С. Цанюга, Е. Ефимов. Повышение надежности и эффективности клапанов аварийного закрытия MIV V3-06H

С. Цанюга, Е. Ефимов. Повышение надежности и эффективности клапанов аварийного закрытия MIV V3-06H...

Статьи про обратные клапаны MIV, опубликованные в двух предыдущих номерах журнала, вызвали значительный интерес у читателей. В редакцию и к представителю завода пришло более 20 обращений с вопросами ― прежде всего, по обратным клапанам с гидравлическими приводами. Поэтому завод MIV решил подробнее рассказать об этой арматуре и даже привлек для этой цели эксперта с мировым именем в области гидравлических приводов и обратных клапанов, обладателя патентов на изобретения в данной области ― господина Цанюгу (Canjuga), который выступил соавтором данной статьи, а также любезно предоставил рисунки и фотографии.

Итак, в качестве «базы» для клапанов аварийного закрытия MIV используются хорошо зарекомендовавшие себя, проверенные временем, оптимальные по цене и качеству затворы типа V3-06 производства Metalska industrija Varazdin.

Так как «железо», скажем так, консервативно ― изменения в конструкции на протяжении многих лет минимальны, а ноу- хау всем, включая конкурентов, достаточно хорошо известны ― то компания MIV делает упор на улучшение таких типов арматуры. Прежде всего, совершенствуются гидравлический привод и опциональные элементы, которые в комплексе позволяют рассматривать арматуру уже не просто как клапан аварийного закрытия, а как полноценное системное решение для защиты насосов, оборудования и трубопроводов, позволяя клиенту решать задачи более высокого уровня. Самыми современными устройствами электрогидравлического типа являются приводы фирмы HYDROMAT типа HAWL (Hydraulic Actuator Weight Loaded).

Рисунок 1 ― Клапаны аварийного закрытия MIV V3-06H с HAWL (производства HYDROMAT) на одном из объектов севера Норвегии
Рисунок 2 ― Клапаны аварийного закрытия MIV V3-06H с HAWL (производства HYDROMAT) на одном из объектов севера Норвегии

Основные преимущества, предлагаемые новым приводом типа HAWL:

• Модульная концепция, компактный дизайн и присоединение по стандартам ISO 5211 позволяет обеспечить быстрый и легкий монтаж устройства на клапане, т.н. plug and play.

• Специальный подшипник рычага с грузом используется только для передачи крутящего момента без дополнительной нагрузки на подшипники вала арматуры.

Рисунок 3 ― Широкая линейка приводов HAWL HYDROMAT
Рисунок 4 ― Широкая линейка приводов HAWL HYDROMAT

• Привод в стандартной версии (по умолчанию) оснащен собственным электрогидравлическим блоком ― маслостанцией для автономной работы. Это соответствует концепции фирмы ― производить устройства по типу plug and play (высокой степени готовности, «присоедини и работай»). Заказчику нужно только обеспечить питание, которое было оговорено при заказе и для параметров которого спроектировано и произведено оборудование. Также может быть применен внешний источник гидравлического давления для привода, при условии, что он обеспечивает нужное давление 70-250 бар и использует «совместимое» масло.

Рисунок 5 ― Варианты установки привода HAWL и рычагов с грузом (направление на закрытие) на клапане V3-06H

• Привод с собственным электрогидравлическим блоком используется для открытия и автоматического удержания клапана в режиме «открыто».

• Электрогидравлический силовой блок CEHPU работоспособен при температуре от –40 до +80ºC в стандартном исполнении (другие температуры по запросу).

• По желанию заказчика также могут быть предложены специальные версии питания привода: пневматика, гидравлика и т. д.

• Все версии приводов оснащены ручным насосом для аварийного ручного управления открытием клапана.

• Приводы сконструированы с учетом экологической безопасности: используются минеральные масла, утечки масла и загрязнения среды практически исключены.

• Рычаг с грузом выполнены отдельно (модульная концепция), предусмотрена простая установка. Это позволяет индивидуально подойти к решению конкретных задач эксплуатации.

