Предохранительные клапаны являются трубопроводной арматурой, назначение которой состоит в защите различных сосудов и трубопроводов от разрушения вследствие превышения допустимого давления[1, 5]. Функция обеспечения защиты осуществляется посредством сброса избытка рабочей среды в атмосферу. Повышенное давление в системе может возникать вследствие проявления сторонних факторов (нарушение работы оборудования, возникновение автоколебаний, изменение температурного режима), либо внутренних факторов (падение штока задвижки, нарушение работы регулирующей автоматики). При восстановлении в системе рабочего давления сброс рабочей среды прекращается.
Предохранительные клапаны являются клапанами прямого действия, в которых давлению рабочей среды на запорное устройство (запор) противодействует механическая нагрузка, развиваемая пружиной. Типичная схема предохранительного клапана указана на рисунке 1[5].
Одними из наиболее распространенных неисправностей предохранительных клапанов являются[2, 3]:
- Заклинивание поршня клапана. Вследствие этой неисправности теряется способность контроля давления на крышку клапана.
- Заклинивание диска клапана. Вследствие этой проблемы полностью теряется работоспособность клапана в случае аварийной ситуации в системе.
- Загрязнение проходного сечения клапана. Вследствие этой проблемы пропускная способность клапана перестает соответствовать нормативной, что в случае возникновения аварийной ситуации приводит к увеличению времени срабатывания клапана.
Рисунок 1. Типовая схема предохранительного клапана
1 – удерживающие гайки; 2 – контргайка; 3 – пробка; 4 – пружина; 5 – шток; 6 – упорная шайба; 7 – стакан; 8 – золотник; 9 – корпус; 10 – прокладка; 11 – регулировочная втулка; 12 – втулка принудительного открытия
Первые два типа неисправностей относятся к сугубо механическим и могут быть выявлены лишь в случае детального визуального осмотра клапана. В ходе визуального осмотра контролируются[3, 4]:
- Отсутствие задиров, вмятин, забоин, изгибовна деталях клапана, повреждений сопла и золотника.
- Отсутствие грязи, забоин на резьбе регулировочного винта.
- Отсутствие следов коррозии на пружине клапана.
- Перпендикулярность торцов торцов оси пружины.
Остановимся подробнее на оценке пропускной способности клапана, находящегося в эксплуатации. В качестве исходных данных для расчета выступают[5]:
p1 – максимальное избыточное давление перед клапаном, кгс/см2;
T1 – температура перед клапаном при давлении p1, °С;
p2 – максимальное избыточное давление за клапаном, кгс/см2;
α – коэффициент расхода клапана;
d – фактический внутренний диаметр проходного сечения, мм;
k – показатель адиабаты рабочего тела;
R – газовая постоянная, Дж/(кг·°С);
B – коэффициент сжимаемости.
Вычисляются:
По результатам расчетов фактическая пропускная способность клапана сравнивается с нормативным значением и принимается решение о допустимости дальнейшей эксплуатации клапана.
Регулярная ревизия технического состояния предохранительной арматуры является неотъемлемой частью процесса эксплуатации трубопроводных систем. В настоящей статье изложены основные критерии оценки исправности предохранительных клапанов. Представлена методика расчета фактической пропускной способности клапанов. Показано, каким образом осуществляется оценка технического состояния предохранительных клапанов.
Список литературы:
- ГОСТ 12.2.063 «Арматура промышленная трубопроводная. Общие требования безопасности».
- ГОСТ 12.2.085 «Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности».
- Инструкция ИПКМ-2005 «Порядок эксплуатации, ревизии и ремонта пружинных предохранительных клапанов, мембранных предохранительных устройств нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий Минпромэнерго России».
- РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».
- РД 51-0220570-2-93 «Клапаны предохранительные. Выбор, установка и расчет».[schema type=»book» name=»МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ» description=»В статье рассматриваются вопросы оценки технического состояния предохранительных клапанов. Даются рекомендации по составу ревизионных работ. Приведена методика расчета фактической пропускной способности предохранительных клапанов. Сделаны выводы о необходимости периодических проверок работоспособности предохранительных клапанов и контроле их состояния.» author=»Заривчанская Аза Николаевна, Некрасова Оксана Геннадьевна, Новикова Ирина Станиславовна, Файнштейн Анна Владимировна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-02-20″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_25.07.15_07(16)» ebook=»yes» ]