Затвоpы дисковые ЗАО "Арматэк". Преимущества и перспективы развития

Размещено на http://www.allbest.ru/

Затворы дисковые ЗАО "Арматэк". Преимущества и перспективы развития

Афонин Е.Н.

Оценивая по достоинству характеристики традиционной арматуры, необходимо отметить, что в интервале давлений до 2,5 МПа будущее затворов дисковых (butterfly valves) представляется наиболее перспективным и экономически выгодным как для изготовителя, так и потребителя.

Применение в затворах дисковых наиболее надежного уплотнения - эластичного (эластомерного и металлорезинового) обеспечивает высокую герметичность в затворе по классу А ГОСТ 9544-93 (без видимых протечек) и одновременно выполняет функции защитным покрытия элементов корпуса и диска. Затвор дисковый характеризуют такие показатели, как малое время открытия и закрытия; возможность плавного регулирования расхода среды; большой ресурс.

Преимущества затворов перед другими видами трубопроводной арматуры несомненны.

Сравнительные весогабаритные характеристики затворов с другими типами трубопроводной арматуры для DN 150; РN 1,6 МПа с корпусом из углеродистой стали и ручным управлением приведены в таблице.

Из таблицы видно, что затвор значительно меньше по габаритам и как минимум в пять раз легче по весу, чем задвижка, что уменьшает весовую нагрузку на трубопровод, упрощаются монтажные работы, так как не требуется мощного грузоподъемного оборудования и специальных монтажных площадок.

При монтаже затворов не требуется установка прокладок, так как герметизация соединения "затвор-фланец" происходит за счет эластомерного вкладыша.

Затвор не имеет резьбовых рабочих пар. Резьбовая пара втулка-шпиндель задвижки подвергается коррозии из-за воздействия внешней среды и выходит из строя, особенно в колодцах теплотрасс, имеющих теплую и влажную окружающую среду, а также при установке задвижек на открытых площадках.

В отличие от задвижки затвор удобен для установки на трубопроводах, имеющих теплоизоляцию. Наружный диаметр корпуса затвора не превышает наружного диаметра фланца трубопровода, а органы управления затвора расположены выше габаритного размера теплоизоляции.

Открытие-закрытие затвора производится поворотом диска на 900. Это быстродействие выгодно отличает затвор от задвижки и клапана.

В проточной части затвор, в отличие от задвижки, не имеет застойных зон. В застойных зонах скапливаются различные механические примеси, присутствующие в проводимой среде, в результате чего наступает момент, когда задвижку невозможно закрыть и, тем более, обеспечить герметичное перекрытие потока.

Задвижка имеет малый ресурс из-за уплотнения металл - по металлу, которое быстро выходит из строя. Ремонт задвижек требует больших затрат и дорогостоящего специального оборудования. Ремонт же затвора сводится к простой замене узла вкладыш-диск и не требует высокой квалификации исполнителя. При этом ресурс работы затворов в три раза выше ресурса задвижек.

ЗАО "Арматэк" со дня своего основания в 1990 году специализируется на производстве затворов дисковых (butterfly valves) и затворов обратных (flaр valves) на различные параметры по давлению, температуре и рабочим средам, являясь ведущим предприятием в этом виде трубопроводной арматуры. В стенах предприятия разработаны и исследованы конструкции затворов, защищенные патентами и свидетельствами об авторских правах.

Исходя из опыта разработки и эксплуатации затворов, необходимо отметить, что несмотря на простоту конструкции затворов дисковых, при их изготовлении требуются высокая точность и жесткое соблюдение технологической дисциплины.

Эластичное уплотнение затвора, которое выбирается на основании всесторонних исследований и испытаний, должно обладать не только необходимыми динамическими характеристиками, но и достаточной химической стойкостью. Надежная длительная работоспособность затворов обеспечивается правильным подбором эластомеров, покрытия и материала диска и корпуса. Поэтому при заказе менеджер предприятия обязательно попросит указать состав и параметры рабочей среды, а также условия эксплуатации.

Основным компонентом эластомера, определяющим его эксплуатационные свойства и, прежде всего, совместимость с рабочими средами, температурный диапазон эксплуатации и прочность, является каучук.

Нитрильные резины (на основе каучука СКH, индекс ИСО - NBR) обладают высокой стойкостью в среде нефтепродуктов, в алифатических углеводородах и спиртах, кислотах и щелочах низкой концентрации, мало набухают в минеральных маслах, топливах, воде и водосодержащих жидкостях.

Этиленпропиленовые резины (на основе каучука СКЭПТ, индекс ИСО - EРDM) обладают высоким сопротивлением истиранию и старению, водостойкостью, стойки в слабых растворах кислот и щелочей, синтетических рабочих жидкостях типа фосфатов и диэфиров.

Фторкаучуковые резины (на основе каучука СКФ, индекс ИСО - FРM) обладают высокой стойкостью к воздействию сильных окислителей, синтетических масел, топлив, минеральных масел и даже некоторых растворителей. Резины СКФ могут длительно работать при высоких температурах до 150 °С и при 250 °С несколько часов. Основной недостаток этих резин - малая морозостойкость.