• Стандартная версия производится с двумя настраиваемыми датчиками-микропереключателями конечного положения (защита IP65) для определения системой позиций «открыто» и «закрыто».

• По запросу привод может быть оснащен вращающимся датчиком положения (4–20 мА) или дополнительными микровыключателями.

• Интеллектуальный дизайн клапанов с соответствующими датчиками для закрытия или открытия, с контроллерами потока и давления.

Рисунок 6 ― Панель (шкаф) управления клапаном аварийного закрытия MIV
Рисунок 7 ― Клапан аварийного закрытия ДУ 1400 Ру 16 с HAWL, ПГУ-450, Бельгия, проект SIEMENS

• Стандартная версия имеет регулируемые 2-ступенчатые демпферы для этапов закрытия 70 + 30%. По запросу может быть поставлен 3-ступенчатый демпфер с активацией каждого этапа в любой позиции в соответствии с выполненной настройкой.

• Функция аварийного закрытия может быть расширена путем установки PTM (paddle-trip mechanism) ― механизма для регистрации превышения скорости потока. Об этом устройстве подробно будет рассказано ниже.

Рисунок 8 ― Ручной гидравлический насос HYDROMAT для MIV V3-06H, интегрированный в разнотипные блоки CEHPU (насос-помпа размещен с правой стороны каждого блока на рис., ручка насоса съемная, травмобезопасная, закреплена в металлическом кармане на блоке)

• Концепция работы электрогидравлического привода может быть типа НЗ (нормально закрытый) или НО (нормально открытый).

• Фиксированные механические ограничители могут быть настроены на «открыто» и «закрыто» ±3%.

• Настраиваемое время открытия и закрытия клапана с помощью клапана регулирования скорости на приводе.

• Использование режима «Сервис» позволяет надежно заблокировать клапан в открытом или закрытом положении для безопасности в случае обслуживания/ревизии клапана и/или трубопровода.

• Устройства HAWL предназначены для максимального рабочего давления 160 бар, испытательного давления 250 бар, а в случае повреждения устройства ― до 375 атм.

• Итоговое тестирование проводится в соответствии с максимальным крутящим моментом привода и осуществляется на собственном испытательном стенде до 250000 Н•м

Привод HAWL выпускается также в версии FOV (Fast Open Valve), которая обеспечивает дополнительные новые преимущества клапану аварийного закрытия V3-06H в виде исключительно быстрого открытия арматуры гидравлическим приводом: за время ≥2 секундам (в зависимости от диаметра арматуры) клапан может быть открыт на 50 и более процентов, что особенно важно для некоторых систем. Старые модели (с приводами предыдущего поколения) V3-06H и многие из моделей конкурентов не имеют такого преимущества.

Рисунок 9 ― Клапан аварийного закрытия MIV V3-06H DN 1400 PN 25 с HAWL48+PTM (справа сверху на трубопроводе)
Рисунок 10 ― HAWL FOV

Отдельного внимания заслуживает, как отмечалось выше, устройство paddle-trip mechanism (PTM) ― механизм для регистрации превышения скорости потока, которое позволяет рассматривать клапан аварийного закрытия не просто как обычную арматуру, а как готовое системное решение.

Рисунок 11 ― Механизм PTM
Рисунок 12 ― Механизм PTM

Рисунок 13 ― PTM в защитном кожухе

PTM ― это продукт многолетних НИОКР HYDROMAT, целью которых было повышение функционала и надежности клапанов аварийного закрытия и электрогидравлических приводов HAWL в частности. Механизм PTM ― это датчик для регистрации превышения скорости потока в трубопроводе и последующего безопасного закрытия клапана. Если обычный обратный клапан и клапан аварийного закрытия без PTM не могут стопроцентно гарантированно среагировать, например, на разрыв трубопровода (см. рисунок), то клапан V3-06H с PTM фиксирует эту аварийную ситуацию и позволяет уменьшить ее негативное воздействие путем перекрытия потока. В отличие от обычных сенсоров и датчиков PTM является энергонезависимым и обладает исключительно высокой надежностью и ресурсом (50 лет). Все части механизма изготавливаются из высококачественной нержавеющей стали. Целесообразно защитить PTM от внешних воздействий путем установки обрешетки с крышей, оберегающей устройство от физического воздействия и осадков (поставляется в комплекте с PTM).

