М. Блазинарич, Е. Ефимов. Разновидности обратных клапанов MIV. Клапаны для жидких сред

М. Блазинарич, Е. Ефимов. Разновидности обратных клапанов MIV. Клапаны для жидких сред...

Каким должен быть идеальный обратный клапан? Наверное, самое важное в работе идеального обратного клапана ― это надежно и плотно закрыться с падением давления в трубопроводе в нужный момент (и за нужный период времени), исключив после закрытия движение жидкости через диск в обратную сторону.
Различные области применения обуславливают многочисленность конструкций обратных клапанов, предлагаемых на рынке.

Диаграмма 1. ― Правильный выбор обратного клапана в ассортименте MIV

Представляем обратные клапаны, которые производит компания Metalska industrija Varazdin.

Область применения обратных клапанов, выпускаемых MIV, охватывает диаметры от Ду 80 до 3200 (большие диаметры по запросу), Ру до 64 и температуры до +350°С.

Самыми важными за более чем 70-летний период производства MIV обратной арматуры можно считать увеличение параметров рабочей среды (температура, давление) обратных клапанов, модернизацию системы уплотнения «диск-седло», расширения функционала (имеются в виду устройства «2 в 1», «3 в 1»).

Система уплотнения «диск-седло», выполненная в форме наклонного конуса, была подробно описана в выпуске журнала «Вестник арматурщика» №1(21)2015. Коротко отметим ее основные преимущества:

• значительно повышена надежность и долговечность узла «диск-седло»,
• улучшена плотность закрытия «диск-седло»,
• снижена вероятность заклинивания арматуры (в узле «диск-седло»),
• значительно снижены моменты на страгивание диска арматуры при открытии ― это важно, так как клапан должен оперативно реагировать на поток.

Предлагаем диаграмму для выбора обратных клапанов MIV. Четкий алгоритм выбора изделия позволит заказчику или проектной фирме осуществить правильный выбор обратного клапана среди широкого ассортимента предлагаемых на рынке обратных клапанов MIV.

Рисунок 1 ― Обратный клапан с седлом в форме наклонного конуса
Возьмем на себя смелость в качестве главного критерия разделения обратных клапанов в этой статье взять рабочую среду: жидкость или пар/газ. Известно, что жидкости практически несжимаемы, в отличие от пара и газов. Поэтому, если для обратного клапана, работающего, например, в насосной станции, быстрое и неконтролируемое закрытие без демпфирования, скажем так, нежелательно, то для его «сородича», применяемого, например, на паропроводе, ведущем от турбины, высокая скорость закрытия может быть определяющим фактором работы (1 секунда и менее).

Жидкие среды

«Идеальный» клапан, работающий на жидкой среде, начинает закрываться при падении давления прямого потока на нужное значение, и в момент, когда поток в трубопроводе условно находится в состоянии спокойствия (равновесия), обратный клапан должен быть полностью закрыт.

Возьмем некоего крупного потребителя воды, к примеру, металлургический завод. Насосная станция по водозабору находится в низине, на берегу реки, вода подается по трубопроводам диаметром 1200 мм, на высоту 80 метров, длина трубопровода от насосной станции до завода, скажем, сотни метров. В случае остановки насосов обычный клапан начинает ускоренно закрываться и захлопывается, возникает гидравлический удар. Скачки давления сопровождаются сильными характерными шумами. Динамическая ударная нагрузка на диск и седло от неконтролируемого быстрого закрытия может повредить клапан или привести к более печальным последствиям: разрыв трубопровода, повреждение насосов от разрушения клапанов и т. д.

Рисунок 2 ― Моделирование гидравлического удара: скачок давления после неконтролируемого закрытия обратной арматуры (источник ― HYDROMAT Flow control)
Рисунок 3 ― Плавное закрытие обратного клапана ― работа ступенчатых демпферов

Величина динамической ударной нагрузки зависит от момента инерции движущихся частей арматуры и скорости закрытия диска (особенно важна скорость на последней фазе закрытия).

