Меню Рубрики

Давление закрытия предохранительного клапана

Давление настройки предохранительного клапана — это наибольшее избыточное давление на входе в клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность перекрытия.

Давление начала открытия (подрыва, установочное давление) — давление при котором происходит подрыв затвора и незначительный сброс среды. У большинства предохранительных клапанов давление начала открытия примерно на 3% превышает давление настройки.

Давление полного открытия — наименьшее давление на входе в предохранительный клапан, при котором наступает полное открытие запорного органа. У предохранительных клапанов двухпозиционного действия давление полного открытия равно давлению начала открытия. У клапанов пропорционального действия давление полного открытия превышает давление начала открытия примерно на 10%.

Давление закрытия (притирания или обратной посадки) — наибольшее давление, при котором наступает полная посадка затвора на седло и герметичное перекрытие потока. У предохранительных клапанов пропорционального действия, давление закрытия, на 10-20% ниже давления настройки, это связано с дополнительным преодолением динамического давления проходящей среды.

Расчётное давление (максимально допустимое давление) — избыточное давление на которое производится расчёт прочности сосуда (системы) или максимальное давление устанавливаемое изготовителем оборудования. Давление полного открытия предохранительного клапана, не должно превышать расчётного давления.

Пропускная способность предохранительного клапана — расход рабочей среды, сбрасываемый клапаном, при конкретных значениях давления на входе в клапан и выходе из него, определённом значении температуры рабочей среды и определённом ходе золотника.

DN предохранительного клапана — номинальный диаметр отверстия в присоединительных патрубках. Значение DN применяется для унификации типоразмеров трубопроводной арматуры. Фактический диаметр отверстия может незначительно отличаться от номинального в большую или меньшую сторону. Альтернативным обозначением номинального диаметра DN, распространённым в странах постсоветского пространства, был условный диаметр Ду предохранительного клапана. Ряд условных проходов DN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)».

Термины и определения:

— авария: Разрушение сооружений и/или технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрывы и/или выбросы опасных веществ.

— время срабатывания: Промежуток времени, в течение которого происходит срабатывание арматуры, т.е. перемещение запирающего органа из одного крайнего положения в другое.

— давление закрытия Рз (Нрк. давление обратной посадки): Избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором после сброса рабочей среды происходит посадка запирающего элемента на седло с обеспечением заданной герметичности затвора.

— давление настройки Рн: Наибольшее избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора.

— давление начала открытия Рно (Нрк. давление начала трогания; установочное давление): Избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором усилие, стремящееся открыть клапан, уравновешено усилиями, удерживающими запирающий элемент на седле.

Примечание — При давлении начала открытия заданная герметичность в затворе клапана нарушается и начинается подъем запирающего элемента.

давление полного открытия Рпо: Избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором совершается ход запирающего органа и достигается максимальная пропускная способность.

— противодавление Р2: сумма статического давления в выпускной системе (в случае закрытой системы) и давления, возникающего от ее сопротивления при протекании рабочей среды.

Свойство затвора препятствовать газовому или жидкостному обмену между средами, разделенными затвором.

— затвор: Совокупность подвижных (золотник, диск, клин, шибер, плунжер и др.) и неподвижных (седло) элементов арматуры, образующих проходное сечение и соединение, препятствующее протеканию рабочей среды.

— испытательная среда: Среда, используемая для контроля арматуры.

— коэффициент оперативной готовности: Вероятность того, что арматура окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение арматуры по назначению не предусматривается, и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.

коэффициент расхода для газа α1: Отношение при одинаковых параметрах массового расхода газа через предохранительный клапан к расходу газа через идеальное сопло с площадью сечения, равной площади самого узкого сечения седла клапана.

коэффициент расхода для жидкости α2: Отношение при одинаковых параметрах массового расхода жидкости через предохранительный клапан к расходу жидкости через идеальное сопло с площадью сечения, равной площади самого узкого сечения седла клапана.

— критерий отказа: Признак или совокупность признаков нарушения работоспособного состояния объекта.

