Особенностью современных технологических процессов в производствах различных отраслей промышленности является повсеместное использование однотипного по функциональному назначению и конструкции оборудования. К такому оборудованию, например, относятся различного рода приводы и системы управления.
Совокупность пневматического привода с системой управления — это взаимосвязанные технические устройства, объединенные в единую систему с общим алгоритмом функционирования, взаимодействие которых осуществляется посредством электрических сигналов и газообразной рабочей среды.
Управление энергией газообразной среды осуществляется через клапаны, дроссели, распределители и другие элементы направляющей и регулирующей подсистемы привода.
Основываясь на многолетнем опыте в автоматизации промышленных процессов, компания ООО «ФЕСТО-РФ» разработала для особо опасных отраслей, таких как химическая, нефтяная и газовая, пневматический привод с системой управления типа GBVA/DAPS.
Пневматический привод с системой управления — это исполнительный механизм, в состав которого входит комплекс устройств, предназначенных для получения усилий и перемещений, рабочей средой которого служат газообразные среды под избыточным давлением. Назначение данной системы — управление четвертьоборотной запорной и запорно-регулирующей арматурой. В качестве рабочей среды для пневматического привода GBVA/DAPS может выступать как воздух, так и природный (импульсный) газ.
Система является российским продуктом. Она собирается и тестируется на производственной базе ООО «ФЕСТО-РФ» в г. Москве и Симферополе. Комплектующие изготавливаются на заводах головной компании FESTO AG&Со в Германии. Все права по этой разработке, разрешительные документы, включая патенты, принадлежат ООО «ФЕСТО-РФ».
В связи с обширной географией и, соответственно, разными климатическими условиями, при разработке учитывались многие факторы: это и низкие температуры Крайнего Севера, сейсмическая активность Дальнего Востока, обильные дожди, переходящие в снегопады средней полосы. Проведен целый ряд испытаний и исследований в независимых лабораториях. В Санкт-Петербурге в испытательной лаборатории ЗАО «Техномарин» проведен тест на работоспособность системы GBVA/ DAPS при пониженной температуре (наработка 5000 циклов при температуре -60°С); подтвержден класс пыле-влагозащиты IP66; в комплекте с шаровым краном проведены испытания на сейсмостойкость при 9 баллах по шкале MSK совместно с ОАО «ВНИИАМ».
Следующей проверкой GBVA/DAPS стал испытательный полигон филиала «Саратоворгдиагностика». Система тестировалась с шаровым краном в условиях, максимально приближенным к реальным. Наработка, в соответствии с программой испытаний, составила 4000 циклов.
На полигоне «ИркутскНИИхиммаш» (г. Ангарск) систему GBVA/ DAPS подвергли воздействию открытого пламени температурой +1000°С в течение 30 минут. Для этого сотрудниками инженерного центра ООО «ФЕСТО-РФ» был разработан специальный огнезащитный кожух. При проведении испытаний открытым пламенем температура системы увеличилась с –5°С до +30°С.
Пневматический привод с системой управления GBVA/DAPS состоит из двух взаимосвязанных основных частей: силовой, в которой осуществляются энергетические процессы, и управляющей, реализующей информационные процессы. Принцип действия силовой части привода основан на преобразовании энергии избыточного давления газообразного вещества из поступательного во вращательное движение.
Особенностью разработки изделия является простота в монтаже, настройке, управлении, обслуживании и эксплуатации. Но главным требованием, предъявляемым к системе, оставалась и остается безопасность. На входе в систему допускается давление газа до 413 бар, но за счет регулятора оно понижается до 4–8 бар, затем подается в полости привода. Для предотвращения поступления превышающего давления в рабочие камеры привода система оснащена предохранительным клапаном. После достижения конечного положения привод сбрасывает из своих полостей избыточное давление. При подобном алгоритме работы давление в рабочих полостях привода присутствует только во время перестановки. Данное решение позволяет минимизировать утечки, что особенно важно при использовании в качестве рабочей среды природного газа, улучшить безопасность системы в целом, а также увеличить ресурс привода, поскольку исполнительные элементы системы не находятся под постоянным рабочим давлением.
Сброс отработанного газа выполнен таким образом, что поток не направлен на оператора. В случае использования оборудования в помещении с требованиями, исключающими попадание отработанного газа в атмосферу, система конфигурируется сбором выхлопа и централизованным отведением на свечной коллектор. Адаптация к арматуре прорабатывается индивидуально, в соответствии с чертежами запорной арматуры.