Эксплуатация дисковых затворов происходит при малом давлении рабочей среды (до 2,5 МПа), которое практически не влияет на изменение физико-механических свойств резины. Эксплуатация же затворов на рабочих средах при температуре от + 70 °С до + 150 °С значительно влияет на ухудшение физико-механических свойств резины и ускоряет процесс старения.

Для работоспособности затвора также важное значение имеют профили диска и вкладыша, особенно точное соблюдение размеров и качество отделки взаимодействующих поверхностей и прочностные характеристики материалов.

В "Арматэк" разработаны методики силового и прочностного расчетов затворов дисковых, подтвержденных экспериментальными и эксплуатационными данными.

Неточность изготовления влечет за собой статический и динамический эксцентриситет уплотнения в затворе, которые обуславливают неравномерность распределения контактного давления от эластомерного вкладыша по кромке диска и в уплотнении прилива, что препятствует обеспечению герметичности в затворе и по осям.

При эксплуатации затворы обладают значительной цикличностью. Герметичность в затворе они теряют постепенно, по мере выработки, а не лавинообразно, как при других видах уплотнения. Если затвор обладает герметичностью по классу А (без протечек) при давлении 1,6 МПа, то его ресурс можно изобразить в виде графика зависимости ресурса от рабочего давления.

Исследования затворов производятся на холодной и горячей воде, но ресурс затвора зависит от химического состава рабочей среды, ее температуры и наличия механических примесей. Чем выше агрессивность и температура рабочей среды, чем больше содержание механических примесей, тем меньше ресурс затвора. На рабочих средах, отличных от воды, ресурс затвора определяется подконтрольной эксплуатацией.

Давление рабочей среды вызывает перераспределение контактного давления над кромкой диска в сторону его уменьшения. Появление протечки при эксплуатации свидетельствует о наступлении критического минимального контактного давления, не обеспечивающего герметичность. Критическое давление рабочей среды при сборке и критическое давление в конце ресурса затвора, как и контактные давления, уменьшаются. При приемо-сдаточных испытаниях Р_кр должно быть больше рабочего давления РN, а после наработки ресурса

Р_кр = РN

Разница между Р_кр при сборке и РN - диапазон эксплуатации затвора.

Сфера применения затворов, где эксплуатация их проверена, постоянна расширяется: теплосети, сети водоканала, системы городского хозяйства (ГХВС), химводоподготовки ТЭЦ, ТЭС, котельных, очистные сооружения, промышленно-гражданское строительство, машиностроение, судовые системы, газовое хозяйство, технологические линии с агрессивными средами (например цеха гальваники, металлургии, химической промышленности), пищевая и фармацевтическая промышленности и другие отрасли.

Соотношение потребление затворов дисковых в 2002 год и ориентировочную перспективу потребности на будущее можно проследить на представленных диаграммах.

Для изготовления качественной и долговечной арматуры Арматэк проводит ежегодные периодические испытания затворов на гидравлическом стенде, аккредитованном Госстандартом России, при испытательной лаборатории трубопроводной арматуры и гидравлических устройств ОАО "ВHИИГ им. Б.Е. Веденеева" для контроля качества применяемых материалов, стабильности внедренных в производство технологических процессов, уровня культуры производства.

Все крупные объекты, укомплектованные затворами, находятся на подконтрольной эксплуатации, что позволяет Арматэк постоянно адаптировать затворы к конкретным условиям эксплуатации.

Опыт эксплуатации затворов позволяет выделить следующие типичные случаи повреждения резиновых вкладышей - основной рабочей детали:

- отвердение, растрескивание, потеря формы (признаки превышения допускаемой температуры для данной марки резины, ее старения; процесс накопления остаточных деформаций, приводящих к потере формы, особенно активно протекает с повышением температуры);

- набухание, размягчение, разрушение (признаки химического воздействия рабочей среды на резину и неправильного ее подбора, проявляющиеся в некоторых случаях даже при незначительном отклонении концентрации и температуры жидкости от допускаемых);

- прилипание резины к металлическим поверхностям и слипание резин между собой (резины некоторых марок имеют высокую адгезию к металлу и при длительном контакте прилипают к нему - для этих условий рекомендуются фторкаучуковые резины; резины слипаются в процессе действия механизма контактной диффузии);

- царапины и порезы на резиновых деталях (обычная причина - присутствие механических примесей в рабочей среде).

Недопустимой ошибкой при эксплуатации является решение использовать затворы дисковые запорные в качестве регулирующих, что приводит к регулированию расхода рабочей среды в узкой щели с интенсивной кавитацией, которая разрушает вкладыш и покрытие диска. Затвор дисковый регулирующий должен выбираться под определенный расход рабочей среды, который должен укладываться в поворот диска от 200 до 750. В этом диапазоне поворота диска затвор обладает пропорциональной характеристикой расхода и не разрушающим характером потока рабочей среды. затвор фланец вкладыш эластомерный

Опыт показывает, что правильная эксплуатация затворов гарантирует потребителю многолетнее безотказное функционирование данного вида арматуры. Учитывая вышеуказанные преимущества затворов дисковых перед задвижками, вентилями и клапанами, можно сделать прогноз, что в ближайшем будущем в диапазоне давлений 0,1 - 1,6 МПа затворы вытеснят с рынка эти виды традиционной трубопроводной арматуры.

Размещено на Allbest.ru