— наименьший диаметр седла dc: Диаметр самого узкого сечения проточной части седла предохранительного клапана.

— наработка на отказ: Календарная продолжительность эксплуатации, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.

— номинальное давление PN (Нрк. условное давление): Наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 293 К (20 °С), при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности их при температуре 293 К (20 °С).

— номинальный диаметр DN (Нрк. диаметр условного прохода; условный проход; номинальный размер; условный диаметр; номинальный проход): Параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей арматуры.

— площадь седла F: Наименьшая площадь сечения проточной части седла.

— предельное состояние: Состояние арматуры, при котором ее дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление ее работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

— предохранительный клапан: Клапан, предназначенный для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от превышения давления свыше заранее установленной величины посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановлении рабочего давления.

— пробное вещество: Испытательная среда для контроля герметичности в затворе.

— пробное давление Рпр; (Нрк. давление опрессовки): Избыточное давление, при котором следует проводить гидравлическое испытание арматуры на прочность и плотность водой при температуре не менее 278 К (5 °С) и не более 343 К (70 °С), если в документации не указана другая температура.

Читайте также:  Внутренняя комиссия по электробезопасности на предприятии

— пропускная способность: Массовый расход рабочей среды через предохранительный клапан.

— противодавление: Сумма статического давления в выпускной системе (в случае закрытой системы) и давления, возникающего от ее сопротивления при обтекании срабатываемой рабочей среды.

— рабочее давление Pр: Наибольшее избыточное давление, при котором возможна длительная работа арматуры при выбранных материалах и заданной температуре.

— ресурс: Суммарная наработка арматуры от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта до наступления предельного состояния.

— срок службы: Календарная продолжительность эксплуатации арматуры от ее начала или возобновления после ремонта до наступления предельного состояния.

— таблица фигур (т/ф): Условное обозначение, представляющее собой сочетание букв и цифр, определяющих вид и тип арматуры, конструктивное исполнение арматуры, материальное исполнение корпуса, вид и материал уплотнения в затворе, вид привода.

— цикл: Перемещение запирающего элемента из исходного положения «открыто» («закрыто») в противоположное и обратно, связанное с выполнением основной функции данного вида арматуры.

— эффективная площадь клапанов для газа α1F: Произведение коэффициента расхода для газообразных сред α1 на площадь седла F.

— эффективная площадь клапанов для жидкости α2F: Произведение коэффициента расхода для жидкости α2 на площадь седла F.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие технические условия (далее — ТУ) распространяются на клапаны предохранительные пружинные (далее по тексту – «клапаны, арматура») диаметром и давлением DN 15, 25, 50, 80, 100, 150, 200 PN 16; DN 15, 25, 50, 80, 100, 150 PN 40; DN 25, 50, 80, 100 PN 63; DN 15, 25 PN 100; DN 25, 50 PN 160, предназначенные для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от превышения давления свыше заранее установленной величины, посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановления рабочего давления.

Клапаны предназначены для защиты сосудов, аппаратов и трубопроводов от повышения давления сверх допустимого.

Клапаны не предназначены для гашения гидроудара.

Клапаны имеют варианты исполнений:

— по материалам корпуса;

— по материалам уплотнения в затворе;

— по типам присоединения к магистральному трубопроводу;

— по типу управления;

— по диапазону настройки давлений.

Варианты исполнений клапанов, обозначение их при заказе и маркировка, приведены в приложении А.

Пружинные предохранительные клапаны должны соответствовать требованиям настоящих технических условий, комплекта конструкторской документации.

При поставке на экспорт — дополнительные требования по ГОСТ 26304.

Пример обозначения клапана предохранительного DN 50, PN 1,6 МПа, с устройством для ручного открытия, настроенного на давление Pн 0,981 МПа, из стали 20Л при заказе и в документации другой продукции, в которой он может быть применен:

Клапан предохранительный DN 50, PN 1,6 МПа СППК4Р 50-16, таблица фигур 17с6нж, 20Л, Pн 1,0 МПа ТУ 3742-001-12685546.

