ООО Капитал-Профи

ИНН 5018094665

Генеральный поставщик
строительных организаций Ассоциации
СРО МОСМО "Стройкорпорация"

+7 (495) 118-29-96

Клапаны предохранительные

Предохранительные клапаны - это вид трубопроводной арматуры, предназначенный для автоматической защиты технологической системы и трубопроводов от недопустимого повышения давления рабочей среды путем частичного ее сброса из защищаемой системы. Клапаны предохранительные применяются на резервуарах, котлах, емкостях, сосудах и трубопроводах для автоматического или ручного сброса рабочей среды в атмосферу или отводящий трубопровод. После снижения давления до нужного предела предохранительный клапан прекращает сброс среды. Предохранительные клапаны предназначены для жидкой и газообразной, химической или нефтяной рабочих сред. Нормы герметичности в затворе клапана по ГОСТ 9789-75. Спускные клапаны применяются для выпуска трапных вод из необслуживаемых или обслуживаемых помещений на атомных электростанциях, данные механизмы функционируют при температурах до +60 С.


Классификация предохранительных клапанов

По принципу действия

клапаны прямого действия — обычно именно эти устройства имеют в виду, когда используют словосочетание предохранительный клапан, они открываются непосредственно под действием давления рабочей среды;

клапаны непрямого действия — клапаны с управлением путем использования постороннего источника давления или электроэнергии, общепринятое название таких устройств импульсные предохранительные устройства;

По характеру подъема замыкающего органа

клапаны пропорционального действия (используются на несжимаемых средах)

клапаны двухпозиционного действия

По высоте подъема замыкающего органа

малоподъемные

среднеподъемные

полноподъемные

По виду нагрузки на золотник

грузовые или рычажно-грузовые

пружинные

рычажно-пружинные

магнито-пружинные

В зависимости от принципа работы, предохранительные клапаны подразделяются на детали прямого или непрямого действия. В клапанах прямого действия открытие рабочего органа происходит под давлением рабочей среды, а клапаны непрямого действия снабжаются специальным приводом. В свою очередь, клапаны непрямого действия бывают импульсно-предохранительными и работающими со вспомогательным управлением.

Виды и применение

Различают пружинные и рычажные предохранительные клапаны. По способу выпуска рабочей среды разделяют клапан предохранительный, работающий без противодавления и сбрасывающий рабочую среду в атмосферу, и клапан предохранительный с противодавлением, сбрасывающий рабочую среду в трубопровод. Так же клапан предохранительный пружинный может быть оборудован рычагом ручного подрыва, для проверки его работоспособности или ручного выпуска рабочей среды.


Наиболее распространены ПРУЖИННЫЕ предохранительные клапаны, в которых давлению рабочей среды противодействует сила сжатой пружины. Направление подачи рабочей среды - под золотник. По способу выпуска рабочей среды предохранительные клапаны подразделяются на: 1) клапаны открытого типа, работающие без противодавления и сбрасывающие рабочую среду непосредственно в атмосферу; 2) клапаны закрытого типа, сбрасывающие рабочую среду в трубопровод (всасывающую линию перекачивающих устройств, "факельную" линию и т.п.). В этом случае клапан работает с противодавлением. По высоте подъема золотника, определяющей пропускную способность клапанов, они подразделяются на: 1) низкоподъемные (малоподъемные), у которых высота подъема золотника равна примерно 0,05 диаметра седла. Применяются такие клапаны, как правило, в системах с жидкой рабочей средой, когда не требуется большая пропускная способность; 2) полноподъемные, у которых высота подъема золотника более 0,25 диаметра седла. Применяются такие клапаны в системах с газообразными средами. Открытие клапана происходит сразу на полный ход золотника. Предохранительные клапаны выпускаются в двух исполнениях - с устройством для ручного открытия (ручным дублером) или без такого устройства.