На представленном ниже рисунке смоделирована такая ситуация.

Поэтому в таких случаях существует необходимость установки обратных клапанов с демпфирующими устройствами («гидротормозами»).

Применение эффективных демпферов и контролируемое закрытие можно представить в таком виде:

Клапаны для контролируемого закрытия

Контролируемое закрытие ― применение демпфирующих устройств ― позволяет в значительной степени уменьшить гидравлический удар, динамическая ударная нагрузка на обратный клапан в этом случае пренебрежимо мала.

Фото 1 ― Обратные клапаны MIV V2-09V/A с одним демпфером


Как видно из диаграммы по выбору оборудования MIV, заводом предлагаются обратные клапаны с двумя или с одним демпфером. Положение демпфера (демпферов) может быть изменено после поставки непосредственно самим заказчиком (для этого компания MIV предлагает обучающее видео), однако, конечно, лучше оговаривать положение демпфера заранее, в ходе размещения заказа. Заказчик может сам выбрать: два демпфера малого размера или один демпфер, достаточный для компенсации водяного столба жидкости обратного потока, естественно, большего размера, чем два отдельных (слева и справа) демпфера, рассчитанных на те же режимы работы. Как правило, большие обратные клапаны комплектуются двумя демпферами вместо одного, который, вероятно, будет чересчур массивным по размерам и весу в сравнении с самой арматурой. Два демпфера должны быть синхронизированы между собой маслошлангом для обеспечения четкого одинакового усилия торможения с обеих сторон (см. фото 2).

Фото 2 ― Обратный клапан MIV V2-09V/2A c двумя синхронизированными демпферами Ду 2200 для Ростовской АЭС
При этом сам демпфер конструктивно может быть 2- или 3-ступенчатым (для более плавного закрытия). 3-ступенчатые демпферы ― это, как нетрудно догадаться, дальнейшее развитие 2-ступенчатых систем. Главная задача 3-ступенчатого демпфера, с которой он справляется на «отлично» ― это плавное закрытие клапана по трем фазам. Каждая фаза ― это определенный угол хода клапана, растянутый по времени, заданном заказчиком, путем регулирования маленьких клапанов скорости демпфера. То есть клапан можно очень точно настроить под требования насосной станции.

Отдельное место в семье обратных клапанов с демпферами занимают многофункциональные обратные клапаны с возможностью управления потоком, так называемые комбинированные клапаны «2 в 1» и «3 в 1»


Рисунок 4 ― Работа 2- (справа) и 3-ступенчатых (слева) демпферов (источник – HYDROMAT Flow control)
Комбинированные клапаны «3 в 1» ― это многофункциональные устройства, используемые в качестве запорной арматуры, для ограниченного дросселирования потока и, разумеется, по своему главному предназначению: в качестве обратного клапана с настраиваемой демпфирующей системой. В случаях, когда в насосной тесно и установить три устройства ― задвижку, дроссель (заслонку) и обратный клапан ― на требуемом друг от друга удалении (3-5 х DN трубопровода) невозможно, спасти ситуацию может такое многофункциональное устройство, также снабженное демпферами.

Соединение привода и вала арматуры осуществляется с помощью муфты мертвого хода, которая обеспечивает приоритетное функционирование арматуры в качестве обратного клапана (затвора) с тем, чтобы клапан автоматически закрывался обратным потоком из любого положения. Ручной или электрический привод обеспечивают надежное перекрытие (класс герметичности «А»). Также приводом арматуры можно ограниченно дросселировать поток. Для абсолютно гарантированного закрытия арматуры обратным потоком при любых, даже малых давлениях в режиме работы «обратный клапан» предусмотрена комплектация арматуры рычагом с грузом, смонтированным со стороны гидравлической демпфирующей системы. Клапаны «2 в 1» сконструированы по тому же принципу и выполняют функции обратного клапана и задвижки.