При заказе клапана необходимо указать рабочую среду и ее параметры, в том числе и противодавление, а также необходимость дополнительных испытаний:

— на ударный изгиб при пониженной температуре;

— на межкристаллитную коррозию.

В случае отсутствия данных в заказе о давлении настройки поставка клапанов производится с настройкой на минимальное давление и с соответствующей этому давлению пружиной. При указании пружины и отсутствия данных в заказе о давлении настройки для данной пружины, для конкретного предохранительного клапана, данная пружина будет настроена на минимальное давление настройки.

При отсутствии в заказе данных о конкретном противодавлении, клапан настраивается без учета противодавления.

Требования настоящих ТУ являются обязательными.

Настоящие ТУ совместно с комплектом конструкторской и технологической документации являются руководством для изготовления, испытания и приемки клапанов.

Технические условия могут быть использованы для сертификации клапанов.

Климатические исполнения клапанов по ГОСТ 15150:

— для исполнений из углеродистой стали – У1 при температуре от минус 45ºС до 40 ºС, Т1 при температуре от минус 10 ºС до 50 ºС;

— для исполнений из коррозионностойкой стали – УХЛ, ХЛ1 при температуре от минус 60 ºС до 40 ºС, М3 при температуре от минус 40 ºС до 40 ºС. Относительная влажность воздуха соответственно таблице 6 ГОСТ 15150.

Пример обозначения, в соответствии с приложением А, клапана предохранительного полноподъёмного DN 200 PN 16, из коррозионностойкой стали, с наплавкой в затворе, фланцевого, с устройством для ручного подрыва, настроенного на давление Рн 0,687 МПа, при заказе и в документации другой продукции, в которой он может быть применен:

«Клапан предохранительный пружинный DN 200 PN 16, ТД552301.16.200-04, Рн 0,687 МПа ТУ 3742-001-ХХХХХХХ-2016».

При заказе клапанов необходимо дополнительно указать фазовое состояние (газ, жидкость) рабочей среды и ее параметры, в том числе противодавление.

1 При отсутствии в заказе указания о конкретном давлении настройки клапана, клапан поставляется настроенным на минимальное давление соответствующего диапазона давлений настройки пружины.

2 При отсутствии в заказе указания о конкретном постоянном противодавлении, клапан настраивается без учета противодавления.

3 При отсутствии в заказе указания о конкретном климатическом исполнении, клапан поставляется в исполнении из углеродистой стали, что соответствует климатическому исполнению У1 по ГОСТ 15150.

1 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1 Общие положения

Клапаны должны соответствовать требованиям настоящих технических условий и комплекту конструкторской документации.

1.2 Основные параметры и характеристики

1.2.1 Основные параметры

1.2.1.1 Основные параметры и характеристики клапанов приведены в приложении А. Клапан в общем виде представлен в приложении В.

1.2.1.2 Давления номинальные по ГОСТ 21972. Номинальные диаметры по ГОСТ 28338. Давления пробные и рабочие по ГОСТ 356. Строительные длины по ГОСТ 16587.

1.2.1.3 Клапаны должны обеспечивать прочность и герметичность деталей при испытании пробным давлением Р пр . Значение пробного давления входного (выходного) патрубков при испытании на прочность должно выбираться по ГОСТ 356, в зависимости от номинального давления патрубков.

Пробное давление должно приводиться в технических требованиях чертежей деталей (сборочных единиц) и сборочного чертежа клапана.

Читайте также:  Безмасляный поршневой компрессор цены

1.2.1.4 Диапазоны давлений настройки пружин клапанов (Рн) приведены в приложении Б.

Диапазоны давлений, на которые настраивают клапан, должны быть приведены на сборочном чертеже клапана в технических характеристиках, а также в технических документах и эксплуатационной документации.

1.2.1.5 При испытании в статике давление начала открытия Р но должно быть не более значения, указанного в таблице 1.