Достоинства пружинных предохранительных клапанов:

- относительно малые габаритные размеры при больших проходных сечениях;
- возможность установки как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях;
- возможность получения высокой пропускной способности.

Недостаток пружинных предохранительных клапанов:
- резкое возрастание усилия пружины при ее сжатий в процессе подъема золотника.

Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления. Предохранительный клапан является арматурой прямого действия, работающей непосредственно от рабочей среды, наряду с большинством конструкций защитной арматуры и регуляторами давления прямого действия.


Опасное избыточное давление может возникнуть в системе как в результате сторонних факторов (неправильная работа оборудования, передача тепла от сторонних источников, неправильно собранная тепломеханическая схема и т. д.), так и в результате внутренних физических процессов, обусловленных неким исходным событием, не предусмотренным нормальной эксплуатацией. ПК устанавливаются везде, где может это произойти, то есть практически на любом оборудовании, но в особенности они важны в сфере эксплуатации промышленных и бытовых сосудов, работающих под давлением.


Существуют и другие виды предохранительной арматуры, но клапаны используются наиболее широко вследствие простоты своей конструкции, легкости настройки, разнообразия видов, размеров и конструктивных исполнений.


Различия в конструкциях

Двухседёльная конструкция. Предохранительные клапаны как правило имеют угловой корпус, но могут иметь и проходной, независимо от этого клапаны устанавливаются вертикально так, чтобы при закрывании шток опускался вниз.


Большинство предохранительных клапанов изготавливаются с одним седлом в корпусе, но встречаются конструкции и с двумя сёдлами, установленными параллельно.


Малоподъемными называются предохранительные клапаны, у которых высота подъема запирающего элемента (золотника, тарелки) не превышает 1/20 диаметра седла, полноподъемными — клапаны, у которых высота подъема составляет 1/4 диаметра седла и более. Существуют также клапаны с высотой подъема тарелки от 1/20 до 1/4, их обычно называют среднеподъемными. В малоподъемных и среднеподъемных клапанах подъем золотника над седлом зависит от давления среды, поэтому условно их называют клапанами пропорционального действия, хотя подъем не пропорционален давлению рабочей среды. Такие клапаны используются, как правило, для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность. В полноподъемных клапанах открытие происходит сразу на полный ход тарелки, поэтому их называют клапанами двухпозиционного действия. Такие клапаны высокопроизводительны и применяются как на жидких, так и на газообразных средах.


Наибольшие различия в конструкциях предохранительных клапанов заключаются в видах нагрузки на золотник.

Пружинные клапаны

В них давлению среды на золотник противодействует сила сжатия пружины. Один и тот же пружинный клапан может быть использован для различных пределов настройки давления срабатывания путём комплектации различными пружинами. Многие клапаны изготавливаются со специальным механизмом (рычагом, грибком и др.) ручного подрыва для контрольной продувки клапана. Это делается с целью проверки работоспособности клапана, так как во время эксплуатации могут возникнуть различные проблемы, например прикипание, примерзание, прилипание золотника к седлу. Однако в некоторых производствах в условиях агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений, контрольная продувка может быть очень опасной, поэтому для таких клапанов возможность ручной продувки не предусматривается и даже запрещается.


Чаще всего пружины подвергаются воздействию рабочей среды, которая сбрасывается из трубопровода или ёмкости при срабатывании, для защиты от слабоагрессивных сред применяют специальные покрытия пружин. Уплотнение по штоку в таких клапанах отсутствует. В случаях же работы с агрессивными средами в химических и некоторых других установках пружину изолируют от рабочей среды при помощи уплотнения по штоку сальниковым устройством, сильфоном или эластичной мембраной. Сильфонное уплотнение применяется также в тех случаях, когда утечка среды в атмосферу не допускается, например на АЭС.


Рычажно-грузовые клапаны

Конструкция рычажного-грузового клапана.В таких клапанах усилию на золотник от давления рабочей среды противодействует сила от груза, передаваемая через рычаг на шток клапана. Настройка таких клапанов на давление открытия производится фиксацией груза определённой массы на плече рычага. Рычаги также используют для ручной продувки клапана. Такие устройства запрещено использовать на передвижных сосудах.