Механизм PTM устанавливается на трубопроводах диаметром более 300 мм.

При заказе необходимо указать нормальную скорость потока и при каком превышении скорости должен срабатывать PTM. Заказчик получит клапан аварийного закрытия MIV V3- 06H с электрогидравлическим приводом HAWL и PTM, настроенными по параметрам, необходимым именно в этом случае. PTM имеет так называемое «весло» (англ. paddle, от которого и происходит название механизма), которое работает в потоке, и при превышении скорости, отклоняясь на определенный угол, переключает пилотный клапан. Пилотный клапан инициирует работу электрогидравлического привода HAWL, и клапан V3-06H MIV закрывается, энергонезависимо, с помощью рычагов и грузов, которые также индивидуально просчитываются программным способом при изготовлении арматуры на основе исходных данных заказчика. Конечно, закрытие арматуры происходит плавно, демпфируется, в течение заданного промежутка времени, условно состоящего из двух или трех отрезков, различных по времени и скорости закрытия арматуры.

Рисунок 14 ― Клапан аварийного закрытия Ду 1800 Ру 10 типа V3-06H с HAWL48+PTM
Рисунок 15 ― Клапан аварийного закрытия Ду 1800 Ру 10 типа V3-06H с HAWL48+PTM

Клапаны V3-06H с PTM наиболее часто находят применение в таких местах, как:

Рисунок 16― Принципиальная схема установки клапана аварийного закрытия с PTM

• длинные циркводоводы;
• рядом с турбиной, на входе;
• на выходе из больших резервуаров (см. рисунок справа);
• трубопроводы, проходящие выше или ниже железной дороги, шоссе, зданий, где разливы поврежденных трубопроводов могут вызвать негативные последствия, в том числе угрожающие безопасности людей.

PTM не рекомендованы для рабочих сред, содержащих крупные металлические частицы, загрязнения и мусор, которые могут нарушать нормальные режимы работы PTM. Впрочем, такие же рекомендации по чистоте рабочей среды имеют многие электронные и механические датчики других конструкций.

Мы не случайно привели в статье фотографии арматуры с одного из объектов Норвегии, расположенного за Полярным кругом, куда были поставлены клапаны MIV в составе системного решения HYDROMAT.

Рисунок 17 ― Географическое положение объекта, где специалисты HYDROMAT установили свое оборудование
Рисунок 18 ― Природа Норвегии ― здесь используется приводная техника HYDROMAT и железо MIV

Ведь у многих заказчиков из РФ есть предубеждение относительно использования таких клапанов в суровых российских климатических условиях. Наряду с консерватизмом проектировщиков в отношении применения такой арматуры там, где они действительно могли бы быть востребованы (и идеально подошли бы) вместо обычных обратных клапанов, этот фактор ограничивает потенциальный успех такой арматуры (системных решений) в России, несмотря на повышенный интерес со стороны европейских заказчиков.

Рисунок 19 ― HAWL48 и PTM300 HYDROMAT для арматуры V3-06H Ду 2200

На нашей памяти был только один похожий проект ― это Нововоронежская АЭС, где по проекту были предусмотрены клапаны аварийного закрытия Ду 2200 (без датчиков ускорения потока). К нашему сожалению, тогда для заказчика определяющим фактором на тендере оказалась цена. Конкурент предложил стоимость на 10% ниже нашей, но до этого момента ни разу не производил арматуры с таким алгоритмом работы (!), и, по нашим сведениям, диаметра 2200 также не выпускал, хотя он достаточно известен «Росатому» по поставкам арматуры других конструкций и диаметров.

