Манометры, напоромеры (группа манометров, предназначенных для измерения малых избыточных давлений, разрежений и перепадов давления) и электронные датчики и преобразователи давления находят самое широкое применение в системах тепло- и водоснабжения, газораспределения и газопотребления. Без них не обходится ни одна газорегуляторная установка, ни один тепловой пункт, ни одна газовая котельная. Жидкостные и газовые манометры в рабочем состоянии постоянно испытывают воздействие пульсаций и скачков давления жидкости и газа, особенно сильных в моменты срабатывания электромагнитных запорных клапанов, шаровых кранов и затворов с ручным приводом, предохранительных сбросных и запорных клапанов, а также периодического включения/выключения газопотребляющего оборудования, например, газовых котлов, подавляющее большинство которых работает в импульсном режиме. Техническим специалистам хорошо известны ситуации, когда в результате такого краткосрочного импульсного воздействия, выходят из строя механические (манометры, напоромеры) или электронные измерители (датчики, преобразователи) давления, стоимость каждого из которых порою измеряется десятками тысяч рублей. Поскольку данные приборы контролируют давление энергоносителей, в том числе природного газа - среды с повышенной взрыво- и пожароопасностью, к надежности их работы вполне обоснованно предъявляются повышенные требования.

При разработке приборов для измерения давления перед инженерами стоит сложная, порой невыполнимая, задача – как обеспечить в одном приборе сочетание высокой чувствительности (способности реагировать на незначительные изменения измеряемого давления) с высокой перегрузочной способностью? Особенно остро этот вопрос стоит, например, в случае установки напоромеров или электронных преобразователей давления на выходе регуляторов давления газа, что необходимо для контроля давления газа, подаваемого потребителям. В этом случае, в момент пуска газа, ввиду того, что в начальный момент регулирующий орган регулятора находится в полностью открытом положении, имеет место прохождение на выход регулятора импульса высокого (фактически – входного) давления, которое иногда в тысячу и более раз превышает уровень контролируемого давления. Конечно, в дальнейшем регулирующий орган регулятора закрывается, поддерживая необходимое давление на выходе. Однако, упомянутые приборы контроля, подвергшиеся воздействию такой перегрузки, в большинстве случаев уже вышли из строя.

В поисках решения данной проблемы разработчики вынуждены либо идти по пути усложнения конструкции, что автоматически сопровождается существенным увеличением стоимости разрабатываемых приборов, либо, в подавляющем количестве случаев, вручную отключать приборы контроля указанного давления на время пуска газа, с последующим включением. Что, естественно, сохраняет опасность повреждения приборов при последующих случаях перебоев с подачей газа и его последующего включения.

Одним из путей решения этой проблемы является установка перед манометрами и напоромерами нормально закрытых кнопочных кранов, которые достаточно широко применяются уже в течение ряда лет. Они предназначены для защиты приборов от воздействия пульсаций и скачков давления в процессе работы путем периодической подачи рабочего давления измеряемой среды (воздуха, различных газов, а также воды и других жидкостей) на вход манометров в тех случаях, когда нет необходимости или возможности контролировать это давление постоянно (например, в необслуживаемых или периодически обслуживаемых помещениях: газораспределительных и теплораспределительных пунктах, котельных, компрессорных и т.п.). При этом обеспечивается удобство контроля давления простым нажатием кнопки, которая после отпускания под действием пружины сама возвращается в исходное положение, вновь отключая манометр от полости рабочего давления и соединяя его с атмосферой.

Первоначально применение в России нашли кнопочные краны серии VE фирмы AZ Industrietechnik GmbH (Германия) [1]. Однако наибольшее распространение получили кнопочные краны VE-РАСКО [2, 3], корпуса которых изготавливаются методом горячей штамповки вместо литья у зарубежных аналогов. Соответственно, они имеют существенно более высокую прочность и хладостойкость. Кроме того, теперь потребителям предлагаются не только кнопочные краны нормально закрытого исполнения VE-РАСКО-НЗ (рис. 1) для защиты манометров, но и нормально открытого исполнения VE-РАСКО-НО для, так называемого, «контроля нуля» преобразователей давления – наиболее широко применяемого на практике способа контроля работоспособности указанных изделий. В настоящее время общее количество изготовленных и находящихся в эксплуатации кнопочных кранов VE-РАСКО превышает 120 000 штук.