Для герметизации сёдел больших диаметров требуются значительные массы грузов на длинных рычагах, что может вызвать сильную вибрацию устройства, в этих случаях применяются корпуса, внутри которых сечение сброса среды образовано двумя параллельно расположенными сёдлами, которые перекрываются двумя золотниками при помощи двух рычагов с грузами. Таким образом, в одном корпусе монтируются два параллельно работающих затвора, что позволяет уменьшить массы груза и длины рычагов, обеспечивая нормальную работу клапана.


Магнито-пружинные клапаны

В этих устройствах используется электромагнитный привод, то есть они не являются арматурой прямого действия. Электромагниты в них могут обеспечивать дополнительное прижатие золотника к седлу, в этом случае при достижении давления срабатывания по сигналу от датчиков электромагнит отключается и давлению противодействует лишь пружина, клапан начинает работать как обычный пружинный. Также электромагнит может создавать усилие открытия, то есть противодействовать пружине и принудительно открывать клапан. Существуют клапаны, в которых электромагнитный привод осуществляет и дополнительное прижатие, и усилие открытия, в этом случае пружина служит для подстраховки на случай прекращения электропитания, при обесточении такие устройства начинают работать как пружинные клапаны прямого действия.


Магнито-пружинные клапаны применяются чаще всего в сложных импульсных предохранительных устройствах в качестве управляющих или импульсных клапанов.


Технические требования к предохранительным клапанам

Главным и наиболее ответственным требованием, предъявляемым к предохранительным клапанам, является высокая надёжность, включающая в себя:

безотказное и своевременное открытие клапана при заданном превышении рабочего давления в системе;

обеспечение клапаном в открытом положении требуемой пропускной способности;

осуществление своевременной обратной посадки (закрытия) с требуемой степенью герметичности при заданной величине падения давления в системе после аварийного срабатывания и сохранения установленной степени герметичности при последующем возрастании давления до величины рабочего;

обеспечение стабильности работы, то есть сохранение в течение всего срока эксплуатации и заданного числа циклов срабатывания параметров настройки и требуемой степени герметичности запорного органа при рабочем давлении.

Предохранительные клапаны подлежат периодической проверке в специализированной организации или испытанию в действии. Все клапаны должны быть испытаны на прочность, плотность, а также герметичность сальниковых соединений и уплотнительных поверхностей.


Правила и стандарты

В связи с широчайшим распространением предохранительных клапанов стандарты и правила, применяемые к ним, находятся во всех документах, которые регулируют использование всего оборудования, защищаемого ими. Например «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03)» в России или «Boiler & Pressure Vessel Code» в США. Также существуют отраслевые документы, посвященные исключительно предохранительным клапанам в применении к какому-либо оборудованию, например «Клапаны предохранительные паровых и водогрейных котлов. Технические требования (ГОСТ 24570-81)»


В связи с особой ответственностью предохранительных клапанов в обеспечении безопасности систем, которые ими обслуживаются, надзор за их использованием и утверждение правил и стандартов производят организации, специально уполномоченные государством, например в России это Ростехнадзор.

Отечественные брэнды
МЗВ (Московский Завод Водоприбор) г.Москва
МЗТА
ГУСАР
БАЗ (Бологое)
АДЛ
inex-spb
КВО-АРМ
КАЗ
ПАЗ (Пензенский арматурный завод)
Импортные брэнды
HAWLE (Австрия)
ZIGGIOTTO (Италия)
ERHARD
ITAP
DANFOSS
GRUNDFOS
Broen Clorius
SEAGULL
ZETKAMA
TA (TOUR&ANDERSSON)
BELGIKAST
AVK
GIACOMINI
BRANDONI
EBRO
ADCA
GENEBRE
GESTRA
EFAR