Фесто-РФ, ООО. Муругин М. А. Электромагнитный клапан как важная часть системы безопасности трубопроводной арматуры

Фесто-РФ, ООО. Муругин М. А. Электромагнитный клапан как важная часть системы безопасности трубопроводной ...

Проверенная и испытанная серия электромагнитных клапанов Festo, подходящих для SIL

На протяжении многих лет продукты компании Bayer Division Crop Science способствуют повышению урожайности сельхозпродукции более чем в 120 странах мира, тем самым помогая обеспечивать мировое население высококачественной продукцией в требуемом объеме. R&D процессы по разработке новых продуктов для защиты растений занимают достаточно длительное время и могут составлять от 10 до 15 лет. Для обеспечения высокопроизводительного производства компания Bayer в 2002 г. разработала универсальный производственный комплекс, к которому предъявлялись высокие требования по надежности и безопасности.

В том же году компания Bayer инвестировала около 110 млн евро в строительство такого универсального многозадачного комплекса на своей производственной площадке в г. Дормаген, Германия. Все технологические участки находятся под одной крышей, начиная с разработки и производства новых активных ингредиентов для продуктов по защите растений, лабораторных исследований, изготовления образцов и пилотных продуктов и заканчивая массовым производством.

Система устроена таким образом, чтобы все подсистемы и оборудование, такие как осушители, дистиллеры, мешалки и прочие реакторы, могли мобильно перенастраиваться и функционировать друг с другом. Система трубопроводов с возможностью перемонтировать отдельные участки позволяет быстро менять направление подачи сред, а децентрализованная система управления процессами контролирует 67 автоматизированных подсистем. Эти особенности всего производственного комплекса дают возможность гибко изменять требуемые параметры.

В связи с тем, что работа оборудования подразумевает использование легко воспламеняющихся жидкостей, достаточно частую смену технологий и множество интерфейсов с точками вмешательства в процесс, то вся система была классифицирована на взрывоопасные зоны 1 и 2.

Минимизация рисков для людей и окружающей среды

Вероятность аварии на любом предприятии, в том числе и химическом, во многом зависит от установленного оборудования и особенностей производства.

Все процессы находятся под надежным управлением в том случае, когда элементы системы работают корректно, начиная с общего управления, заканчивая функциями безопасности измерительных приборов и технических средств контроля. Таким образом, обеспечение безопасности для измерительных приборов и технических средств контроля на предприятиях химической и нефтехимической промышленности становится очень важным. Эти устройства помогают предотвратить не только остановы вследствие превышения определенных параметров (например, превышения допустимого давления), но также дают возможность выявлять вероятность отказа на самой ранней стадии и принимать соответствующие меры – частично автоматически – по устранению останова в будущем (например, путем расчета требуемого изменения температуры во избежание выхода реакции из-под контроля).

Повышение экономической эффективности процесса производства

Вышеописанное справедливо и для экономической эффективности всех процессов. Т. к. современные технологические системы уже являются оптимизированными, дальнейшее наращивание выпуска продукции
возможно за счет надежно функционирующей, высокопроизводительной системы с минимальным временем простоя. А это значит, что необходимо сокращать количество циклов проверки оборудования и их время, также как и простои, вызванные незапланированным ремонтом оборудования. Один из способов достижения этого – использование измерительных приборов и технических средств контроля, которые сертифицированы в соответствии с IEC 61508.

Электромагнитные клапаны – техническое средство контроля с высоким уровнем ответственности

Bayer Crop Science использует на своем производстве большое количество различных приборов КИП, отвечающих за переключение дозирующей арматуры, различного рода клапанов, работающих с паром, включая арматуру противоаварийной защиты. Применяемые электромагнитные клапаны, отвечающие за работу приводов, должны иметь как минимум такой же уровень SIL, как и вся система аварийного срабатывания (с одноканальной архитектурой). Электромагнитный клапан в системе аварийного срабатывания, как правило, располагается между позиционером и приводом и применяется для быстрого
стравливания давления из привода с целью минимизации времени закрытия запорной и регулирующей арматуры при возникновении аварии.