К слову, во время выставки PCVExpo-2013 бывший (на момент проведения выставки) главный конструктор этого завода посетил наш стенд и в ходе короткой дружеской беседы признал тот заказ ошибкой. Завод-изготовитель, который он представлял, не обладал ноу-хау для производства такой арматуры, и конечный продукт, который получил чересчур экономный заказчик, фактически оказался экспериментальным, недоработанным. Как сказал директор завода MIV Франио Турек в статье о своем предприятии, опубликованной в юбилейном 20-м номере «Вестника арматурщика», «скупой платит дважды, а экономный только раз». Выбор всегда за вами, уважаемые читатели, потребители и закупщики арматуры!

Рисунок 20 ― Стенд MIV-Арматура ГмбХ на PCVExpo-2013
Рисунок 21 ― Стенд MIV-Арматура ГмбХ на PCVExpo-2013

В продолжение подробного рассказа о продукции MIV ожидайте в следующем номере «Вестника арматурщика» статью о новых разработках MIV и HYDROMAT. Авторы предложат несколько нетрадиционный взгляд на арматуру, проанализировав стоимость владения арматурой (обратным клапаном) одного и того же функционала, но разной конструкции базового изделия и навесных опциональных устройств. Вы узнаете, выгодно ли на самом деле покупать дешевую арматуру, и как чуть более дорогой клапан может несколько раз окупиться за один год эксплуатации. Своим мнением поделится ведущий специалист-эксперт в данной области г-н Canjuga (HYDROMAT), любезно согласившийся сотрудничать с «Вестником», ведущий специалист завода MIV г-н Martinjak и представитель завода в РФ Евгений Ефимов, имеющий более чем 10-летний опыт поставок обратных клапанов разных конструкций на российский рынок.

Внимание! Перепечатка и использование размещенного текста, фотографий и рисунков разрешается только по письменному согласию авторов статьи. Все права защищены.