В системе GBVA/DAPS используется пневматический привод поршневого типа. Он является безынерционным, то есть останавливается сразу после снятия команды на срабатывание или при достижении им конечного положения. Этот принцип работы позволяет избежать повреждения оборудования в случае сбоя настроек. За счет кулисного механизма моментная характеристика поворотного привода имеет параболический вид, очень близкий к моментной характеристике поворотной арматуры. Это в свою очередь уменьшает нагрузки, передающиеся от привода к запорной арматуре. Кроме этого, кулисная конструкция позволяет реализовать встроенную в привод функцию ручного дублирования.
Система GBVA/DAPS проектируется по техническому заданию заказчика. Для ее последующей идентификации разработан специальный код, позволяющий определять состав изделия в случае утери сопроводительной документации.
Все компоненты системы проходят тщательный входной контроль, который включает в себя проверку комплектующих на соответствие заявленным параметрам. Сборка производится высококвалифицированными сборщиками. Специалисты отдела качества проверяют параметры системы и допускают к отгрузке только полностью соответствующее заданным параметрам оборудование.
Для шаровых кранов малого проходного сечения, от DN 25 до DN 250, используются пневматические приводы, которые существенно компактнее и легче их пневмогидравлических аналогов, а также не нуждаются в обслуживании.
В приводах для больших шаровых кранов, от DN 300 до DN 1400, наличие гидравлической системы обусловлено требованиями демпфирования нагрузки, кроме этого, гидросистема также выполняет функции ручного дублера.
Корпус привода и распределитель выполнены из алюминия с механически прочным антикоррозийным покрытием, силовые части и пневматическая обвязка изготавливаются из нержавеющей стали. Данное решение позволяет минимизировать вес всего изделия (привод в 1,5–3 раза легче существующих аналогов российского производства) и, соответственно, уменьшить нагрузку на трубопровод.
Разработан специальный блок датчиков положения и система визуализации положения привода, полностью соответствующие требованиям отраслевого стандарта ОАО «Газпром». В датчике применяются микропереключатели, а не герконы, что позволило полностью решить проблему произвольного срабатывания конечных выключателей в условиях сильных электромагнитных полей от силового электрического оборудования.
Возможность использовать в качестве управляющей среды природный газ позволяет сократить расходы на создание систем подготовки сжатого воздуха и уйти от необходимости подвода к оборудованию высоковольтных линий, что является в некоторых случаях достаточно затратным, например, при использовании электроприводов на линейных частях трубопровода.
По желанию заказчика система GBVA/DAPS комплектуется ресивером на необходимое количество перестановок. Это позволяет обеспечивать работоспособность изделия при пропадании воздуха или газа в импульсной линии.
По принципу действия устройства делятся на приводы одностороннего (с пружинным возвратом) и двустороннего действия. На базе таких приводов спроектированы системы с функцией безопасности: NC ― нормально закрытые и NO ― нормально открытые. Разработан вариант с аварийным закрытием/открытием в случае пропадания электрического или пневматического питания на базе приводов двустороннего действия. Возможна комплектация дополнительным блоком для осуществления срабатывания системы при падении давления в основном трубопроводе. Разработчики системы GBVA/DAPS постарались учесть максимальное количество конфигураций и исполнений.
На территории России ООО «ФЕСТО-РФ» представлено в 22 регионах от Калининграда до Владивостока, что позволяет осуществлять быстрый сервис и обратную связь с заказчиками.
В 2013 г. привод пневматический с системой управления GBVA/DAPS производства ООО «ФЕСТО-РФ» включен в «Реестр оборудования, технические условия которого соответствуют техническим условиям ОАО «Газпром».
Благодаря складу комплектующих в Германии и России, а также грамотной логистике, ООО «ФЕСТО-РФ» обеспечивает клиентам минимальные сроки поставок готовых систем.
Инженеры компании ООО «ФЕСТО-РФ» находятся в постоянном контакте с заказчиками, прислушиваются к их отзывам и новым запросам по функциональности систем управления. Инжиниринговый центр следит за разработками оборудования для нефтегазовой отрасли и проводит регулярные работы по модернизации системы. Это дает клиентам уверенность в том, что применяемые решения являются оптимальными и соответствуют уровню технического прогресса на данный момент, а иногда, благодаря внедрению ноу-хау, и превосходят его.
Опубликовано в «Вестнике арматурщика» № 4 (24) 2015