Электромагнитные клапаны типов VOFC и VOFD вошли в программу поставок компании Festo в конце 2012 г. для решения задачи максимально закрыть потребность заказчиков в оборудовании, предназначенном для автоматического управления отсечной и регулирующей арматурой. Этот продукт сертифицирован TÜV для систем с уровнем надежности SIL3. Изначально эти клапаны выпускались компанией Eugen Seitz AG, которая в последующем была приобретена концерном Festo. В соответствии с последними изменениями в классификации SIL от TÜV эти электромагнитные клапаны гарантируют вероятность отказа при запросе всего 2,41 Е-4 и долю безопасных отказов 75 %. Другими словами, в случае соблюдения правил эксплуатации, максимум один отказ может произойти в течение 2 410 циклов переключений.

Если принять во внимание, что допустимо только одно аварийное срабатывание соленоидного клапана в год, то это значит, что несрабатывание клапана возможно всего один раз в 2 410 лет; таким о бразом, даже виртуально невозможно, чтобы клапан не сработал тогда, когда это потребуется. Данные электромагнитные клапаны также могут поставляться в искробезопасном исполнении Ex em, Ex d и Ex ia, и наиболее подходящими применениями для них являются системы противоаварийной защиты. Однако IEC 61511 «Системы безопасности приборные для промышленных процессов» уточняет, что эксплуатирующие организации обязаны внедрять также необходимые предупредительные меры по обеспечению безопасности во избежание неисправностей SIS (Safety Instrumented System – Аппаратная система безопасности).

Когда мы говорим об электромагнитном клапане, который используется в контуре безопасности и переключается только в случае появления аварии, то такая его работа имеет название low demand mode – «режим с низкой частотой запросов». Режим с низкой частотой запросов предъявляет строгие требования к конструкции и материалам соленоидного клапана, которые должны обеспечивать ресурс в несколько миллионов переключений. С одной стороны, катушка клапана находится постоянно под напряжением – это время может составлять десятки лет, а с другой – сам электромагнитный клапан находится все это время в простое и должен гарантированно сработать в случае возникновения аварии.


Один для всех вариантов исполнений

Возможность использования электромагнитных клапанов Festo повсеместно и соблюдение строгих требований безопасности явилось убедительными аргументами для специалистов, принимающих решения в Bayer. Более 1 500 электромагнитных клапанов VOFC были установлены на различных технологических линиях производства, в составе как противоаварийных систем защиты, так и общепромышленных применений. Большая часть из них установлена на приводах шаровых кранов. Кроме того, заказчик хотел видеть у себя универсальное решение, которое должно иметь одну катушку и может быть установлено как в помещении, так и на улице, а также управлять всеми имеющимися типоразмерами приводов от мала до велика. Последний, но не менее важный пункт заключался в том, что электромагнитный клапан должен соответствовать требованиям взрывозащиты Ex i – искробезопасные цепи для зоны 1. Линейка клапанов VOFC была разработана как раз для систем с такими требованиями и критериями работы.

Электромагнитный клапан изготавливается по принципу клапанной конструкции, не имеющей динамического уплотнения, и переключается без возникновения трения в подвижных элементах за счет наличия диафрагмы. Это решение позволило снизить потребляемую мощность на катушке до 1,8 Вт в общепромышленном и 0,2 Вт в искробезопасном исполнении. При этом клапан имеет высокую расходную характеристику, что опять же очень важно для решений, связанных с безопасностью, т. к. это позволяет уменьшить время переключения привода.

Конечно, при подборе технического решения также принималось во внимание наличие агрессивных составляющих в окружающей среде, клапан соответствует всем необходимым требованиям за счет высокопрочного покрытия Ematal, которое подтвердило свои рабочие характеристики в течение многих лет эксплуатации. Поскольку электромагнитные клапаны предназначены в первую очередь для использования на открытом воздухе, у них нет вентиляционных отверстий, а выхлопные отверстия оснащены специальными обратными клапанами, это предотвращает проникновение дождевой воды и наружного воздуха в приводы.

Питание сжатым воздухом без утечек

Питание электромагнитных клапанов осуществляется с помощью полиуретановой трубки и цанговых фитингов NPQH уже на протяжении многих лет. Преимуществами такого решения являются гибкость, простота и в то же время быстрота установки. Монтаж трубки в фитинг происходит с гарантированной герметичностью благодаря встроенному в фитинг уплотнительному кольцу, но при этом конструкция позволяет легко отсоединять трубку в случае необходимости. Материал трубки стоек к UV-излучению и химическим компонентам окружающей среды.