Таблица 1 Давление начала открытия

Давление настройки клапана

Давление начала открытия

Р но, (МПа), не более

Р н + (0,02) 1,07·Р н 1,05·Р н

1.2.1.6 Давление закрытия (обратной посадки), Рз, МПа, не менее:

— 0,85•Рн – для газообразных сред;

— 0,8•Рн – для жидких сред;

1.2.1.7 Давление полного открытия клапана Рпо должно быть, не более:

— (Рн+0,05 МПа) — при давлении настройки до (0,3 МПа) включительно;

— 1,15•Рн — при давлении настройки свыше (0,3 МПа) до (6,0 МПа);

— 1,1•Рн — при давлении настройки свыше (6,0 МПа).

1.2.1.8 Противодавление – не более 0,1Рн.

Допускаемое противодавление в выходном патрубке должно указываться в КД на конкретный клапан.

1.2.1.9 Клапаны должны изготавливаться в следующих исполнениях по номинальному диаметру входящего патрубка: DN 25; 50; 80; 100; 150; 200.

Клапаны должны изготавливаться в следующих исполнениях по номинальному давлению входящего патрубка: PN 1,6 МПа, 4,0 МПа, 6,3 МПа, 10,0 МПа, 16,0 МПа.

1.2.1.10 Установочное положение клапанов (рабочее) – вертикальное, колпаком вверх. Допускаемое отклонение от вертикального положения – ±15°.

При фактическом отклонении положения клапана от вертикали в пределах указанного допуска должно быть исключено произвольное воздействие рычага устройства для принудительного открытия своим весом на его подвижные части.

1.2.1.11 Клапаны должны быть прочными, плотными и герметичными по отношению к внешней среде по корпусным деталям, подвижным и неподвижным соединениям.

1.2.1.12 Класс герметичности затвора — В по ГОСТ Р 54808. Испытательная среда — вода или воздух.

По согласованию с потребителем допускается изготовление клапанов с другим классом герметичности.

1.2.1.13 Одним циклом работы клапана является перемещение запорного органа из положения «закрыто» в положение «открыто» и обратно.

1.2.1.14 Строительные длины – по ГОСТ 16587.

1.2.1.15 Давление полного открытия (Рпо), не более:

а) Рн + 0,049 МПа– при давлении настройки до 0,294 МПа включительно;

б) 1,15•Рн – при давлении настройки свыше 0,294 МПа до 5,886 МПа включительно;

в) 1,1•Рн – при давлении настройки свыше 5,886 МПа.

1.2.1.16 Давление закрытия (Рз): не менее 0,8•Рн – для полноподъёмных клапанов и не менее 0,98•Рн – для неполноподъёмных клапанов (пропорционального действия).

1.2.1.17 Принцип действия – клапаны прямого действия с пружинной нагрузкой.

1.2.1.18 Срабатывание клапанов от устройства для принудительного открытия вручную (ручного подрыва): при давлении на входе не ниже 0,95•Рн – для клапанов DN 200 PN 16, DN 150 PN 40, DN 100 PN 63 и DN 50 PN 160; не ниже 0,8•Рн – для всех остальных типоразмеров.

1.2.1.19 Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей фланцев корпуса – по ГОСТ 12815, исполнение 3, ряд 2; ответных фланцев — исполнение 2, ряд 2.

При поставке с ответными фланцами – ответные фланцы по ГОСТ 12821.

Давления номинальные для входного и выходного фланцев указаны в таблице 2.

1.2.1.20 Тип корпуса – угловой.

1.2.1.21 Установочное положение клапана – вертикальное, колпаком вверх, с отклонением от вертикали до 15о.

1.2.1.22 Направление подачи рабочей среды – под диск (в нижний патрубок).

Таблица 2 – Основные технические данные и характеристики

Вся сила — в паре.

Пароконденсатные системы для промышленных предприятий

Существуют разнообразные типы предохранительных клапанов, поэтому найти клапан, удовлетворяющий тем или иным требованиям, довольно просто. После того как подходящий тип клапана будет выбран, необходимо рассчитать давление полного открытия и соответствующую пропускную способность, а также выбрать нужный размер клапана и давление настройки.

