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 28 Стандартизация 26 Газ.Нефть.Технологии УФА 13 ЗАО РОУ 10 Вестник арматуростроителя 39 Тулаэлектропривод 23 импортозамещение 20 видеорепортаж 24 Ямал СПГ 12 НПАА 34 ОМК 90 Северный поток 10 Теплоснабжение 15 Ремонт и реконструкция 44 Нефтепереработка 17 Инвестиции 48 Запорная арматура 35 Сертификация 63 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 19 Запорно-регулирующая арматура 21 Транснефть 102 Импортозамещение 133 Газпром 191 Аудиты 14 Шаровые краны 87 Клапаны 40 Трубы 49 Новинки и разработки 94 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 55 Контроль и испытания 24 Газ 38 Новое строительство 52 Выставки 38 Обучение и кадры 16 Автоматизация 22 Локализация 21 НИОКР 36 Инновации 37 Международное сотрудничество 77 СПГ 33 Приводы 31 Нефтегаз 36 Новинки 62 КТОК 26 Нефть и газ 111 Экология 10 Насосное оборудование 37 Сила Сибири 22 ТЭЦ 18 Армалит 25 ЧТПЗ 80 АДЛ 47 ТЭКО-ФИЛЬТР 26 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 26 РЭП Холдинг 14 ГОСТ 11 ОМЗ 19 Сплав 21 АЭМ-технологии 17 Роснефть 48 Темпер 17 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 20 АУМА 28 Ижнефтемаш 16 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 29 Трубная металлургическая компания 25 МК Сплав 93 Завод Трубодеталь 19 АЭС 46 ОМЗ-Спецсталь 10 ДС Контролз 18 выставка 136 Москва 28 МашСталь 11 арматура 27 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 436 Danfoss 91 БКЗ 37 Барнаульский котельный завод 21 литье 18 Судостроение 13 Astin BGM Group 11 ЦНИИТМАШ 14 нефть 43 Данфосс 115 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 18 KSB 25 Задвижки 27 Camozzi 13 БАЗ 17 Волгограднефтемаш 42 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 15 Итоги года 16 Росатом 87 Атомэнергомаш 59 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 запорная арматура 14 ООО Паровые системы 12 Россия 32 Уралхиммаш 17 Индия 10 Emerson 36 Пензтяжпромарматура 24 AUMA 17 «РусГидро» 10 «Конар» 13 ООО «Приводы АУМА» 31 Корпорация «Сплав» 20 ООО "Темпер" 10 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 79 «Трубодеталь» 14 «Армалит» 18 водоснабжение 15 Hawle 19 Татнефть 11 ТМК 43 Гусар 31 Metso 14 ПОЛИПЛАСТИК 23 ТермоБрест 38 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 30 Курганская область 29 ООО «РТМТ» 19 «ПРИВОДЫ АУМА» 19 Энергомашкомплект 12 модернизация 41 ВМЗ 28 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 14 Трубодеталь 12 НОВАТЭК 19 LD 23 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 16 ФРП 11 АЭМ - технологии 12 Петрозаводскмаш 13 США 12 рынок 13 Транснефть – Диаскан 12 ПромАрм 23 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 11 ФАС 11 АБС Электро 44 Газ. Нефть. Технологии 26 ГУП ТЭК СПб 13 ПТПА 19 ПРИВОДЫ АУМА 21 электроприводы 61 Курган 25 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 промышленность 13 предохранительные клапаны 10 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 10 Китай 28 Курганский арматурный завод 14 НПП ТЭК 13 Силовые машины 20 форум 23 VALTEC 38 семинар 33 ЗапСибНефтехим 26 Магнитогорский металлургический комбинат 11 ММК 15 Северсталь 17 Тяжпромарматура 20 Заметки редактора 40 Armtorg 48 сильфонные компенсаторы 12 GRUNDFOS 18 ГРУНДФОС 17 Авангард 10 металлургия 23 газопровод 31 нефтегазовая отрасль 30 машиностроение 34 итоги 25 КОНАР 23 фитинги 10 конкурс 34 ГАКС-АРМСЕРВИС 26 производство 27 ИФАЗ 17 HEAT&POWER 15 Ижорские заводы 15 Астима 10 СИБУР 41 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 13 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 64 юбилей 18 обзор 10 ПКТБА 12 испытания арматуры 10 ПНТЗ 10 Редукционно-охладительные установки 11 регулирующие клапаны 19 Турция 13 аудит 28 ЧелябинскСпецГражданСтрой 19 экспорт 14 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 20 нефтепровод 25 литейное производство 36 оборудование 18 рейтинг 14 Арзамасский приборостроительный завод 12 РАСКО 19 НПФ РАСКО 25 обучение 16 Челябинск 14 обратные клапаны 16 ЧЗЭМ 20 аккредитация 12 атомная промышленность 10 НТА-Пром 11 газовая отрасль 13 Петербургский Международный Газовый Форум 22 Белэнергомаш 16 Старооскольский арматурный завод 12 Uni-Fitt 11 вебинар 13 фильтры 10 МЗТА 12 конференция 66 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 11 Эмерсон 14 АО «ОКБМ Африкантов» 14 ГК Римера 28 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 14 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 32 Viessmann 13 ЗиО-Подольск 16 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 11 Новое производство 19 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 АЛНАС 10 РИМЕРА 10 Этерно 12 Владимир Путин 10 АЭС Куданкулам 11 ремонт 16 новинка 39 Объединенная металлургическая компания 35 Выксунский металлургический завод 13 стенд 13 PCVExpo 15 нефтегазовый комплекс 10 история арматуростроения 12 автоматизация 13 локализация 11 HERZ 11 Группа ГМС 13 контрафакт 11 магистральный нефтепровод 13 Газпром нефть 11 новое оборудование 13 энергоэффективность 13 маркетинг 10 шаровые краны 23 трубопроводная арматура для АЭС 12 поставка 35 теплоснабжение 10 Aquatherm Moscow 26 строительство газопровода 20 Интергазсерт 10 семинары 12 Курганхиммаш 11 Экспоцентр 10 трубопроводы 20 Эго Инжиниринг 17 Группа ЧТПЗ 77 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 16 Уфа 10 строительство 15 Алексей Миллер 10 насосы 16 соглашение 12 Металлообработка 12 котлы 14 Минпромторг РФ 17 трубная продукция 11 поставка оборудования 46 ПНФ ЛГ автоматика 14 инжиниринг 10 криогенная арматура 10 MIOGE 17 Машиностроительная корпорация «Сплав» 10 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 22 ВАРК 11 обучение сотрудников 12 система менеджмента качества 11 атомная отрасль 30 нефтяная отрасль 11 российское производство 70 арматуростроение 31 Атомная энергетика 16 трубопровод 11 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 23 медиагруппа Armtorg 38 международная выставка 21 мировое арматуростроение 23 БИРС Арматура 17 Госкорпорация Росатом 11 награда 10 пао газпром 14 участие в выставках 26 проблемы отрасли 10 проектирование 10 новые технологии 31 компания АДЛ 10 Бирс 11 Нефтегаз-2018 10 поздравление 10 российское арматуростроение 42 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 12 делегация 12 YDF Valves 13 новые разработки 39 Заводы трубопроводной арматуры 20 видеорепортаж с производства 19 ЛГ Автоматика 16 Точприбор 13 ЭКВАТЭК 11 участие в выставке 18 ПМГФ - 2018 10