Выбор химических клапанов

Ключевые моменты выбора клапана
1. Уточните назначение клапана в оборудовании или устройстве.
Определить условия работы клапана: характер применяемой среды, рабочее давление, рабочую температуру, способ управления работой и т. д.
2. Правильно выберите тип клапана.
Правильный выбор типа клапана зависит от полного понимания проектировщиком всего производственного процесса и условий эксплуатации. При выборе типа клапана проектировщик должен прежде всего оценить конструктивные характеристики и эксплуатационные характеристики каждого клапана.
3. Определить концевое соединение клапана.
Среди резьбовых, фланцевых и сварных соединений наиболее распространены первые два. Резьбовые клапаны — это, как правило, клапаны с номинальным диаметром менее 50 мм. Если диаметр слишком большой, монтаж и герметизация соединения будут весьма затруднительны.
Клапаны с фланцевым соединением проще устанавливать и демонтировать, но они тяжелее и дороже клапанов с резьбовым соединением, поэтому подходят для трубных соединений различных диаметров и давлений.
Сварное соединение подходит для работы в условиях высоких нагрузок и более надежно, чем фланцевое. Однако сварное соединение сложно разобрать и переустановить, поэтому его применение ограничено случаями, когда требуется длительная и надежная работа, или условиями эксплуатации с высокими температурами.
4. Выбор материала клапана
При выборе материала корпуса, внутренних деталей и уплотнительной поверхности клапана, помимо физических свойств (температура, давление) и химических свойств (коррозионная активность) рабочей среды, следует учитывать её чистоту (содержание или отсутствие твёрдых частиц). Кроме того, необходимо руководствоваться соответствующими нормативными актами страны и ведомства-пользователя.
Правильный и обоснованный выбор материала клапана позволяет обеспечить максимальную экономичность, долговечность и наилучшие эксплуатационные характеристики клапана. Последовательность выбора материала корпуса клапана: чугун – углеродистая сталь – нержавеющая сталь, а последовательность выбора материала уплотнительного кольца: резина – медь – легированная сталь – F4.
5. Другое
Кроме того, следует также определить расход и уровень давления жидкости, протекающей через клапан, и выбрать подходящий клапан, используя имеющуюся информацию (такую как каталоги клапанной продукции, образцы клапанной продукции и т. д.).

Часто используемые инструкции по выбору клапана

1:Инструкция по выбору задвижки
В целом, задвижки являются предпочтительным выбором. Помимо пара, масла и других сред, задвижки также подходят для сред с сыпучими частицами и высокой вязкостью, а также для клапанов в системах вентиляции и низковакуумных системах. Для сред с твердыми частицами корпус задвижки должен иметь одно или два продувочных отверстия. Для низкотемпературных сред следует использовать специальные низкотемпературные задвижки.