Давление настройки предохранительного клапана

Чтобы правильно определить давление настройки клапана, нужно знать следующие параметры:
Рабочее давление (РД) – рабочее давление в системе в условиях полной нагрузки при нормальном протекании рабочего процесса..

Номинальное рабочее давление (НРД) – рабочее давление при постоянной номинальной нагрузке.

Расчетное давление – иногда его называют максимально допустимым рабочим давлением (МДРД) или безопасным рабочим давлением (БРД). Это избыточное давление, на которое производится расчет системы. Оно представляет собой максимальное давление при нормальных рабочих условиях (относительно максимальной рабочей температуры) системы.

Предельное повышение давления (ППД) – давление, превышающее расчетное на нормативно, в %, установленную величину. В системе, защищенной предохранительными клапанами, на при каких условиях не может создаваться давление, превышающее ППД. В паровых системах ППД часто на 10% выше, чем МДРД, однако это не всегда так. Если значение МДРД сразу установить нельзя, необходимо связаться с ответственным за безопасную эксплуатацию системы, либо с профильной проектной организацией. Если ППД получить не удается, его ни в коем случае нельзя принимать большим, чем МДРД..

Давление настройки – его еще называют давлением начала открытия или уставкой (PS) – давление при котором плунжер предохранительного клапана начинает подниматься.

Противодавление — избыточное давление на выходе из клапана при сбросе среды. Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему с противодавлением принимается меньшим на значение расчетного противодавления.
Давление полного открытия (PR) – давление, при котором достигается максимальная пропускная способность клапана. Представляет собой сумму давления начала открытия (PS) и превышения давлениия (PO).

Превышение давления (PO) – давление, величина которого представляет собой часть, в процентах, от давления начала открытия (уставки), до давления, при котором предохранительный клапан должен достичь максимальной пропускной способности.

Читайте также:  Если нет пароварки чем можно заменить

Существует два фундаментальных ограничения, которые следует принимать во внимание при определении уставки предохранительного клапана.

Давление уставки должно быть достаточно низким, чтобы давление полного открытия никогда не превышало предельное повышение давления (ППД) системы.

Давление уставки должно быть достаточно высоким, чтобы по сравнению с рабочим давлением (РД) имелся достаточный запас, позволяющий предохранительному клапану закрываться. Однако давление уставки никогда не должно превышать максимально допустимое рабочее давление (МДРД).

Вопрос правильного выбора уставки предохранительного клапана является крайне важным. В первую очередь, по соображениям безопасности, но также и по условиям надежного закрытия клапана и его безотказной работы, при которой должны быть исключены причины, вызывающие повреждение седла.

Давление настройки предохранительного клапана не должно быть больше расчетного давления защищаемой системы. В этом случае, независимо от режимов рабочего процесса, предохранительный клапан обеспечит защиту системы.
Иногда колебания давления при нормальном рабочем процессе (например, в случае пропорционального регулирования) могут вызвать нежелательное явление «дребезжания клапана». Дребезжание происходит по причине неустойчивого контакта между седлом и диском, когда давление настройки клапана и давление в системе оказались недопустимо близкими. В результате такой эксплуатации на поверхности уплотнения возникают повреждения и, как следствие, клапан теряет плотность и возникает постоянная протечка рабочей среды.

Практически во всех системах регулирования в процессе нормальной работы наблюдается наличие разницы между текущим и заданным значением контролируемого параметра, также называемой установившимся отклонением. Значение установившегося отклонения связано с диапазоном пропорционального регулирования системы. Если редукционный клапан был настроен в условиях полной нагрузки, то при отсутствия нагрузки (т.е. при нулевом расходе среды через клапан) давление за редукционным клапаном может оказаться гораздо больше, чем при условиях при которых клапан настраивался. И наоборот, если клапан был настроен в условиях отсутствия нагрузки, давление при полной нагрузке окажется меньше, чем при условиях настройки.

