Особенности выбора пневматических и гидравлических приводов.
В среде производителей трубопроводной арматуры бытует неверное представление о том, что единственно верным и простым является способ автоматизации арматуры, сводящийся к установке на нее наиболее экономически выгодного, а попросту – дешевого привода. Однако в реальной жизни все оказывается далеко не так просто. Правильный выбор привода является важнейшим аспектом обеспечения корректной работы оборудования в целом и лишь первым шагом к достижению этой цели. Этой статьей мы проиллюстрируем, как отказ от привлечения квалифицированного специалиста для выбора привода может привести к катастрофическим дорогостоящим последствиям.
В эпоху постоянного ужесточения требований безопасности все большее количество заказчиков настаивают на предоставлении документации, подтверждающей выбор привода, в виде таблицы эксплуатационных характеристик. Для обеспечения надежной работы привода необходимо, чтобы он:
- был способен управлять арматурой при минимально доступном давлении питания воздухом / маслом;
- обеспечивал необходимый и достаточный крутящий момент, превосходящий по своему значению крутящий момент, требуемый для перестановки арматуры, в любой точке ее полного хода;
- соответствовал техническим требованиям, установленным конечным пользователем или рекомендованным им производителем арматуры.
Выбор привода, производящего недостаточный крутящий момент, может привести к проблеме с управлением арматурой, однако и привод, производящий чрезмерный момент, может стать причиной повреждения вала арматуры, а также привести к увеличению затрат как непосредственно на приобретение привода, так и на обеспечение большего расхода воздуха.
Чтобы правильно произвести выбор привода, необходимо обладать следующей информацией:
- минимальное и максимальное значения давления питания воздухом / маслом;
- тип привода;
- положение привода при исчезновении питания (положение безопасности);
- крутящий момент, требуемый для перестановки арматуры (с указанием примененного коэффициента запаса);
Рассмотрим эти четыре пункта, которые необходимо принимать во внимание для правильного выбора привода.
Есть три основных значения давления питания воздухом / маслом, которые конечный пользователь должен предоставить для выбора привода. Нормальное давление, которое часто предоставляют вместе с минимальным и максимальным, никогда не должно использоваться для выбора привода. Привод должен быть в состоянии развивать достаточный крутящий момент для управления арматурой при минимальном давлении воздуха / масла. Это обеспечит адекватную работу привода, даже когда давление воздуха / масла находится в самом низком значении. Допустимо ли выбирать привод на значение меньшее, чем минимальное доступное давление питания? Конечно, да. Такая практика обычно применяется, когда крутящий момент привода при минимальном давлении питания превышает максимально допустимый крутящий момент вала.
В этом специфическом случае требуется установка фильтра-регулятора и предохранительного клапана для гарантии того, что привод никогда не разовьет выходной крутящий момент, который сможет повредить вал арматуры.
Фильтр-регулятор будет настроен на давление воздуха, при котором повреждение приводом вала арматуры станет невозможным, а предохранительный клапан защитит от превышения данного значения давления в случае отказа регулятора. Настоятельно рекомендуется производить настройку предохранительного клапана на давление, превышающее давление настройки регулятора на 10% или 15%.
Максимальное значение давления питания является существенным параметром, поскольку привод как минимум должен выдерживать такое давление. В случае определения неспособности привода выдерживать максимальное давление питания есть возможность прибегнуть к использованию вспомогательных средств для обеспечения безопасной работы. Монтаж регулятора и предохранительного клапана является экономически эффективным решением. Чем выше давление, тем выше выходной крутящий момент, который может повредить вал арматуры и фильтр-регулятор, способные вкупе с предохранительным клапаном значительно снизить вероятность возникновения такой ситуации.
2. Тип привода и положение безопасности
Чтобы определить, какой привод может быть использован в каждом конкретном случае, необходимо знать действие привода при исчезновении питания. Существуют три основных действия:
- последнее положение: в случае аварии или при исчезновении питания привод остается в последнем положении;
- нормально закрытое: в случае аварии или при исчезновении питания привод закрывает арматуру;
- нормально открытое: в случае аварии или при исчезновении питания привод открывает арматуру.
Наиболее важный шаг при разработке и выборе привода арматуры – это определение критерия выбора. Все производители арматуры публикуют значения крутящих моментов при максимальных перепадах давления (ΔP) на арматуре воды при комнатной температуре. Если любой из этих трех показателей имеет отклонение, крутящий момент арматуры может существенно меняться. При работе в чистых средах, при умеренных давлениях и температурах окружающего воздуха публикуемый производителем крутящий момент обычно подходит для выбора привода. Однако в большинстве случаев крутящий момент, необходимый для управления арматурой, может увеличиваться для конкретных рабочих сред и условий эксплуатации. В этом случае необходимо применять коэффициент запаса в соответствии со следующими рекомендациями (см. таблицу 1).
На эти значения коэффициентов необходимо умножить опубликованные значения крутящих моментов арматуры, чтобы получить значения, учитывающие факторы работы в соответствующих средах. Также существуют другие коэффициенты запаса, которые надо принимать во внимание в зависимости от условий эксплуатации (см. таблицу 2).
Эти коэффициенты запаса для условий эксплуатации необходимо применить к значениям крутящих моментов арматуры наряду с коэффициентами запаса для среды.
Учет всех коэффициентов запаса для сред и условий эксплуатации позволяет получить так называемое значение момента срыва на открытие арматуры. Для всех типов четвертьоборотной арматуры момент срыва на открытие (когда арматура закрыта и ее предстоит открыть) будет являться наивысшим значением крутящего момента арматуры, и, зная это значение, не представляет труда определить значения моментов в других существенных положениях затвора арматуры при помощи следующей процентной таблицы (см. таблицу 3).
Для сближения с российским рынком в апреле 2018 года начало работу совместное российско-испанское предприятие «Джей Си Рус». Штат опытных инженеров, склад готовой продукции и растущие производственные мощности позволят сократить время подбора и поставки трубопроводной арматуры и приводов, отвечающих всем требованиям заказчика.