Управляемые обратные клапаны

Управляемые обратные клапаны с электрогидравлическим приводом (сервоприводом) применяются в качестве так называемых «клапанов аварийного закрытия». Они находят широкое применение на насосных станциях АЭС, ТЭЦ, ГРЭС, ГЭС. При пуске насоса арматура открывается по сигналу с помощью гидравлического сервопривода, в нормальном режиме диск фиксирован в условном положении «полностью открыто».

Рисунок 5 ― Какую арматуру заменяет комбо-клапан 3 в 1 V2-09V-Kombo
Рисунок 6 ― Комбинированный клапан 3 в 1 MIV V2-09V/A-Kombo

Фото 3 ― Комбинированный клапан 3 в 1 MIV V2-09V/A-Kombo
Рисунок 7 ― Принципиальная схема сервопривода управляемого обратного клапана (клапана аварийного закрытия)

Фото 4 ― Управляемые обратные клапаны MIV V3-06VH



Клапан идеален для тех случаев, когда поток имеет маленькую скорость и в нормальном режиме традиционный обратный клапан не был бы полностью открыт (=сопротивление потоку). Использование такой схемы работы арматуры позволяет значительно снизить потери давления в трубопроводе в отличие от обычных обратных клапанов. При отключении насосов комбинированный затвор (клапан аварийного закрытия) закрывается: рычаг с грузом гарантируют плотное закрытие арматуры, демпфирующая гидравлическая система плавно притормаживает диск, исключая риск возникновения гидроудара и повреждения трубопровода. Для демпфирования могут быть использованы 2- или 3-ступенчатые гидравлические цилиндры. Сам гидравлический сервопривод может быть укомплектован ручным насосом для взвода арматуры в «боевое положение». Надежность системы может быть повышена путем установки на трубопроводе различных датчиков (давления, температуры и др.) и их привязки к комбинированному клапану по заранее разработанному алгоритму.

В комплект поставки арматуры, как правило, включаются маслостанция высокого давления (до 120 атм) и электрический шкаф управления, монтируемый непосредственно на клапане или на маслостанции.

Рисунок 8 ― Управляемый обратный клапан MIV V3-06VH с электрическим шкафом управления и маслостанцией
Рисунок 9 ― Внутренняя 3-точечная блокировка (блокировка диска) обратного клапана

Рисунок 10 ― Внешняя блокировка (по валу) клапана
Фото 5 ― Маслостанции обратных клапанов MIV V3-06H

Любой из описанных выше обратных клапанов производства MIV может быть оборудован системой блокировки диска, например, если на время ревизии трубопровода, особенно большого диаметра, необходимо обеспечить абсолютную гарантию, что обратный клапан будет в закрытом положении. Среди систем блокировки обратных клапанов, предлагаемых компанией MIV, можно выделить два разных типа: внутреннюю и внешнюю блокировку (соответственно: блокировку диска и блокировку вала). Блокировка диска может быть ручной или гидравлической.

Таким образом, за счет дополнительных опций, компания MIV предлагает заказчику еще больше расширить функционал обратных клапанов, максимально удовлетворив потребности клиента.