Рассмотрим, например, редукционный клапан с пилотным управлением, у которого при пропорциональном регулировании установившееся отклонение составляет всего 0,2 бар. Если давление настройки, равное 5.0 бар, установлено в условиях полной нагрузки, то без нагрузки давление составит 5.2 бар. С другой стороны, если давление настройки, равное 5.0 бар, установлено в условиях отсутствия нагрузки, этот же клапан при полной нагрузке будет поддерживать давление, равное 4.8 бар.

Если при определении давления уставки предохранительного клапана давление настройки редукционного клапана было установлено в условиях отсутствия нагрузки, установившееся отклонение принимать во внимание не нужно. Однако если редукционный клапан был настроен в условиях полной нагрузки, потребуется рассмотреть увеличение давления после клапана, возникающее из-за наличия установившегося отклонения во время работы (см. Пример 9.3.1).
Величина установившегося отклонения зависит от типа регулирующего клапана и используемого контроллера. Поэтому важно знать значение полосы пропорциональности работы клапана, а также то, в каких условиях этот клапан был введен в эксплуатацию.

Выбор места для монтажа предохранительного клапана

Для того чтобы никогда не превышалось ППД для любой системы или аппарата, защищаемого предохранительным клапаном, нужно тщательно выбрать место расположение предохранительного клапана в системе. Поскольку такой клапан устанавливают в самых разных системах, не существует строгих правил выбора места его установки, поэтому каждый случай нужно рассматривать отдельно.

Обычная задача предохранительного клапана, установленного в паровой системе, заключается в защите производственного оборудования, на которое подается пар с редукционной станции

Предохранительный клапан может быть установлен в пределах самой редукционной станции, то есть, перед запорным клапаном или ниже по ходу, около защищаемого оборудования. Установка предохранительного клапана перед запорным клапаном имеет следующие преимущества:

Предохранительный клапан можно испытывать прямо на линии, закрыв запорный клапан. При этом расположенное ниже по ходу оборудование не будет подвергаться опасности превышения давления в случае, если испытываемый предохранительный клапан сломается.

Когда испытания проводятся на рабочем месте, предохранительный клапан не нужно снимать и испытывать на стенде, что позволяет сэкономить деньги и время.

Когда редукционный клапан настраивается в условиях отсутствия нагрузки, можно наблюдать за работой предохранительного клапана (в этой ситуации можно обнаружить ситуацию, когда клапан находиться в положении очень близком к началу открытия или даже попыток начала открытия). Если это происходит, можно отрегулировать давление настройки редукционного клапана так, чтобы оно стало ниже давления, при котором предохранительный клапан нормально закрывается.

Все отборы давления ниже по ходу будут защищены. Дополнительная защита требуется только для аппаратов с более низким МДРД. Это может сэкономить вам значительные средства.

Однако с практической точки зрения иногда лучше устанавливать предохранительный клапан ближе к месту подачи пара в любой из защищаемых аппаратов. Ингода предпочтительно на входе в каждый аппарат установить свой отдельный предохранительный клапан, а редукционный клапан будет обслуживать сразу несколько таких аппаратов.
При этом можно пользоваться следующими руководящими принципами:

При обслуживании одного аппарата, МДРД которого ниже, чем давление, обеспечиваемое редукционным клапаном, этот аппарат должен быть оборудован предохранительным клапаном, который желательно установить как можно ближе к месту подачи пара на этот аппарат.

Если редукционный клапан обслуживает более одного аппарата, МДРД каждого из которых меньше, чем давление, обеспечиваемое редукционным клапаном, тогда либо предохранительной клапан, установленный за редукционным клапаном, должен быть настроен на давление, равное самому низкому МДРД подключенных аппаратов, либо каждый аппарат должен быть оборудован своим предохранительным клапаном.

Предохранительный клапан должен быть расположен так, чтобы давление в аппарате не могло повышаться другим путем, например, через отдельный трубопровод подачи пара или байпасную линию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector