Actreg, Кристиан Барсело, Технологии автоматизации

Actreg, Кристиан Барсело, Технологии автоматизации...

В настоящем обзоре затронуты ключевые моменты автоматизации трубопроводной арматуры. Как известно, существует три основных варианта приводов для двухпозиционной поворотной арматуры. Первый из них — электрические приводы. Главный недостаток такого вида автоматизации заключается в малом расчетном сроке службы двухпозиционной арматуры: один электрический привод может проработать максимум 50 000 циклов до замены. Также невозможно гарантировать механическое положение отказа, если только не применить электрический привод с функцией перехода в безопасное положение при исчезновении питания, то есть объединенный с гидравлическим или пневматическим приводом, но такое исполнение является очень дорогостоящим. Сегодня мы рассмотрим такие типы автоматизации двухпозиционной арматуры, как пневматические и гидравлические приводы, и поделимся нашими собственными наработками, основанными на знаниях и опыте, приобретенных в течение 15 лет работы в компании Actreg, которая является одним из крупнейших производителей пневматических и гидравлических систем автоматизации для трубопроводной арматуры.

Механические конструкции

Для автоматизации четверть-оборотной трубопроводной арматуры (дисковые затворы, шаровые и пробковые краны) применяются две основные конструкции пневматических и гидравлических приводов, которые преобразуют поступательное движение ползуна в поворотное движение приводной втулки. В основе конструкции этих приводов лежит кулисный механизм с треугольным шатуном, известный как Scotch Yoke, или механизм с реечной передачей, включающий в себя пару «шестерня-рейка», которая преобразует поступательное
движение рейки в поворотное движение шестерни.

Приводам с кулисным механизмом присущи более высокие значения крутящего момента в начале и конце хода, чем в положениях, относящихся к середине хода. Кулисный механизм двойного действия создает крутящий момент существенно больше в начале и конце хода, чем в его середине, в то время как кулисные приводы с пружинным возвратом производят максимальный крутящий момент в начале хода, сокращая его к середине хода и вновь незначительно повышая в конце хода.

Реечный механизм двойного действия отличается постоянным крутящим моментом во всех положениях хода. Для приводов на основе механизма реечной передачи с пружинным возвратом характерна линейная зависимость крутящего момента, который изменяется пропорционально сжатию пружины.

Создает ли привод с кулисным механизмом на 100 Нм более высокий крутящий момент, чем привод с реечной передачей на 100 Нм? Конечно, нет. Однако в середине хода крутящий момент кулисного механизма на 100 Нм ниже, чем у механизма реечной передачи на 100 Нм, при условии, что номинал обоих приводов указан как выходной крутящий момент в конце хода.

Как же сделать выбор между приводом с кулисным механизмом и механизмом реечной передачи? Если приводимая в действие арматура имеет высокий крутящий момент окончания закрытия, размер обоих приводов можно определить, исходя из выходного крутящего момента в конце хода. В случае если для данной арматуры требуется постоянный крутящий момент в любом положении хода, размер кулисного механизма следует выбирать по выходному значению крутящего момента в середине хода. Также если арматура предназначается для регулирования расхода, выбор размера привода должен основываться на значениях крутящего момента в середине хода. После того как будет выяснен размер привода, выбор между кулисным механизмом и механизмом реечной передачи будет определяться их стоимостью и такими дополнительными факторами, как долговечность всей конструкции, легкость монтажа, доступность, ремонтопригодность и репутация поставщика.

Таким образом, можно прийти к заключению, что пока безопасно осуществляется основное предназначение арматуры, а именно открытие или закрытие запорного органа, не имеет значения, какую конструкцию привода или какой дизайн привода вы предпочтете для вашего проекта.


Материальное исполнение

В основном предприятия разных стран мира выпускают приводы на основе механизма реечной передачи с компактным алюминиевым корпусом, используя кулисную конструкцию преимущественно для крупных приводов, изготавливаемых из стали и предназначенных для работы в тяжелых условиях. Разумеется, можно найти алюминиевые приводы с кулисным механизмом и стальные приводы с реечной передачей, однако 90% производителей поступают так же, как и Actreg.