Т. к. в качестве управляющей среды может использоваться, и воздух, и азот, возможность применения пластиковой трубки разных цветов также является ее преимуществом, поскольку нет необходимости в ее дополнительной маркировке. Использование бухт шланга большой длины позволяет монтировать длинные участки магистрали без стыковочных элементов, которые также могут являться источниками утечек.

Надежный и проверенный с 2002 г. с сертификатом, не имеющим ограничений по эксплуатационному ресурсу

Благодаря реализованным в этом электромагнитном клапане решениям, он первый из пилотно управляемых клапанов получил сертификат TÜV в 1999 г. для применений до АК7, а впоследствии SIL4. С тех пор он
используется многими известными крупными химическими компаниями по всему миру и включен в их стандарты оборудования.

На протяжении вот уже 15 лет ни один из 1 500 установленных на предприятиях концерна Bayer электромагнитных клапанов в искробезопасном исполнении с сертификатом SIL3 не вышел из строя. В 2015 г. 14 из
установленных клапанов были переданы компании Festo для экстремального тестирования в климатической камере, и результаты тестов были более чем удовлетворительными. Теперь компания Festo получила возможность сопоставить результаты лабораторных тестов 1998 г. с 20 образцами с реальных объектов совместно с Германским техническим советом контроля TÜV-Rheinland.

Благодаря этим испытаниям и тестам FMEA (Failure Mode and Effect Analysis – Анализ видов и последствий отказов), проведенным параллельно, TÜV выпустил новый сертификат, который больше не содержит ссылки на какое-либо ограничение срока службы клапанов. Таким образом, теперь эксплуатирующая организация сама вправе указывать срок службы электромагнитных клапанов, который может меняться в зависимости от условий конкретной задачи. Festo – первая компания, получившая сертификат с неограниченным сроком службы для электромагнитных клапанов. Это огромное преимущество как для клиентов, планирующих модернизацию либо строительство новых объектов, так и для клиентов, которые уже используют эти электромагнитные клапаны в течение многих лет.

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 2 (44) 2018
Материалы других разделов по тегу Фесто

Интервью по тегу Фесто

  • Festo - М. Муругин, руководитель подразделения Процесс-техника Festo - М. Муругин, руководитель подразделения Процесс-техника


    Первая половина 2015 года для нашей компании, как ни странно, складывается успешно, несмотря на общие тенденции на рынке. Мы идем с опережением запланированного бюджета, что не может не радовать, но стараемся трезво оценивать ситуацию на рынке и на в...

Статьи по тегу Фесто

  • М. Муругин. Модифицированный PTFE для работы с химически агрессивными средами М. Муругин. Модифицированный PTFE для работы с


    Высокая производительность и безопасность – вот, пожалуй, два краеугольных камня сегодняшнего промышленного производства Наращивая объемы, службы эксплуатации вынуждены решать задачи сохранения работоспособности оборудования с одновременным увеличени...
  • М. Муругин. Пирамида автоматизации и тенденции развития автоматизированной запорной арматуры видение компании Festo М. Муругин. Пирамида автоматизации и тенденции развития