Опубликовано в "Вестнике арматурщика" №2(22) 2015

Размещено в номере: "Вестник арматурщика" № 2 (22) 2015
Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 30 Стандартизация 46 Газ.Нефть.Технологии УФА 14 ЗАО РОУ 24 Вестник арматуростроителя 55 НПО Регулятор 13 Тулаэлектропривод 29 импортозамещение 26 видеорепортаж 60 Ямал СПГ 12 НПАА 34 ОМК 99 Северный поток 10 Теплоснабжение 26 Ремонт и реконструкция 46 Нефтепереработка 18 Инвестиции 49 Запорная арматура 81 Сертификация 94 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 25 Запорно-регулирующая арматура 36 Транснефть 112 Красный Котельщик 11 Патенты 13 Импортозамещение 143 Газпром 197 Награды 26 Аудиты 15 Шаровые краны 132 Клапаны 66 Трубы 69 Новинки и разработки 100 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 86 Контроль и испытания 24 Газ 39 Новое строительство 53 Выставки 41 Обучение и кадры 16 Автоматизация 44 Локализация 31 НИОКР 36 Теплоэнергетика 19 Инновации 39 Международное сотрудничество 84 СПГ 35 Приводы 45 Нефтегаз 54 Новинки 63 посещение предприятий 19 КТОК 28 Нефть и газ 113 Экология 15 Насосное оборудование 54 Сила Сибири 22 РАВВ 14 ТЭЦ 18 Нефтехимия 10 Армалит 36 ЧТПЗ 93 АДЛ 69 ТЭКО-ФИЛЬТР 31 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 11 РТМТ 36 РЭП Холдинг 16 ГОСТ 15 ОМЗ 27 Сплав 22 Станкомаш 10 Белэнергомаш-БЗЭМ 18 АЭМ-технологии 18 Бологовский арматурный завод 10 Роснефть 49 Темпер 25 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 25 АУМА 47 Ижнефтемаш 18 Ивано-Франковский арматурный завод 19 «АДЛ» 36 Трубная металлургическая компания 41 МК Сплав 123 Новомет 11 Завод Трубодеталь 21 АЭС 47 задвижки 16 ОМЗ-Спецсталь 17 ДС Контролз 24 ARMTORG 12 выставка 165 Москва 29 МашСталь 12 арматура 37 ЦКБА 13 Арматурные истории 13 МосЦКБА 12 трубопроводная арматура 737 Danfoss 133 клапан 12 БКЗ 41 Барнаульский котельный завод 41 литье 26 Судостроение 14 Astin BGM Group 12 Астин 10 ЦНИИТМАШ 17 нефть 46 Данфосс 156 Саранский приборостроительный завод 13 Санкт-Петербург 18 KSB 37 Задвижки 39 Camozzi 15 БАЗ 19 Волгограднефтемаш 47 Омский НПЗ 14 Томская электронная компания 10 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 16 БРОЕН 11 Итоги года 32 Росатом 94 Атомэнергомаш 61 Индустриальный парк 11 Минпромторг 27 ОЗНА 14 Завод Водоприбор 11 запорная арматура 26 Константа-2 10 Уральский турбинный завод 10 ООО Паровые системы 14 Россия 33 Уралхиммаш 18 Индия 10 Emerson 56 Пензтяжпромарматура 26 AUMA 24 «РусГидро» 11 «Конар» 16 ООО «Приводы АУМА» 47 Корпорация «Сплав» 31 ООО "Темпер" 17 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 81 «Трубодеталь» 16 «Армалит» 25 НПО "Регулятор" 15 водоснабжение 30 Hawle 23 Татнефть 11 ТМК 55 Гусар 37 Metso 17 ПОЛИПЛАСТИК 25 ТермоБрест 52 НПФ КРУГ 12 Росстандарт 20 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 36 Курганская область 33 стандарты 12 ООО «РТМТ» 30 «ПРИВОДЫ АУМА» 22 Энергомашкомплект 13 модернизация 66 Арматурный Завод 12 ВМЗ 33 Росводоканал 16 Первоуральский новотрубный завод 15 Трубодеталь 14 НОВАТЭК 21 LD 41 НПО ГАКС Армсервис 13 Благовещенский арматурный завод 20 Водоприбор 15 ФРП 11 АЭМ - технологии 13 Петрозаводскмаш 17 США 12 рынок 16 Транснефть – Диаскан 15 ПромАрм 25 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 12 ФАС 11 АБС Электро 44 Газ. Нефть. Технологии 45 испытательные стенды 13 гидравлические испытания 10 ГУП ТЭК СПб 21 ПТПА 22 ПРИВОДЫ АУМА 42 электроприводы 89 Курган 