Опубликовано в «Вестнике арматурщика» № 4 (24) 2015

Размещено в номере: "Вестник арматурщика" № 4 (24) 2015
Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 30 Стандартизация 35 Газ.Нефть.Технологии УФА 14 ЗАО РОУ 11 Вестник арматуростроителя 51 НПО Регулятор 11 Тулаэлектропривод 27 импортозамещение 24 видеорепортаж 33 Ямал СПГ 12 НПАА 34 ОМК 97 Северный поток 10 Теплоснабжение 21 Ремонт и реконструкция 44 Нефтепереработка 18 Инвестиции 49 Запорная арматура 54 Сертификация 73 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 22 Запорно-регулирующая арматура 28 Транснефть 108 Импортозамещение 138 Газпром 194 Награды 21 Аудиты 15 Шаровые краны 96 Клапаны 55 Трубы 50 Новинки и разработки 99 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 66 Контроль и испытания 24 Газ 38 Новое строительство 52 Выставки 40 Обучение и кадры 16 Автоматизация 30 Локализация 27 НИОКР 36 Теплоэнергетика 11 Инновации 38 Международное сотрудничество 82 СПГ 35 Приводы 40 Нефтегаз 38 Новинки 63 посещение предприятий 12 КТОК 26 Нефть и газ 112 Экология 15 Насосное оборудование 47 Сила Сибири 22 РАВВ 11 ТЭЦ 18 Армалит 30 ЧТПЗ 87 АДЛ 57 ТЭКО-ФИЛЬТР 27 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 11 РТМТ 31 РЭП Холдинг 15 ГОСТ 13 ОМЗ 20 Сплав 22 Белэнергомаш-БЗЭМ 13 АЭМ-технологии 18 Роснефть 49 Темпер 21 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 22 АУМА 36 Ижнефтемаш 18 Ивано-Франковский арматурный завод 16 «АДЛ» 33 Трубная металлургическая компания 37 МК Сплав 105 Завод Трубодеталь 21 АЭС 47 задвижки 14 ОМЗ-Спецсталь 11 ДС Контролз 19 ARMTORG 12 выставка 147 Москва 29 МашСталь 12 арматура 32 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 11 трубопроводная арматура 531 Danfoss 117 клапан 11 БКЗ 40 Барнаульский котельный завод 39 литье 21 Судостроение 13 Astin BGM Group 11 Астин 10 ЦНИИТМАШ 16 нефть 43 Данфосс 140 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 18 KSB 32 Задвижки 29 Camozzi 13 БАЗ 17 Волгограднефтемаш 45 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 15 БРОЕН 11 Итоги года 18 Росатом 90 Атомэнергомаш 60 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 ОЗНА 12 запорная арматура 21 Константа-2 10 ООО Паровые системы 12 Россия 33 Уралхиммаш 18 Индия 10 Emerson 40 Пензтяжпромарматура 24 AUMA 23 «РусГидро» 10 «Конар» 14 ООО «Приводы АУМА» 41 Корпорация «Сплав» 22 ООО "Темпер" 14 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 80 «Трубодеталь» 15 «Армалит» 21 НПО "Регулятор" 13 водоснабжение 23 Hawle 22 Татнефть 11 ТМК 51 Гусар 32 Metso 17 ПОЛИПЛАСТИК 25 ТермоБрест 47 Росстандарт 18 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 35 Курганская область 33 ООО «РТМТ» 24 «ПРИВОДЫ АУМА» 21 Энергомашкомплект 13 модернизация 46 Арматурный Завод 10 ВМЗ 32 Росводоканал 13 Первоуральский новотрубный завод 15 Трубодеталь 13 НОВАТЭК 20 LD 32 НПО ГАКС Армсервис 13 Благовещенский арматурный завод 17 Водоприбор 13 ФРП 11 АЭМ - технологии 13 Петрозаводскмаш 16 США 12 рынок 13 Транснефть – Диаскан 14 ПромАрм 24 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 12 ФАС 11 АБС Электро 44 Газ. Нефть. Технологии 27 ГУП ТЭК СПб 17 ПТПА 20 ПРИВОДЫ АУМА 31 электроприводы 73 Курган 26 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 СПД БИРС 11 промышленность 14 предохранительные клапаны 13 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 11 Китай 28 дисковые затворы 10 газовое оборудование 10 Курганский арматурный завод 16 НПП ТЭК 13 Силовые машины 23 форум 24 VALTEC 38 семинар 33 ЗапСибНефтехим 26 Магнитогорский металлургический комбинат 19 ММК 23 Северсталь 19 Тяжпромарматура 20 ПАО Татнефть 10 Заметки редактора 44 Armtorg 48 сильфонные компенсаторы 13 GRUNDFOS 23 ГРУНДФОС 21 Авангард 11 Арматуростроитель года 18 Иран 11 металлургия 23 газопровод 31 нефтегазовая отрасль 34 машиностроение 40 итоги 25 КОНАР 24 фитинги 12 конкурс 38 ГАКС-АРМСЕРВИС 29 производство 29 ИФАЗ 20 HEAT&POWER 19 Ижорские заводы 18 Астима 11 СИБУР 45 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 12 ПНТЗ 11 Редукционно-охладительные установки 13 регулирующие клапаны 19 Турция 15 банкротство 12 аудит 30 ЧелябинскСпецГражданСтрой 