Москва, ул. Митинская, д.12

Связаться с нами

Адрес:

Москва, ул. Митинская, д.12

Прием заявок и консультации:

info@packo.ru

Телефон (многоканальный):

+7 (495) 970 16 83

Ваша Заявка

Купите необходимый Вам товар. Для этого перейдите на страницу с его описанием и нажмите кнопку
"Добавить товар в заявку".

Трехходовые или кнопочные краны для защиты и контроля работоспособности приборов для измерения давления. Что лучше?

Автор:
Золотаревский С.А., генеральный директор ООО «НПФ «РАСКО», к.т.н.; Макаров А.В., главный конструктор ОАО «Саранский приборостроительный завод»
Издание: ТПА № спец. выпуск к выставке . Год: 2010
30.07.2010

Приборы для измерения давления (ИД) — так для обобщения будем в данной статье называть манометры, напоромеры, преобразователи давления — являются неотъемлемой составляющей практически любой технологической установки, использующей в своей работе газ, пар или жидкость. При этом само количество указанных приборов измеряется сотнями миллионов единиц.

Отсюда неизбежно вытекает задача: как оптимальным образом обеспечить работоспособность данных изделий, продлить срок их службы, а при необходимости — обеспечить быструю и качественную замену.

Именно с этой целью перед ИД устанавливают упомянутую в названии статьи запорную арматуру. Рассмотрим последовательно варианты ее применения и сравним их преимущества и недостатки.

Первоначально перед ИД устанавливали обычные двухходовые краны, имеющие два рабочих положения: «открыто» и «закрыто». В положении «открыто» давление рабочей среды поступает на вход ИД, который фиксирует его. Если двухходовой кран перевести в положение «закрыто», то рабочая полость ИД отсоединяется от рабочей полости системы. При этом ИД «запоминает» то давление, которое было в системе в момент отключения. Но затем оно может изменяться, например, при нагреве или охлаждении среды в данной замкнутой полости.

Очевидно, что с помощью двухходового крана невозможно проверить «стабильность нуля» прибора, что является одним из признаков его работоспособности. Сильно затруднена также замена прибора, особенно при измерении высоких давлений и в газовых системах. Это объясняется, во-первых, тем, что имеется значительное осевое усилие на резьбу, с помощью которой устанавливается ИД, а во-вторых, опасностью резкого расширения газа из замкнутого пространства при снятии ИД, установленных на газовых системах. Вследствие этого, двухходовые краны для указанных целей используются крайне редко и в настоящей статье не рассматриваются.

Определимся также, что будем рассматривать возможные варианты применения кранов перед ИД в системах с рабочим давлением до 1,6 МПа (16 кГс/см2), что характерно для подавляющего большинства газораспределительных сетей, а также систем водо- и теплоснабжения зданий и сооружений.

Для устранения указанных недостатков двухходовых кранов применяют трехходовые краны (рис. 1). Они, что следует из их названия, имеют три канала (хода): для подключения к рабочей полости системы, в которой контролируется давление, к ИД и к атмосфере, и два фиксированных положения: в первом ИД подключен к давлению в системе, а во втором — к атмосфере.

1 KranTrechhod

Рис. 1. Кран трехходовой натяжной муфтовый11б18(38)бк РУ 16кгс/см2 Ду15мм

Трехходовые краны применяются для указанных целей уже более века и зарекомендовали себя как недорогое и достаточно надежное устройство. Однако они имеют серьезные недостатки. Главный недостаток трехходовых крановнедостаточная герметичность. Как правило, она соответствует только классу герметичности D по ГОСТ 9544-2005, т.е. при испытании давлением воздуха 6 кгс/см2 допускают утечку газа в пределах 1,8 см3/мин xDN, где DN — диаметр условного прохода крана (от 5,4 см3/мин при DN = 3 мм до 360  см3/мин при DN = 200 мм). Это обусловлено тем, что в подавляющем большинстве указанных изделий разделение соответствующих полостей в них обеспечивается взаимным разворотом цилиндрических или конических поверхностей. Соответственно, всегда имеется микрозазор между указанными твердыми поверхностями, который часто заполняют специальной консистентной смазкой, чтобы снизить возможные перетоки. Но, во-первых, перетоки все равно остаются, во-вторых, появляется необходимость периодического обслуживания данных кранов для замены смазки, а в-третьих, имеются случаи, когда применение смазки неэффективно или недопустимо. В качестве примера последних случаев можно привести установку трехходовых кранов перед ИД бензина, который растворяет большинство смазок, или кислорода, при взаимодействии которого с обычными смазками может произойти возгорание.

Имеют трехходовые краны и еще один существенный в эксплуатации недостаток: отсутствие, так называемой, «защиты от дурака». В ходе технологических работ трехходовой кран может быть оставлен в любом из трех возможных положений и, например, получить утечку рабочей жидкости при снятом ИД или отсутствие показаний ИД при перекрытом канале, соединяющем систему с ИД. И то, и другое может привести к серьезным аварийным ситуациям.