Почему же компактные алюминиевые конструкции предпочтительны для механизмов реечной передачи? Такие приводы охватывают диапазон крутящего момента от 0 до 6 000 Нм.
Алюминий — мягкий материал, который технически не предназначен для высоких значений крутящего момента. Однако по сравнению со сталью алюминий обладает такими преимуществами, как легкость и меньшая подверженность коррозии. Вместе с тем у него низкая температура плавления — около 660 ºС, вследствие чего алюминий нельзя применять
там, где возможно возникновение пламени и, как следствие, существенное ослабление этого металла. Таким образом, алюминий нельзя применять в качестве конструкционного материала
на морских платформах, НПЗ и некоторых химических производствах. В то время как конструкции из стали, в том числе приводы, отличаются большей массой и более высокой температурой плавления (около 1300 ºС), что делает их пригодными для нефтегазовой отрасли. Компания Actreg выпускает приводы в обоих исполнениях, как с кулисным механизмом, так и с реечной передачей, при этом ее ассортимент отвечает широкому диапазону условий применения оборудования и соответствует особенностям окружающей среды. Конструктивная точность и качество изделий обеспечивают их длительную и надежную эксплуатацию в сфере автоматизации трубопроводной арматуры.

Пневматика или гидравлика?

Пневматика позволяет достичь высокого уровня чистоты системы, что подходит для пищевой промышленности и других отраслей, где необходимо исключить риск загрязнения. Гидравлические решения обычно не используются в таких условиях в связи с опасностью утечек рабочей жидкости из неисправного привода арматуры.

Пневматика обеспечивает быстрое движение цилиндров и обладает таким существенным преимуществом, как очень маленький размер устройств. Почему же в пневматических системах элементы срабатывают быстрее? В основном это связано с показателями расхода воздушных компрессоров. Воздух имеет высокую текучесть и может быстро и легко, с низким сопротивлением проходить через трубки, в то время как гидравлическое масло представляет собой вязкую среду и для его перемещения требуется больше энергии. Также при необходимости быстрой смены направления движения или положения сжатый воздух из цилиндров и клапанов пневматических систем можно сбрасывать непосредственно в атмосферу. В гидравлической же системе рабочую среду необходимо возвращать в бак.

Пневматические системы уступают гидравлическим по мощности, соответственно, пневматика мало подходит для преодоления и перемещения нагрузок. В то же время гидравлические системы способны осуществлять данные процессы плавно, поскольку гидравлическое масло в отличие от воздуха не подвержено сжатию. Из-за колебаний давления воздуха при движении цилиндров и изменении нагрузок пневматическая система может перемещаться рывками или ослабнуть. В целом для создания аналогичного усилия размер пневматического цилиндра должен быть намного больше размера гидравлического цилиндра.

В плане расходов на энергию пневматика более затратна, чем гидравлика, что связано в основном с потерями энергии при нагреве в процессе сжатия воздуха.

Компания Actreg выпускает оба вида приводов, как пневматические, так и гидравлические.

Покрытия общего назначения для приводов

Много лет назад покрытия для приводов выпускали только исходя из технологий производителя и, конечно, с учетом того, какое качество защитного покрытия требовалось потребителю. В настоящее время все больше заказчиков требуют применения различных лакокрасочных покрытий и, более того, ссылаются на Европейский стандарт EN-12944 — международный стандарт по защите от коррозии стальных конструкций с помощью лакокрасочных систем, которые могут принадлежать к разным классам в зависимости от условий (см. таблицу 1).


Покрытия для механизмов реечной передачи

Как было сказано выше, приводы с механизмом реечной передачи, выпускаемые компанией Actreg, изготавливаются из алюминия, служащего популярной альтернативой стали в производственных кругах. Однако для многих вариантов применения требуется твердое анодирование, которое повышает твердость алюминиевой поверхности. По сути анодирование представляет собой погружение алюминия в ванну с серной кислотой — электролитом — с последующим пропусканием через раствор кислоты низковольтного тока. В результате нормального анодирования на поверхности исходного алюминиевого листа появляется тонкая пленка оксида алюминия (так называемая оксидная пленка). Если раствор кислоты охладить до температуры замерзания воды, а ток существенно увеличить, получится процесс, называемый твердым анодированием.

