или иным
теплоносителем с определенной температурой,
обеспечивая тем самым непрерывный подогрев основного
трубопровода. Арматура для таких систем также
выполняется с «тепловой рубашкой».
И основной корпус, и тепловой контур, независимо друг от друга,
обязательно испытываются на прочность и плотность
материала и сварных швов в зависимости от величин
соответствующих условных давлений.
Клапаны для работы в сверхнизких температурах
(криогенные клапаны)
|
Рабочие среды: жидкая фаза
атмосферных газов, сжиженный природный
газ. Температура рабочей среды – до минус
196°С. Применяемые материалы: стали
аустенитного класса (12Х18Н10Т,
07Х21Г7АН5), цветные металлы.
Уплотнение в затворе выполняется из
фторопласта–4, либо «металл-металл».
Особенности конструкции:
-
минимальная металлоемкость для
уменьшения времени захолаживания и
расхода жидкого продукта;
-
удлиненная крышка (до 400 мм и
более), выполняющая функцию
теплового моста и предохраняющая
сальниковый или сильфонный узел
уплотнения от контакта с жидкими
криогенными продуктами;
-
вертикальное (приводом вверх)
размещение клапана на трубопроводе
(отклонение от вертикальной оси не
более 20°);
-
тепловая изоляция для уменьшения
теплопритока к среде и снимающая ее
испарения. Выполняется по типу
теплоизоляции всего трубопровода.
|
Подземные
По желанию Заказчика мы можем изготовить клапаны для
подземной эксплуатации. При этом рабочий орган
клапана устанавливается под землей, а привод – на
поверхности.
|