Для того, чтобы исключить возникновение указанных аварийных ситуаций и повысить герметичность запорного устройства до класса А по ГОСТ 9544-93 (Нет видимых протечек), обеспечивающего нормальное функционирование ИД были разработаны и в последние 10-15 лет находят все более широкое применение, так называемые, кнопочные краны. Основным преимуществом кнопочных кранов, по сравнению с рассмотренными выше трехходовыми кранами, кроме обеспечения более высокой герметичности, является то, что они не требуют обслуживания в течение практически всего срока эксплуатации и обеспечивают автоматический возврат штока в исходное положение после завершения регламентных операций по снятию показаний, проверки работоспособности или замене ИД.

Ведущим производителем кнопочных кранов марки VE долгие годы являлась фирма AZ Gastechnik GmbH (Германия). Производимые ею кнопочные краны VE2 (рис. 2) и VE3 нашли заслуженное применение в целом ряде стран Европы, в том числе и в

2 Ve star

Рис. 2.Кнопочный кран VE2 фирмы AZ Gastechnik GmbH (Германия)

России. Однако кнопочные краны VE2 и VE3 имеют ограниченный диапазон измерения по давлению (до 0,6 МПа) и температуре (не ниже минус 10 0С), что не позволяло применять их, например, для комплектации шкафных и блочных газорегуляторных пунктов (ГРП), а также в других аналогичных случаях.

Данная проблема была решена с появлением кнопочных кранов VE-РАСКО [1], являющихся совместной разработкой НПФ «РАСКО», г. Москва и ОАО «СПЗ», г. Саранск и специально спроектированных для работы в жестких температурных условиях (от -40 °С до +70 °С) и при повышенных давлениях (до 1,6 МПа), характерных для газораспределительных сетей среднего давления.

2 Ve star2

Рис. 3. Кнопочные краны VE-РАСКО-НЗ и VE-РАСКО-НО:    1 — корпус, 2- кнопка, 3- пружина, 4- опора пружины, 5- стопорная шайба, 6- уплотнения, 7- входное отверстие, 8- выходное отверстие

Одновременно, кроме кнопочных кранов VE-РАСКО-НЗ (рис. 3), изготавливаемых в нормально закрытом исполнении, разработчиками была создана модификация указанных изделий VE-РАСКО-НО (рис. 4), изготавливаемых в нормально открытом исполнении. Первоначально данная модификация предназначалась для проверки работоспособности преобразователей давления без их демонтажа с объекта [2], заключающейся в нажатии на кнопку, соединении входа данного ИД с атмосферой и контроле уровня и стабильности данного нулевого сигнала (например, 4 мА для преобразователей давления с токовым выходным сигналом 4-20 мА). Однако, неожиданно для разработчиков, потребители сами нашли дополнительное применение данной модификации кранов VE-РАСКО: для оперативной замены отказавших или нуждающихся в поверке манометров, с последующим автоматическим их подключением для измерения давления контролируемой среды.

Следует также отметить, что хотя кнопочные краны VE-РАСКО рассчитаны на длительную безотказную работу (выдерживают до 20 тысяч нажатий без снижения класса герметичности). По сравнению с упомянутыми кнопочными кранами VE2 и VE3, они имеют дополнительное уплотнение кнопки (штока), что дополнительно повышает надежность и безопасность их работы. При этом, тем не менее, краны VE-РАСКО конструктивно являются ремонтопригодными изделиями. Причем ремонт заключается практически только в замене уплотнительных колец и может быть произведен (при наличии заводского ремкомплекта) в условиях эксплуатации слесарем средней квалификации.

Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:

  1. Применение трехходовых кранов может быть обосновано их, как правило, более низкой стоимостью, только в неответственных случаях, когда недостаточная герметичность, а также отсутствие автоматического возврата запорного органа не могут привести к аварийным ситуациям или снижению качества контролируемого технологического процесса.
  2. В случаях контроля давления в системах повышенной опасности, характерных для газовой, нефтяной, химической, металлургической и ряда других отраслей промышленности, когда недостаточная герметичность крана или отсутствие автоматического возврата его регулирующего органа в исходное положение может привести к аварийным ситуациям или снижению качества контролируемых технологических процессов, безусловно, предпочтение следует отдавать кнопочным кранам, как наиболее современному и безопасному средству коммутации ИД с измеряемой средой, с одновременным обеспечением необходимых функций по замене или контролю работоспособности ИД (без сброса давления в системе, давление в которой контролируется).

Литература:

  1. Золотаревский С.А., к.т.н., генеральный директор НПФ «РАСКО», Апарин Е.Л., к.т.н, заместитель генерального директора НПФ «РАСКО»// Кнопочные краны VE-РАСКО нового поколения для контроля показаний манометров и преобразователей давления //Реформа ЖКХ, 2009, №1-2
  2. Золотаревский С.А., к.т.н., генеральный директор НПФ «РАСКО», Апарин Е.Л., к.т.н, заместитель генерального директора НПФ «РАСКО» //  «Контроль технического состояния преобразователей давления легким нажатием пальца» // Энергоанализ и Энергоэффективность, 2009, №1-2