Оксидная пленка, получаемая путем твердого анодирования, имеет намного большую толщину, проникает в отверстия и трещины поверхности, придавая ей более ровный вид, чем обычное анодирование. После обработки методом твердого анодирования поверхность алюминиевых листов становится темно-коричневой или темно-серой. Твердое анодирование алюминия по сравнению с применением нержавеющей стали имеет такие преимущества, как снижение затрат и массы. Механическую обработку алюминия с твердым анодированием выполнить легче, чем обработать аналогичное изделие из нержавеющей стали. Изделия с твердым анодированием также более устойчивы к климатическим воздействиям, соленым брызгам и воздействию абразивной обработки. После твердого анодирования алюминий по твердости может всего лишь на несколько баллов отличаться от алмазов. Технические характеристики анодированного покрытия следующие:

- твердость: достижение значений до 430 по Викерсу (43 по Роквеллу);

- устойчивость к истиранию: в 10 раз выше обычного анодирования. Потеря массы в нижнем слое до 1,5 мг / 10 000 циклов трения (S/ FED-STD-141);

- устойчивость к ржавчине: признаков ржавчины не возникло в течение более 850 часов распыления 5% солевого раствора (ASTM – B-117);

- высокая эффективность в качестве тепловой и электрической изоляции: подобно фарфору (анодное покрытие выдерживает прямое пламя температурой до 2 000ºC).

Данное покрытие применяется в стандартном исполнении компанией Actreg и является пригодным для применения в условиях до класса C3 по EN12944.


Кроме того, Actreg в течение последних лет занимается исследованиями различных способов покрытия для защиты алюминия. Сегодня предприятие предлагает всем потребителям приводы класса C5M (самая критичная категория в плане коррозии) с шестернями из нержавеющей стали и особым покрытием, наносимым в специально предназначенной для этого камере распыления соляного раствора более 2 000 часов. Толщина слоя покрытия составляет 30 мкм вместо 300 мкм, предлагаемых конкурентами, обеспечивая ту же самую прочность. Данное покрытие отличается низкой пористостью и обеспечивает высокую степень гладкости, не допускает налипания грязи и пыли и выполняется методом нанесения поверх изначального покрытия, выполненного с помощью твердого анодирования. Покрытие полностью разработано компанией Actreg, прошло все необходимые испытания и производится
в Испании исключительно для линейки продукции приводов Actreg.

В последние годы компания ACTREG проводит исследовательскую работу по поиску новых технических решений, способных удовлетворить все потребности заказчиков относительно приводной техники. Мы не подражаем другим производителям приводов, а создаем новые технологии автоматизации арматуры. Actreg всегда стремится к эффективности и совершенству!

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 1 (43) 2018
Материалы других разделов по тегу Автоматизация

Новости по тегу Автоматизация

Интервью по тегу Автоматизация

  • ПРИВОДЫ АУМА, ООО. Интервью с А. А. Соловьевым, руководителем сервисного отдела. ПРИВОДЫ АУМА, ООО. Интервью с А. А.


    Вот уже более 50 лет компания AUMA является одним из лидеров рынка по производству электроприводов и редукторов для автоматизации трубопроводной арматуры....

