Выбор клапанной арматуры для промышленных жидкостных и газовых систем

Как использовать метод STAMPED при выборе трубопроводной арматуры

Коэффициент расхода или C_v – это количество воды, выраженное в галлонах США в минуту, которое проходит через клапан с перепадом давления 1 фунт на кв. дюйм при температуре 60°F. Для сжимаемой среды, например газа, расчет и применение коэффициента C_v для прогнозирования потока является более сложным процессом, но он все равно остается эффективным способом определения типоразмера клапана для заданной области применения.

Факторы конструкции клапана, оказывающие влияние на C_v, включают размер и геометрия проточной части; условный проход клапана влияет на расход среды через него. Чем больше условный проход, тем выше потенциальная пропускная способность. В различных типах клапанов условные проходы могут значительно различаться: например, шаровой кран обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление, а игольчатый клапан может ограничивать или замедлять поток. Это необходимо учитывать в процессе подбора.

При возникновении сомнений обратитесь к производителю – надежный производитель поможет с определением размера необходимого клапана. Наряду с руководством по определению типоразмера, Swagelok предлагает удобный калькулятор C_v , который можно использовать при выборе нужного изделия для вашей системы.

 

T: Как температурный режим влияет на процесс выбора арматуры?

Необходимо принимать во внимание температуры, при которых будет работать ваш клапан. Учитывайте температуру технологической среды системы, которой будет управлять клапан и рабочую температуру окружающей среды. Задайте себе вопрос: «Будет ли эта температура постоянной или она будет часто меняться?» Данные условия могут повлиять на выбор арматуры или на частоту профилактического техобслуживания.

Учитывайте колебания температуры, которые могут вызвать расширение или сжатие материалов уплотнений. При высокой температуре может снизиться прочность металлических компонентов, что влечет за собой уменьшение номинальных параметров давления. Важно получить от завода-изготовителя подтверждение, что клапан прошел всесторонние испытания в экстремальных условиях.

A: Какие особенности конструкции необходимо учитывать в зависимости от области применения?

Определение функции клапана в вашей системе является критически важным этапом. Потребуется ли вам запускать или останавливать поток? Регулировать уровень расхода? Контролировать направление движения потока? Защищать систему от превышения давления? Какие виды клапанной арматуры предлагает Swagelok?

Ответы на эти вопросы помогут подобрать нужный тип клапана для вашей системы. Снова рассмотрим в качестве примера простой двухходовой шаровой кран. Несмотря на то что некоторые шаровые краны других производителей могут обеспечивать дросселирование, обычно их не используют для дросселирования или регулирования расхода – они предназначены только для применения в полностью открытом или полностью закрытом положении. Если вам необходимо дросселировать или регулировать расход среды, возможно, лучше будет выбрать игольчатый клапан или клапан тонкой регулировки.

M: Почему необходимо правильно выбирать материалы для клапанной арматуры?

Грамотная работа данной области позволяет обеспечить совместимость рабочей среды с материалами  конструкции клапана. Убедитесь, что корпуса клапанов, седла, наконечники штоков и другие мягкие материалы совместимы с рабочей средой. Несовместимость может вызвать коррозию, охрупчивание или коррозионное растрескивание под напряжением – все эти факторы могут создать риски для персонала и обусловить крупные производственные издержки.

Как и в случае с температурой, необходимо учитывать, где будет использовать клапан. Будет ли он эксплуатироваться в контролируемых условиях внешней среды, например внутри установки или нагреваемого корпуса прибора? Будет ли он находиться вне помещения, подвергаясь воздействию таких факторов, как прямые солнечные лучи, дождь, снег, мороз, лед и колебания температуры? Будет ли он использоваться в морской среде со значительным воздействием хлоридов? Клапаны и их детали изготавливаются из разнообразных материалов. Подбирайте такие продукты, которые больше всего соответствуют указанным факторам. Это увеличит долговечность и максимально задействует функциональные возможности клапанов.

P: Как на выбор запорной арматуры влияет фактор давления?

Давление является важным элементом, который необходимо учитывать при подборе клапанов. Следует рассматривать два вида давления:

• Рабочее давление: Нормальное действующее давление в вашей системе.
• Расчетное давление: Предельно допустимое давление, установленное изготовителем клапана; превышение допускается только в рамках контролируемых испытаний.

Ограничение давления в жидкостной или газовой системе определяется компонентом с наименьшим номинальным значением давления. Помните об этом при выборе клапана. Давление и температура технологической среды оказывают значительное воздействие на работу компонентов. Выбранный вами клапан должен выдерживать давление и функционировать в необходимых условиях при различных значениях давления и температуры.

Конструкция, подбор материалов и приемочные испытания запорно-регулирующей арматуры являются важнейшими аспектами ее надлежащей работы. Кроме того, не забывайте о значительном взаимном влиянии давления и температуры. Как правило, номинальное рабочее давление снижается при повышении температуры технологической среды.

E. Как выбрать оптимальные торцевые соединения?

Существуют различные виды торцевых соединений клапанной арматуры, включая неразъемные обжимные фитинги, трубные резьбы, фланцы, приварные торцы и т. д. Хотя такие соединения не всегда связывают непосредственно с конструкцией клапана, их выбор существенно влияет на компоновку узла и поддержание герметичности системы. Убедитесь, что торцевые соединения соответствуют давлению и температуре вашей системы и имеют соответствующие размеры – правильно выбранное торцевое соединение может упростить монтаж и предотвратить появление дополнительных мест утечки. 

D: Доставка

После рассмотрения всех перечисленных выше факторов и выбора клапана, наиболее подходящего для вашей области применения, задайте себе вопрос: «Когда мне потребуются клапаны? Сколько клапанов мне потребуется?»

Подбор клапанов – это неотъемлемая часть проектирования безопасных и эффективных жидкостных и газовых систем. Своевременная и надежная поставка так же критична для обеспечения работы вашей жидкостной или газовой системы, как и остальные факторы. Заключительный шаг метода STAMPED предусматривает проверку ваших поставщиков. Способны ли они предоставить вам требуемые компоненты тогда, когда в них возникает необходимость? Легко ли с ними связаться? Готовы ли они сотрудничать с вами, чтобы понять потребности вашей системы?