26 Тюмень 15 теплообменник 11 Дайджест арматуростроителя 136 СПД БИРС 12 промышленность 14 предохранительные клапаны 16 ГЕАЗ 20 электропривод 16 Реком 12 Китай 28 дисковые затворы 14 газовое оборудование 11 Самараволгомаш 14 Курганский арматурный завод 16 НПП ТЭК 13 Силовые машины 26 форум 24 VALTEC 41 семинар 34 ЗапСибНефтехим 26 Магнитогорский металлургический комбинат 27 ММК 31 Северсталь 20 Тяжпромарматура 20 ПАО Татнефть 10 Заметки редактора 49 Armtorg 51 сильфонные компенсаторы 13 GRUNDFOS 25 ГРУНДФОС 22 Авангард 11 Арматуростроитель года 18 ARMATURY Group 13 Иран 11 электроэнергетика 12 металлургия 25 газопровод 32 нефтегазовая отрасль 40 машиностроение 46 итоги 32 КОНАР 29 фитинги 13 трубы большого диаметра 10 конкурс 40 ГАКС-АРМСЕРВИС 30 производство 31 ИФАЗ 24 HEAT&POWER 19 Ижорские заводы 20 Астима 13 СИБУР 47 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 14 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 реконструкция 11 дисковые поворотные затворы 11 интервью 86 юбилей 27 автоматизированные системы управления 10 обзор 14 ПКТБА 16 испытания арматуры 15 ПНТЗ 11 РОУ 33 Редукционно-охладительные установки 34 регулирующие клапаны 21 Турция 15 банкротство 14 аудит 35 ЧелябинскСпецГражданСтрой 25 экспорт 21 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 20 нефтепровод 25 Хавле 13 литейное производство 50 оборудование 25 рейтинг 19 Арзамасский приборостроительный завод 25 РАСКО 23 НПФ РАСКО 30 обучение 28 KSB Group 16 Челябинск 14 обратные клапаны 17 ЧЗЭМ 33 аккредитация 19 атомная промышленность 13 Temper 12 НТА-Пром 15 газовая отрасль 18 Петербургский Международный Газовый Форум 25 Заметки главного редактора 15 Белэнергомаш 27 ГК Авангард 10 Старооскольский арматурный завод 21 Uni-Fitt 11 Контур 11 вебинар 13 фильтры 15 МЗТА 17 конференция 89 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 22 ЗАО "ДС КОНТРОЛЗ" 12 Эмерсон 27 АО «ОКБМ Африкантов» 14 ГК Римера 31 Уплотнения 10 Метран 14 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 22 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 54 Viessmann 13 ЗиО-Подольск 18 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 14 Новое производство 24 Valve World Expo 24 машиностроительная корпорация СПЛАВ 11 поставка арматуры для АЭС 12 АЛНАС 11 РИМЕРА 12 Оникс 10 Valve World Expo - 2016 10 Этерно 12 Владимир Путин 11 расширение ассортимента 18 АЭС Куданкулам 12 ремонт 18 качество 13 новинка 41 Объединенная металлургическая компания 47 Выксунский металлургический завод 17 стенд 13 WorldSkills Russia 11 ЗАО «ПГ «Метран» 10 PCVExpo 26 Криоген-Экспо 13 нефтегазовый комплекс 12 ЗАО "РОУ" 17 судовая арматура 16 история арматуростроения 13 автоматизация 14 локализация 16 HERZ 12 Группа ГМС 16 контрафакт 12 магистральный нефтепровод 14 конкурс проектов 12 Газпром нефть 12 новое оборудование 22 системы водоснабжения 10 энергоэффективность 14 маркетинг 10 шаровые краны 47 Конденсатоотводчики 10 трубопроводная арматура для АЭС 15 клиновые задвижки 11 поставка 53 теплоснабжение 10 Aquatherm Moscow 64 развитие производства 19 строительство газопровода 20 совещание 10 расширение линейки 21 производство трубопроводной арматуры 22 фланцы 13 Интергазсерт 11 семинары 22 САЗ Авангард 20 Курганхиммаш 23 Экспоцентр 12 насосные агрегаты 17 трубопроводы 38 Эго Инжиниринг 24 Группа ЧТПЗ 101 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 премия 13 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 26 Атоммаш 14 Сибэнергомаш-БКЗ 12 Уфа 10 rotork 14 диагностика 10 тепловые сети 13 строительство 18 поставки трубопроводной арматуры 12 Алексей Миллер 10 обновление 19 насосы 22 Воронежский механический завод 10 соглашение 13 Металлообработка 24 технический семинар 17 соответствие стандартам 12 котлы 16 ТВЭЛ 10 Минпромторг РФ 20 трубная продукция 57 Энергетика 12 испытания 20 поставки оборудования 14 поставка оборудования 109 патент 12 ПНФ ЛГ автоматика 14 открытие производства 25 инжиниринг 12 новинки 19 криогенная арматура 18 Группа ПОЛИПЛАСТИК 11 MIOGE 19 Машиностроительная корпорация «Сплав» 25 Danfoss Drives 11 Гусевский арматурный завод «Гусар» 11 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 31 ВАРК 16 Сибдальвостокгаз 17 обучение сотрудников 25 система менеджмента качества 20 атомная отрасль 32 запорные клапаны 11 нефтяная отрасль 16 российское производство 77 Видеорепортаж с производства 15 арматуростроение 46 котельное оборудование 23 технологии 11 предохранительная арматура 10 теплообменное оборудование 11 Выставка 13 Атомная энергетика 18 трубопровод 12 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 25 медиагруппа Armtorg 69 соответствие требованиям 12 международная выставка 25 доклад 10 мировое арматуростроение 25 БИРС Арматура 21 регулирующая арматура 12 АО "Атомэнергомаш" 10 Госкорпорация Росатом 11 фонтанная арматура 10 отгрузка оборудования 36 награда 20 деловая встреча 11 ЭЛЕМЕР 16 пао газпром 14 Госкорпорация "Росатом" 13 участие в выставках 50 проблемы отрасли 10 проектирование 15 новые технологии 40 сертификат соответствия 12 компания АДЛ 28 НПО «Регулятор» 13 ПАО «Газпром» 14 ГУП «ТЭК СПБ» 11 Бирс 13 СП "ТермоБрест" ООО 24 ЗАО «Тулаэлектропривод» 10 награждение 23 Нефтегаз-2018 10 Sandvik Coromant 15 поздравление 24 праздник 15 Lady арматуростроения 14 российское арматуростроение 54 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 29 делегация 21 трубное производство 11 YDF Valves 13 международные стандарты 13 новые разработки 105 водный форум 12 Emerson Automation Solutions 10 запорно-регулирующая арматура 16 Заводы трубопроводной арматуры 23 PCVExpo 2018 12 интервью с выставки 63 Повышение производительности труда 17 видеорепортаж с производства 52 металлоконструкции 11 фоторепортаж 22 выставки 13 российское машиностроение 10 сертификация 13 ЛГ Автоматика 17 интервью с дирекцией 36 видеорепортаж с производственной площадки 14 Белэнергомаш – БЗЭМ 20 Точприбор 13 приборостроение 11 Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения 10 ЭКВАТЭК 26 участие в выставке 135 Aquatherm Moscow 2019 22 поставка оборудования для АЭС 10 ПМГФ - 2018 17 видеообзор 18 Легенды арматуростроения 10 ЭКВАТЭК 2018 13 трубная промышленность 45 участие в форуме 21 участие в конференции 13 модернизация оборудования 15 Hartmann 10 цифровизация 20 инновационные решения 11 поставка арматуры 12 деятельность МГ Armtorg 19 Материалы конференции «Внутренняя стандартизация конечных потребителей трубопроводной арматуры. Новые разработки в отрасли арматуростроения» 12 Конкурс 10 НПП "ЭЛЕМЕР" 11 Газ. Нефть. Технологии - 2019 15 Ассоциация "Сибдальвостокгаз" 13 деятельность ARMTORG 11 Полные версии видеообзоров о выставочных проектах в арматуростроении 13 Aquatherm Moscow – 2019 15 НТС Ассоциации «Сибдальвостокгаз» 10 ЗАО «РОУ» 13 цифровые технологии 16 Полные версии видеообзоров о предприятиях трубопроводной арматуры 10