Однако данное решение не позволяет обеспечить дистанционный контроль давления на выходе регулятора давления, что в принципе необходимо в соответствии с современными концепциями газоснабжения и газораспределения. Кроме того, после отключения прибора контроля давления от пневматической и, особенно, гидравлической магистрали происходит сброс в атмосферу небольших порций газа или жидкости, соответственно, что делает данное решение неприменимым при контроле давления агрессивных или токсичных сред.

С целью решения задачи защиты приборов измерения давления всех перечисленных типов от негативного воздействия пиковых перегрузок по инициативе ООО «Научно-производственная фирма «РАСКО» и на основании предложенных авторами технических решений разработаны и подготовлены к освоению в серийном производстве в ПАО «СПЗ» недорогие и компактные предохранительные клапаны ПК-М РАСКО на давления срабатывания от 0,4 до 6,0 МПа (от 4 до 60 кГс/см²) и ПК-Н РАСКО на давления срабатывания от 4 до 40 кПа. Внешний вид предохранительных клапанов ПК-М РАСКО в комплекте с датчиком давления и манометром диаметром 100 мм показан на рис.2, ПК-Н РАСКО с напоромером диаметром 65 мм - на рис. 3.

Рис. 2		Рис. 3

Технические характеристики клапанов ПК-М РАСКО и ПК-Н РАСКО представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Таблица 2

Клапаны ПК-М РАСКО и ПК-Н РАСКО работоспособны в диапазоне температур окружающего воздуха -30….+70 ⁰С. Ведутся работы по расширению указанного температурного диапазона. Изделия могут применяться в жидкостных и газовых системах, использующих самые разнообразные жидкости и газы, неагрессивные по отношению к нержавеющей и углеродистой стали, алюминиевым и медным сплавам, фторопласту, силикону и резине. Возможно изготовление клапанов из других материалов при наличии потребности и с целью расширения области применения.

Отличительные особенности:

• Сочетание возможности контроля давления с защитой от перегрузки
• Широкий выбор диапазонов настройки
• Расширенный ряд присоединительных резьб
• Минимальные масса и габариты.

Рекомендуемые случаи применения:

• в жидкостных системах – при наличии опасности возникновения гидроударов, обусловленных малой сжимаемостью жидкости,
• в газовых системах - при установке приборов контроля давления после регуляторов давления газа, где имеет место прохождение импульса высокого давления на выход регулятора при пуске газа, а также до и после релейных газовых клапанов.

Клапаны ПК-М, при аналогичных технических характеристиках, в разы дешевле зарубежных аналогов, клапаны ПК-Н зарубежных или отечественных аналогов в настоящее время не имеют. Изделия полностью соответствуют требованиям по импортозамещению.

Резюмируя представленную информацию, можно констатировать:

1. Для защиты манометров и напоромеров, эксплатируемых в ГРП и необслуживаемых котельных, целесообразна установка как предохранительных клапанов, так и кнопочных кранов нормально закрытого типа.
2. При необходимости обеспечения одновременно видимого контроля показаний и защиты от скачков давления манометров и напоромеров, устанавливаемых в газовых котельных, предпочтительным является установка перед ними предохранительных клапанов.

Литература:

1. Manometer Button Valve VE2/VE3. Рекламный проспект фирмы AZ Industrietechnik GmbH, Германия, 2008.
2. Золотаревский С. А., Апарин Е. Л. Кнопочные краны VE-РАСКО нового поколения для контроля показаний манометров и преобразователей давления // Реформа ЖКХ, 2009, № 1–2.
3. Золотаревский С.А. Запорная арматура для подключения газовых манометров и напоромеров. Основные требования и перспективы развития // ТПА и оборудование. 2012, № 5 (62), стр.33-34.