Эффективность применения дисковых поворотных затворов в качестве запорной арматуры уже доказала свою состоятельность, но регулирующие возможности затворов до сих пор вызывают споры.
Все дело в том, что, как правило, затвор (заслонка) применяется для регулирования больших расходов сред при минимальных перепадах давления. Регулирование при этом получается достаточно качественное и позволяет добиться высокой динамичности выходных параметров. Это традиционное применение затворов: от заслонки в карбюраторе ДВС до огромных заслонок на металлургических предприятиях.
Затворы дисковые не могут заменить классических регулирующих клапанов – и это факт. Однако расширение сферы применения затворов позволяет снизить стоимость узлов регулирования, сократить номенклатуру применяемой арматуры на объекте и в целом повысить эффективность вложения средств в объект производства.
При относительной механической простоте затворы дисковые имеют особенности математического описания на сложных режимах работы. Если для классических регулирующих клапанов математические модели большинства режимов работы уже рассчитаны и временные затраты на расчет (и, следовательно, стоимость) в большинстве случаев минимальны, то затворы дисковые при погружении в более сложные режимы работы требуют специальных подходов к проектированию.
При всей внешней конструктивной простоте затвора расчет работы в режимах кавитации требует серьезных ресурсов. Борьба с негативным влиянием кавитации в конструктиве дискового поворотного затвора – это непростая задача как с точки зрения математического расчета, так и с точки зрения механического воплощения конструктивного замысла в жизнь.
Доля стоимости гидравлического/аэродинамического анализа может достигать 20-35 % в итоговой стоимости изделия. Тем не менее такие затраты оправданы на тех участках, где применение классических методов регулирования связано с дорогостоящими техническими решениями.
Современное развитие средств автоматического проектирования за рубежом и в Российской Федерации позволяет значительно сократить стоимость предварительного расчета клапана. Задача предварительного расчета клапана является определяющей во всем процессе проектирования регулирующего клапана: стоит ли компании вписываться в дорогостоящие расчеты или для данного случая затвор дисковый не будет являться оптимальным решением? Потому проведение предварительного расчета – это очень ответственная задача. Таким образом, специалист, который находится на острие продаж – инженер поддержки продаж, – определяет, будет ли компания инвестировать средства в детальный расчет. Такие специалисты являются большим дефицитом на сегодняшнем арматурном рынке, и по опыту «Оль Гутермут» можно смело заявить, что срок практической подготовки (обучение на рабочем месте) специалиста составляет не менее 2-3 лет.
Итак, если специалист решает, что для конкретной задачи можно применить дисковый поворотный затвор, но задача при этом технически сложна, то в дело вступают специалисты детального проектирования. Технически такими специалистами могут быть специально подготовленные конструкторы из собственного штата сотрудников, но это зачастую экономически неоправданно, так как для таких специалистов нужно находить постоянные задачи, которые будут иметь практическую реализацию. Поэтому на практике для детального расчета клапанов привлекаются субподрядные организации. Ими могут быть как зарубежные инжиниринговые фирмы, так и отечественные НИИ. Наша компания, учитывая высокую значимость «экономики знаний» в хозяйственной деятельности государства, старается размещать подобные заказы в России.
Буквально 14 лет назад, когда OHL Gutermuth Industrial Valves GmbH только открыло свое представительство в России, расчеты велись вручную и требовали значительных затрат времени специалистов высокого класса. Сегодня же у высококлассных специалистов есть возможность, применяя программные комплексы, сократить время расчетов.
Для самых сложных случаев требуется применение CFD-анализа (Computational fluid dynamics). Данный вид расчета позволил дополнительно расширить сферу применения дисковых затворов. Условия, которые ранее казались недостижимыми, теперь становятся стандартными. Борьба одновременно с шумами и кавитацией, тонкая игра потоком – перенаправление кавитации в зоны, где шумы будут самокомпенсироваться, – все это сложная, но очень интересная задача.
При этом высокая стоимость проектирования компенсируется снижением затрат на производство клапана по сравнению с использованием традиционных методов регулирования. Привлечение сторонних источников знаний, использование дополнительных средств управления потоком, использование средств повышения живучести клапана в условиях кавитации ложится на базу из очень технологичного устройства с низкой металлоемкостью – затвора дискового. Таким образом, конечный результат без потери качества может являться экономически и технически эффективным средством регулирования потоков сред.
Производители высокотехнологичного оборудования сегодня вынуждены искать новые пути усовершенствования своего продукта – снижать стоимость товара, повышая его эффективность. Очень грубо и образно выражаясь, при росте цены за один условный килограмм товара на 35 % задача производителя – снизить итоговый вес товара на 50 %. То есть добиться того, чтобы в итоговой стоимости товара значительную часть занимала наукоемкая составляющая, а не стоимость только материала (исключением является применение специальных материалов).
Именно в постоянном повышении конструктивного совершенства изделия мы видим путь развития современного промышленного предприятия и призываем всех производителей трубопроводной арматуры активно применять в своей деятельности современные средства автоматизированного проектирования.