Статьи по тегу Автоматизация

  • Современная концепция проектирования литейных цехов Современная концепция проектирования литейных цехов


    Современное машиностроение все активнее осваивает виртуальное пространство и технологии. Компьютерное моделирование становится неотъемлемой частью любого успешного проекта. В литейном производстве применение SAE-программ в части разработки технологии...
  • ВРЕМЯ ВЫБОРА. Часть 2 ВРЕМЯ ВЫБОРА. Часть 2


    Редакция журнала надеется, что данный материал позволит потребителю сделать осознанный выбор типа привода трубопроводной арматуры....
  • GEMCO Ingineers bv, Искендеров Р. Э. Как выглядит литейное производство будущего GEMCO Ingineers bv, Искендеров Р. Э. Как


    Мир не стоит на месте, напротив, он стремительно меняется вместе с появлением новых технологий, внедрение которых переворачивает наши представления о степени возможного успеха....
  • ФТИМС НАН Украины, Гнатуш В. А., Дорошенко В. С. Направления развития литейного производства в контексте Индустрии 4.0 ФТИМС НАН Украины, Гнатуш В. А., Дорошенко


    Наша цивилизация основана на промышленном комплексе, который, в свою очередь, базируется на металлах. В историческом плане планетарная промышленность прошла три революционных этапа от ручного труда до автоматизированного производства с использованием...
  • РАХ Творческая мастерская Литейный двор, Ткаченко С. С., Емельянов В. О., Мартынов К. В. Будущее комплексной автоматизации литейных процессов РАХ Творческая мастерская Литейный двор, Ткаченко С.


    Автоматизация литейных процессов — необходимое условие для повышения производительности труда отечественного литейного производства до мирового уровня. Массовая оптимизация кадрового состава и сокращение издержек производства в условиях кризиса приве...

Видео по тегу Автоматизация

  • ПАО СПЗ. В.С. Басыров. Интервью с выставки Нефтегаз-2018 ПАО СПЗ. В.С. Басыров. Интервью с выставки