22 экспорт 17 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 20 нефтепровод 25 Хавле 12 литейное производство 43 оборудование 23 рейтинг 18 Арзамасский приборостроительный завод 16 РАСКО 21 НПФ РАСКО 28 обучение 23 KSB Group 13 Челябинск 14 обратные клапаны 16 ЧЗЭМ 25 аккредитация 13 атомная промышленность 10 Temper 10 НТА-Пром 12 газовая отрасль 16 Петербургский Международный Газовый Форум 25 Белэнергомаш 21 ГК Авангард 10 Старооскольский арматурный завод 16 Uni-Fitt 11 вебинар 13 фильтры 11 МЗТА 12 конференция 78 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 17 Эмерсон 16 АО «ОКБМ Африкантов» 14 ГК Римера 30 Уплотнения 10 Метран 11 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 16 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 42 Viessmann 13 ЗиО-Подольск 16 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 14 Новое производство 22 Valve World Expo 17 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 поставка арматуры для АЭС 11 АЛНАС 11 РИМЕРА 11 Valve World Expo - 2016 10 Этерно 12 Владимир Путин 11 расширение ассортимента 13 АЭС Куданкулам 11 ремонт 16 качество 11 новинка 41 Объединенная металлургическая компания 45 Выксунский металлургический завод 17 стенд 13 WorldSkills Russia 11 PCVExpo 24 Криоген-Экспо 13 нефтегазовый комплекс 10 судовая арматура 12 история арматуростроения 12 автоматизация 14 локализация 15 HERZ 12 Группа ГМС 14 контрафакт 12 магистральный нефтепровод 13 конкурс проектов 11 Газпром нефть 12 новое оборудование 16 энергоэффективность 14 маркетинг 10 шаровые краны 39 трубопроводная арматура для АЭС 13 поставка 39 теплоснабжение 10 Aquatherm Moscow 43 развитие производства 16 строительство газопровода 20 расширение линейки 16 Интергазсерт 11 семинары 17 САЗ Авангард 15 Курганхиммаш 17 Экспоцентр 11 насосные агрегаты 14 трубопроводы 25 Эго Инжиниринг 21 Группа ЧТПЗ 92 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 премия 11 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 20 Атоммаш 11 Уфа 10 rotork 10 строительство 15 Алексей Миллер 10 обновление 14 насосы 20 соглашение 13 Металлообработка 13 технический семинар 14 котлы 14 ТВЭЛ 10 Минпромторг РФ 18 трубная продукция 27 Энергетика 10 испытания 10 поставки оборудования 10 поставка оборудования 87 патент 10 ПНФ ЛГ автоматика 14 открытие производства 18 инжиниринг 12 новинки 11 криогенная арматура 16 Группа ПОЛИПЛАСТИК 10 MIOGE 17 Машиностроительная корпорация «Сплав» 15 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 30 ВАРК 15 обучение сотрудников 19 система менеджмента качества 15 атомная отрасль 31 нефтяная отрасль 16 российское производство 75 арматуростроение 46 котельное оборудование 19 технологии 10 Выставка 11 Атомная энергетика 16 трубопровод 12 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 24 медиагруппа Armtorg 46 международная выставка 25 мировое арматуростроение 25 БИРС Арматура 20 АО "Атомэнергомаш" 10 Госкорпорация Росатом 11 отгрузка оборудования 20 награда 15 деловая встреча 11 ЭЛЕМЕР 10 пао газпром 14 Госкорпорация "Росатом" 11 участие в выставках 35 проблемы отрасли 10 проектирование 11 новые технологии 35 компания АДЛ 20 НПО «Регулятор» 10 ПАО «Газпром» 14 Бирс 12 СП "ТермоБрест" ООО 18 награждение 12 Нефтегаз-2018 10 поздравление 19 праздник 10 Lady арматуростроения 12 российское арматуростроение 53 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 17 делегация 16 YDF Valves 13 международные стандарты 10 новые разработки 77 водный форум 12 запорно-регулирующая арматура 13 Заводы трубопроводной арматуры 23 PCVExpo 2018 12 интервью с выставки 33 Повышение производительности труда 10 видеорепортаж с производства 34 выставки 12 сертификация 10 ЛГ Автоматика 17 интервью с дирекцией 20 видеорепортаж с производственной площадки 13 Белэнергомаш – БЗЭМ 15 Точприбор 13 ЭКВАТЭК 26 участие в выставке 67 Aquatherm Moscow 2019 18 ПМГФ - 2018 17 Легенды арматуростроения 10 ЭКВАТЭК 2018 13 трубная промышленность 20 участие в форуме 17 Hartmann 10 Материалы конференции «Внутренняя стандартизация конечных потребителей трубопроводной арматуры. Новые разработки в отрасли арматуростроения» 12 Конкурс 10