    Совершенствуясь и развиваясь, технологические процессы становятся все сложнее, к ним предъявляется все больше требований не только в отношении производства, но и со стороны служб, отвечающих за экологию, за экономические показатели и пр. Все это вызв...
Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 30 Стандартизация 33 Газ.Нефть.Технологии УФА 14 ЗАО РОУ 11 Вестник арматуростроителя 46 НПО Регулятор 10 Тулаэлектропривод 27 импортозамещение 23 видеорепортаж 29 Ямал СПГ 12 НПАА 34 ОМК 95 Северный поток 10 Теплоснабжение 18 Ремонт и реконструкция 44 Нефтепереработка 18 Инвестиции 49 Запорная арматура 47 Сертификация 70 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 19 Запорно-регулирующая арматура 24 Транснефть 107 Импортозамещение 138 Газпром 194 Награды 11 Аудиты 15 Шаровые краны 94 Клапаны 52 Трубы 50 Новинки и разработки 99 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 62 Контроль и испытания 24 Газ 38 Новое строительство 52 Выставки 40 Обучение и кадры 16 Автоматизация 29 Локализация 23 НИОКР 36 Теплоэнергетика 10 Инновации 38 Международное сотрудничество 81 СПГ 35 Приводы 36 Нефтегаз 37 Новинки 63 посещение предприятий 12 КТОК 26 Нефть и газ 112 Экология 15 Насосное оборудование 44 Сила Сибири 22 ТЭЦ 18 Армалит 29 ЧТПЗ 86 АДЛ 56 ТЭКО-ФИЛЬТР 26 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 11 РТМТ 29 РЭП Холдинг 15 ГОСТ 13 ОМЗ 20 Сплав 21 Белэнергомаш-БЗЭМ 12 АЭМ-технологии 18 Роснефть 49 Темпер 20 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 22 АУМА 32 Ижнефтемаш 18 Ивано-Франковский арматурный завод 15 «АДЛ» 33 Трубная металлургическая компания 33 МК Сплав 102 Завод Трубодеталь 20 АЭС 47 задвижки 13 ОМЗ-Спецсталь 11 ДС Контролз 18 ARMTORG 10 выставка 141 Москва 29 МашСталь 11 арматура 32 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 11 трубопроводная арматура 495 Danfoss 108 клапан 11 БКЗ 40 Барнаульский котельный завод 36 литье 20 Судостроение 13 Astin BGM Group 11 Астин 10 ЦНИИТМАШ 16 нефть 43 Данфосс 132 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 18 KSB 28 Задвижки 28 Camozzi 13 БАЗ 17 Волгограднефтемаш 44 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 15 БРОЕН 11 Итоги года 18 Росатом 89 Атомэнергомаш 60 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 ОЗНА 10 запорная арматура 20 Константа-2 10 ООО Паровые системы 12 Россия 33 Уралхиммаш 18 Индия 10 Emerson 39 Пензтяжпромарматура 24 AUMA 22 «РусГидро» 10 «Конар» 13 ООО «Приводы АУМА» 38 Корпорация «Сплав» 22 ООО "Темпер" 13 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 80 «Трубодеталь» 15 «Армалит» 20 водоснабжение 21 Hawle 21 Татнефть 11 ТМК 49 Гусар 32 Metso 17 ПОЛИПЛАСТИК 25 ТермоБрест 45 Росстандарт 16 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 34 Курганская область 33 ООО «РТМТ» 22 «ПРИВОДЫ АУМА» 21 Энергомашкомплект 13 модернизация 44 ВМЗ 32 Росводоканал 13 Первоуральский новотрубный завод 15 Трубодеталь 12 НОВАТЭК 20 LD 30 НПО ГАКС Армсервис 12 Благовещенский арматурный завод 17 Водоприбор 12 ФРП 11 АЭМ - технологии 13 Петрозаводскмаш 16 США 12 рынок 13 Транснефть – Диаскан 14 ПромАрм 24 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 11 ФАС 11 АБС Электро 44 Газ. Нефть. Технологии 27 ГУП ТЭК СПб 17 ПТПА 20 ПРИВОДЫ АУМА 26 электроприводы 69 Курган 26 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 СПД БИРС 10 промышленность 13 предохранительные клапаны 11 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 11 Китай 28 Курганский арматурный завод 16 НПП ТЭК 13 Силовые машины 22 форум 23 VALTEC 38 семинар 33 ЗапСибНефтехим 26 Магнитогорский металлургический комбинат 18 ММК 22 Северсталь 18 Тяжпромарматура 20 ПАО Татнефть 10 Заметки редактора 44 Armtorg 49 сильфонные компенсаторы 13 GRUNDFOS 22 ГРУНДФОС 20 Авангард 10 Арматуростроитель года 13 Иран 11 металлургия 23 газопровод 31 нефтегазовая отрасль 33 машиностроение 38 итоги 25 КОНАР 23 фитинги 11 конкурс 37 ГАКС-АРМСЕРВИС 28 производство 29 ИФАЗ 19 HEAT&POWER 18 Ижорские заводы 18 Астима 11 СИБУР 44 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 