    Добрый день, уважаемые коллеги Сегодня мы решили порадовать вас интересным интервью с представителем Саранского приборостроительного завода Владимиром Басыровым....
Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 24 Стандартизация 20 Газ.Нефть.Технологии УФА 13 ЗАО РОУ 10 Вестник арматуростроителя 37 Тулаэлектропривод 22 импортозамещение 17 видеорепортаж 21 Ямал СПГ 12 НПАА 33 ОМК 86 Северный поток 10 Теплоснабжение 13 Ремонт и реконструкция 42 Нефтепереработка 15 Инвестиции 47 Запорная арматура 31 Сертификация 61 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 17 Запорно-регулирующая арматура 20 Транснефть 90 Импортозамещение 129 Газпром 187 Шаровые краны 78 Клапаны 31 Трубы 48 Новинки и разработки 86 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 49 Контроль и испытания 23 Газ 37 Новое строительство 50 Выставки 38 Обучение и кадры 15 Автоматизация 17 Локализация 21 НИОКР 36 Инновации 34 Международное сотрудничество 76 СПГ 29 Приводы 20 Нефтегаз 36 Новинки 59 КТОК 26 Нефть и газ 102 Насосное оборудование 23 Сила Сибири 22 ТЭЦ 15 Армалит 26 ЧТПЗ 71 АДЛ 43 ТЭКО-ФИЛЬТР 26 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 25 РЭП Холдинг 12 ГОСТ 10 ОМЗ 18 Сплав 21 АЭМ-технологии 17 Роснефть 48 Темпер 15 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 20 АУМА 23 Ижнефтемаш 14 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 28 Трубная металлургическая компания 22 МК Сплав 84 Завод Трубодеталь 19 АЭС 43 ДС Контролз 16 выставка 126 Москва 26 МашСталь 11 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 378 Danfoss 85 БКЗ 36 Барнаульский котельный завод 19 литье 17 Судостроение 12 Astin BGM Group 11 ЦНИИТМАШ 12 нефть 39 Данфосс 107 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 17 KSB 23 Задвижки 26 Camozzi 13 БАЗ 15 Волгограднефтемаш 41 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 14 Итоги года 16 Росатом 78 Атомэнергомаш 58 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 ООО Паровые системы 12 Россия 32 Уралхиммаш 17 Индия 10 Emerson 34 Пензтяжпромарматура 23 AUMA 17 «РусГидро» 10 «Конар» 13 ООО «Приводы АУМА» 26 Корпорация «Сплав» 20 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 75 «Трубодеталь» 13 «Армалит» 16 водоснабжение 13 Hawle 19 Татнефть 10 ТМК 37 Гусар 29 Metso 11 ПОЛИПЛАСТИК 23 ТермоБрест 36 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 29 Курганская область 27 ООО «РТМТ» 18 «ПРИВОДЫ АУМА» 16 модернизация 38 ВМЗ 28 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 14 Трубодеталь 12 НОВАТЭК 16 LD 19 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 15 ФРП 11 АЭМ - технологии 11 Петрозаводскмаш 13 США 12 рынок 11 ПромАрм 23 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 11 ФАС 11 АБС Электро 42 Газ. Нефть. Технологии 25 ГУП ТЭК СПб 13 ПТПА 18 ПРИВОДЫ АУМА 16 электроприводы 52 Курган 24 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 промышленность 12 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 10 Китай 28 Курганский арматурный завод 12 НПП ТЭК 11 Силовые машины 19 форум 20 VALTEC 38 семинар 30 ЗапСибНефтехим 24 ММК 10 Северсталь 16 Тяжпромарматура 20 Заметки редактора 40 Armtorg 47 сильфонные компенсаторы 10 GRUNDFOS 10 ГРУНДФОС 11 металлургия 13 газопровод 30 нефтегазовая отрасль 27 машиностроение 19 итоги 23 КОНАР 21 фитинги 10 конкурс 32 ГАКС-АРМСЕРВИС 25 производство 22 ИФАЗ 16 HEAT&POWER 14 Ижорские заводы 13 Астима 10 СИБУР 38 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 13 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 64 юбилей 16 ПКТБА 11 ПНТЗ 10 Редукционно-охладительные установки 10 регулирующие клапаны 19 Турция 13 аудит 24 ЧелябинскСпецГражданСтрой 17 экспорт 14 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 19 нефтепровод 25 литейное производство 30 оборудование 17 рейтинг 11 Арзамасский приборостроительный завод 11 РАСКО 18 НПФ РАСКО 24 обучение 11 Челябинск 14 ЧЗЭМ 19 аккредитация 12 Петербургский Международный Газовый Форум 13 Белэнергомаш 14 Старооскольский арматурный завод 11 Uni-Fitt 11 вебинар 13 МЗТА 12 конференция 61 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 10 Эмерсон 13 АО «ОКБМ Африкантов» 13 ГК Римера 25 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 11 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 25 Viessmann 12 ЗиО-Подольск 13 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 29 WorldSkills 10 Новое производство 16 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 Этерно 11 Владимир Путин 10 АЭС Куданкулам 11 ремонт 14 новинка 32 Объединенная металлургическая компания 35 Выксунский металлургический завод 13 стенд 13 PCVExpo 14 история арматуростроения 11 автоматизация 12 локализация 10 HERZ 11 Группа ГМС 12 контрафакт 10 магистральный нефтепровод 13 Газпром нефть 11 новое оборудование 11 энергоэффективность 12 маркетинг 10 шаровые краны 16 трубопроводная арматура для АЭС 12 поставка 29 Aquatherm Moscow 25 строительство газопровода 19 Интергазсерт 10 Экспоцентр 10 трубопроводы 19 Эго Инжиниринг 15 Группа ЧТПЗ 69 белая металлургия 14 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 15 Уфа 10 Алексей Миллер 10 насосы 14 соглашение 10 Металлообработка 12 котлы 13 Минпромторг РФ 17 поставка оборудования 31 ПНФ ЛГ автоматика 14 инжиниринг 10 MIOGE 15 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 22 ВАРК 10 атомная отрасль 24 российское производство 55 арматуростроение 12 Атомная энергетика 15 трубопровод 10 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 21 медиагруппа Armtorg 31 международная выставка 18 мировое арматуростроение 22 Госкорпорация Росатом 10 пао газпром 13 участие в выставках 16 проблемы отрасли 10 новые технологии 16 Нефтегаз-2018 10 российское арматуростроение 23 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 12 YDF Valves 13 Заводы трубопроводной арматуры 18 видеорепортаж с производства 18 ЛГ Автоматика 16 Точприбор 13