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

  • 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...
  • ООО Стронгарм, Ефанов М. Н. Импакт-ликбез. Как автоматизировать прием и отгрузку нефтепродуктов ООО Стронгарм, Ефанов М. Н. Импакт-ликбез. Как


    Здравствуйте, уважаемые коллеги Продолжаем серию статей Импакт-ликбез, созданную для помощи в реализации различных технологических решений....
  • НПАА, А. С. Плешков, Тайны закулисья, или Простота рейки. Особенности применения кулисного и реечного пневмоприводов для трубопроводной арматуры при реализации функции регулирования НПАА, А. С. Плешков, Тайны закулисья, или


    В данном номере журнала мы продолжаем серию публикаций по тематике приводов, исполнительных механизмов и систем автоматики, применяемых для управления трубопроводной арматурой....

предыдущий материал

Итоги 2017 года. ООО Арма-Пром
вернуться наверх

следующий материал

Camel или Ватра
Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 13 Стандартизация 17 ЗАО РОУ 10 Вестник арматуростроителя 30 Тулаэлектропривод 20 импортозамещение 15 видеорепортаж 21 Ямал СПГ 11 НПАА 33 ОМК 79 Северный поток 10 Теплоснабжение 12 Ремонт и реконструкция 40 Нефтепереработка 13 Инвестиции 45 Запорная арматура 27 Сертификация 60 Фобос 11 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 15 Запорно-регулирующая арматура 20 Транснефть 78 Импортозамещение 120 Газпром 171 Шаровые краны 74 Клапаны 28 Трубы 45 Новинки и разработки 76 Тендеры и закупки 24 Модернизация производства 46 Контроль и испытания 22 Газ 31 Новое строительство 47 Выставки 34 Обучение и кадры 13 Автоматизация 14 Локализация 20 НИОКР 35 Инновации 33 Международное сотрудничество 76 СПГ 29 Приводы 17 Нефтегаз 34 Новинки 58 КТОК 24 Нефть и газ 89 Насосное оборудование 17 Сила Сибири 21 ТЭЦ 14 Армалит 23 ЧТПЗ 60 АДЛ 41 ТЭКО-ФИЛЬТР 23 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 24 РЭП Холдинг 11 ГОСТ 10 ОМЗ 14 Сплав 19 АЭМ-технологии 15 Роснефть 43 Темпер 13 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 19 АУМА 16 Ижнефтемаш 13 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 28 Трубная металлургическая компания 20 МК Сплав 75 Завод Трубодеталь 18 АЭС 39 ДС Контролз 16 выставка 120 Москва 25 МашСталь 11 ЦКБА 10 Арматурные истории 10 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 279 Danfoss 78 БКЗ 33 Барнаульский котельный завод 14 литье 15 Судостроение 12 Astin BGM Group 11 нефть 33 Данфосс 99 Саранский приборостроительный завод 10 Санкт-Петербург 16 KSB 21 Задвижки 25 Camozzi 12 БАЗ 14 Волгограднефтемаш 39 Омский НПЗ 13 ТЭК 10 Ростовская АЭС 14 шаровой кран 12 Итоги года 16 Росатом 71 Атомэнергомаш 53 Минпромторг 27 ООО Паровые системы 11 Россия 30 Уралхиммаш 16 Emerson 31 Пензтяжпромарматура 23 AUMA 13 «Конар» 11 ООО «Приводы АУМА» 21 Корпорация «Сплав» 17 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 67 «Трубодеталь» 13 «Армалит» 16 водоснабжение 12 Hawle 17 ТМК 34 Гусар 28 Metso 10 ПОЛИПЛАСТИК 22 ТермоБрест 33 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 27 Курганская область 26 ООО «РТМТ» 17 «ПРИВОДЫ АУМА» 16 модернизация 35 ВМЗ 26 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 11 Трубодеталь 11 НОВАТЭК 15 LD 17 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 11 ФРП 11 АЭМ - технологии 10 Петрозаводскмаш 11 рынок 10 ПромАрм 21 Valve Industry Forum & Expo 10 ФАС 11 АБС Электро 36 Газ. Нефть. Технологии 21 ГУП ТЭК СПб 13 ПТПА 18 ПРИВОДЫ АУМА 10 электроприводы 38 Курган 24 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 127 промышленность 10 ГЕАЗ 20 электропривод 12 Реком 10 Китай 24 Курганский арматурный завод 11 НПП ТЭК 11 Силовые машины 18 форум 16 VALTEC 37 семинар 30 ЗапСибНефтехим 24 Северсталь 14 Тяжпромарматура 20 Заметки редактора 40 Armtorg 36 сильфонные компенсаторы 10 газопровод 25 нефтегазовая отрасль 10 машиностроение 11 итоги 23 КОНАР 20 фитинги 10 конкурс 30 ГАКС-АРМСЕРВИС 22 производство 20 ИФАЗ 16 HEAT&POWER 14 Астима 10 СИБУР 35 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 11 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 12 интервью 43 юбилей 15 ПКТБА 10 Редукционно-охладительные установки 10 регулирующие клапаны 17 Турция 10 аудит 22 ЧелябинскСпецГражданСтрой 16 экспорт 11 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 19 нефтепровод 20 литейное производство 21 оборудование 14 Арзамасский приборостроительный завод 11 РАСКО 18 НПФ РАСКО 21 обучение 10 Челябинск 14 ЧЗЭМ 17 аккредитация 12 Петербургский Международный Газовый Форум 12 Белэнергомаш 13 Uni-Fitt 11 вебинар 13 МЗТА 10 конференция 54 Северный поток 2 21 Эмерсон 13 АО «ОКБМ Африкантов» 13 ГК Римера 25 Казахстан 17 Денис Мантуров 13 затворы 10 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 25 Viessmann 12 ЗиО-Подольск 12 Будущее Белой металлургии 10 Лукойл 25 Новое производство 16 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 Этерно 11 Владимир Путин 10 АЭС Куданкулам 10 ремонт 14 новинка 30 Объединенная металлургическая компания 33 Выксунский металлургический завод 11 стенд 13 PCVExpo 14 HERZ 11 Группа ГМС 12 магистральный нефтепровод 10 Газпром нефть 11 новое оборудование 10 шаровые краны 15 трубопроводная арматура для АЭС 11 поставка 27 Aquatherm Moscow 24 строительство газопровода 18 Интергазсерт 10 Экспоцентр 10 трубопроводы 15 Эго Инжиниринг 12 Группа ЧТПЗ 56 белая металлургия 11 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 11 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 14 насосы 13 котлы 13 Минпромторг РФ 16 поставка оборудования 25 MIOGE 12 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 17 атомная отрасль 23 российское производство 38 сравнение конструкций 10 опыт эксплуатации 20 медиагруппа Armtorg 24 международная выставка 16 мировое арматуростроение 18 Госкорпорация Росатом 10 участие в выставках 13 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 12 YDF Valves 11