14 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 72 юбилей 23 обзор 11 ПКТБА 13 испытания арматуры 11 ПНТЗ 11 Редукционно-охладительные установки 13 регулирующие клапаны 19 Турция 15 банкротство 12 аудит 30 ЧелябинскСпецГражданСтрой 22 экспорт 16 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 20 нефтепровод 25 Хавле 11 литейное производство 39 оборудование 23 рейтинг 17 Арзамасский приборостроительный завод 16 РАСКО 21 НПФ РАСКО 27 обучение 20 Челябинск 14 обратные клапаны 16 ЧЗЭМ 22 аккредитация 12 атомная промышленность 10 НТА-Пром 11 газовая отрасль 16 Петербургский Международный Газовый Форум 25 Белэнергомаш 20 ГК Авангард 10 Старооскольский арматурный завод 16 Uni-Fitt 11 вебинар 13 фильтры 10 МЗТА 12 конференция 78 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 15 Эмерсон 16 АО «ОКБМ Африкантов» 14 ГК Римера 30 Уплотнения 10 Метран 10 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 16 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 40 Viessmann 13 ЗиО-Подольск 16 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 14 Новое производство 22 Valve World Expo 15 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 поставка арматуры для АЭС 11 АЛНАС 11 РИМЕРА 11 Этерно 12 Владимир Путин 11 расширение ассортимента 12 АЭС Куданкулам 11 ремонт 16 новинка 41 Объединенная металлургическая компания 43 Выксунский металлургический завод 17 стенд 13 WorldSkills Russia 11 PCVExpo 22 Криоген-Экспо 13 нефтегазовый комплекс 10 судовая арматура 10 история арматуростроения 12 автоматизация 13 локализация 15 HERZ 12 Группа ГМС 14 контрафакт 11 магистральный нефтепровод 13 конкурс проектов 11 Газпром нефть 12 новое оборудование 15 энергоэффективность 14 маркетинг 10 шаровые краны 36 трубопроводная арматура для АЭС 13 поставка 37 теплоснабжение 10 Aquatherm Moscow 29 развитие производства 14 строительство газопровода 20 расширение линейки 14 Интергазсерт 11 семинары 16 САЗ Авангард 14 Курганхиммаш 15 Экспоцентр 10 насосные агрегаты 13 трубопроводы 24 Эго Инжиниринг 19 Группа ЧТПЗ 90 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 премия 10 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 19 Атоммаш 11 Уфа 10 rotork 10 строительство 15 Алексей Миллер 10 обновление 12 насосы 18 соглашение 13 Металлообработка 12 технический семинар 11 котлы 14 ТВЭЛ 10 Минпромторг РФ 18 трубная продукция 20 Энергетика 10 поставка оборудования 69 ПНФ ЛГ автоматика 14 открытие производства 15 инжиниринг 12 криогенная арматура 15 MIOGE 17 Машиностроительная корпорация «Сплав» 14 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 29 ВАРК 14 обучение сотрудников 13 система менеджмента качества 15 атомная отрасль 31 нефтяная отрасль 15 российское производство 73 арматуростроение 40 котельное оборудование 19 Выставка 10 Атомная энергетика 16 трубопровод 12 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 23 медиагруппа Armtorg 42 международная выставка 23 мировое арматуростроение 24 БИРС Арматура 19 АО "Атомэнергомаш" 10 Госкорпорация Росатом 11 отгрузка оборудования 16 награда 13 деловая встреча 11 пао газпром 14 Госкорпорация "Росатом" 11 участие в выставках 29 проблемы отрасли 10 проектирование 11 новые технологии 33 компания АДЛ 19 ПАО «Газпром» 14 Бирс 12 СП "ТермоБрест" ООО 15 Нефтегаз-2018 10 поздравление 16 российское арматуростроение 52 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 15 делегация 15 YDF Valves 13 международные стандарты 10 новые разработки 68 водный форум 12 запорно-регулирующая арматура 12 Заводы трубопроводной арматуры 23 PCVExpo 2018 11 интервью с выставки 32 видеорепортаж с производства 27 выставки 10 ЛГ Автоматика 16 интервью с дирекцией 19 видеорепортаж с производственной площадки 13 Белэнергомаш – БЗЭМ 14 Точприбор 13 ЭКВАТЭК 25 участие в выставке 49 ПМГФ - 2018 16 Легенды арматуростроения 10 ЭКВАТЭК 2018 12 трубная промышленность 13 участие в форуме 14 Материалы конференции «Внутренняя стандартизация конечных потребителей трубопроводной арматуры. Новые разработки в отрасли арматуростроения» 12