2:Инструкция по выбору запорного клапана
Запорный клапан подходит для трубопроводов, не требующих строгого сопротивления жидкости, то есть трубопроводов или устройств с высокотемпературной и высоконапорной средой, не учитывающих потери давления, а также подходит для трубопроводов сред типа пара с DN<200 мм;
Для малых клапанов можно выбрать запорные клапаны, такие как игольчатые клапаны, приборные клапаны, пробоотборные клапаны, клапаны манометров и т. д.;
Запорный клапан имеет регулировку расхода или давления, но точность регулировки невысокая, а диаметр трубы относительно небольшой, лучше использовать запорный клапан или дроссельный клапан;
Для высокотоксичных сред следует использовать шаровой клапан с сильфонным уплотнением. Однако шаровой клапан не следует использовать для сред с высокой вязкостью и сред, содержащих частицы, которые легко осаждаться, а также его нельзя использовать в качестве выпускного клапана или клапана системы низкого вакуума.
3:Инструкции по выбору шарового крана
Шаровой кран подходит для работы с низкотемпературными, высоконапорными и высоковязкими средами. Большинство шаровых кранов могут использоваться в средах с содержанием взвешенных твердых частиц, а также в порошкообразных и сыпучих средах в зависимости от требований к уплотнительному материалу.
Полноканальный шаровой кран не подходит для регулирования расхода, но он подходит для случаев, когда требуется быстрое открытие и закрытие, что удобно для аварийного отключения при авариях; обычно в случаях, когда требуется строгая герметичность, износ, сужение прохода, быстрое открытие и закрытие, отсечка под высоким давлением (большой перепад давления). В трубопроводах с низким уровнем шума, испарения, малым рабочим крутящим моментом и малым сопротивлением жидкости рекомендуются шаровые краны.
Шаровой кран подходит для лёгких конструкций, низкого давления и коррозионных сред. Он также идеально подходит для низкотемпературных и криогенных сред. Для трубопроводных систем и устройств, работающих с низкотемпературными средами, следует выбирать низкотемпературный шаровой кран с крышкой.
При выборе шарового крана с плавающим шаром необходимо учитывать материал седла, выдерживающий нагрузку от шара и рабочей среды. Шаровые краны большого диаметра требуют больших усилий при работе, DN≥
Шаровой кран диаметром 200 мм должен использовать червячную передачу; фиксированный шаровой кран подходит для случаев большего диаметра и более высокого давления; кроме того, шаровой кран, используемый для трубопроводов с высокотоксичными материалами и горючими средами, должен иметь огнестойкую и антистатическую конструкцию.
4:инструкции по выбору дроссельной заслонки
Дроссельный клапан подходит для случаев, когда температура среды низкая, а давление высокое, а также для узлов, требующих регулировки расхода и давления. Он не подходит для сред с высокой вязкостью и содержанием твёрдых частиц, а также для использования в качестве запорного клапана.
5:Инструкции по выбору крана
Пробковый клапан подходит для случаев, требующих быстрого открытия и закрытия. Как правило, он не подходит для пара и высокотемпературных сред, низкотемпературных и высоковязких сред, а также сред с содержанием взвешенных частиц.
6:Инструкции по выбору поворотного клапана
Дисковый затвор подходит для трубопроводов большого диаметра (например, DN≥600 мм) и малой длины, а также для случаев, когда требуется регулировка расхода и быстрое открытие/закрытие. Он обычно используется при температуре ≤
80℃, давление ≤ 1,0 МПа вода, масло, сжатый воздух и другие среды; из-за относительно больших потерь давления у дисковых затворов по сравнению с задвижками и шаровыми кранами, дисковые затворы подходят для трубопроводных систем с менее строгими требованиями к потерям давления.
7:Инструкции по выбору обратного клапана
Обратные клапаны, как правило, подходят для чистых сред, а не для сред с твердыми частицами и высокой вязкостью. При диаметре ≤40 мм следует использовать подъёмный обратный клапан (допускается установка только на горизонтальных трубопроводах); при диаметре DN = 50–400 мм следует использовать поворотный обратный клапан (может устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах, например, при установке на вертикальном трубопроводе направление потока среды должно быть снизу вверх).
Если DN≥450 мм, следует использовать буферный обратный клапан; если DN=100～400 мм, можно также использовать межфланцевый обратный клапан; поворотный обратный клапан может быть изготовлен для очень высокого рабочего давления, PN может достигать 42 МПа. Его можно применять с любой рабочей средой и в любом диапазоне рабочих температур в зависимости от различных материалов корпуса и уплотнительных деталей.
Средой является вода, пар, газ, агрессивная среда, нефть, лекарства и т. д. Диапазон рабочих температур среды составляет от -196 до 800 ℃.
8:Инструкции по выбору мембранного клапана
Мембранный клапан подходит для работы с маслянистыми, водными, кислотными и содержащими взвешенные частицы средами при рабочей температуре ниже 200°C и давлении ниже 1,0 МПа. Не подходит для работы с органическими растворителями и сильными окислителями.
Для абразивных сыпучих сред следует выбирать мембранные клапаны переливного типа, а при выборе мембранных клапанов переливного типа следует обращаться к таблице характеристик потока мембранных клапанов переливного типа; для вязких жидкостей, цементного раствора и осадочных сред следует выбирать прямоточные мембранные клапаны; мембранные клапаны не следует использовать для вакуумных трубопроводов, за исключением особых требований к дорожному и вакуумному оборудованию.

Вопрос и ответ по выбору клапана

1. Какие три основных фактора следует учитывать при выборе организации-исполнителя?
Выходная мощность привода должна превышать нагрузку клапана и быть разумно согласована.
При проверке стандартной комбинации необходимо учитывать, соответствует ли допустимый перепад давления, заданный клапаном, технологическим требованиям. При большом перепаде давления необходимо рассчитать неуравновешенное усилие на золотнике.
Необходимо учитывать, соответствует ли скорость срабатывания привода требованиям технологического процесса, особенно это касается электропривода.

2. Каковы характеристики электрических приводов по сравнению с пневматическими приводами, и какие типы выходов существуют?
В качестве источника электропривода используется электрическая энергия, которая проста и удобна, обладает высокой тягой, крутящим моментом и жёсткостью. Однако конструкция сложна, а надёжность низкая. В малых и средних размерах она дороже пневматической. Она часто используется в случаях, когда отсутствует источник газа или не требуется строгая взрывобезопасность и пожаробезопасность. Электропривод имеет три варианта исполнения: угловой ход, линейный ход и многооборотный.

3. Почему перепад давления отключения четвертьоборотного клапана велик?
Перепад давления отсечки четвертьоборотного клапана больше, поскольку результирующая сила, создаваемая средой на сердечнике или пластине клапана, создаёт очень малый крутящий момент на вращающемся валу, поэтому он может выдерживать большую разницу давления. Наиболее распространёнными четвертьоборотными клапанами являются дисковые затворы и шаровые краны.

4. Какие клапаны необходимо выбрать для направления потока? Как выбрать?
Регулирующие клапаны с одинарным уплотнением, такие как односедельные клапаны, клапаны высокого давления и односедельные золотниковые клапаны без балансировочных отверстий, требуют контроля потока. Открытие и закрытие потока имеют свои плюсы и минусы. Клапан с открытым клапаном работает относительно стабильно, но обладает низкими характеристиками самоочистки и герметичности, а также коротким сроком службы. Клапан с закрытым клапаном имеет длительный срок службы, обладает хорошими характеристиками самоочистки и герметичности, но его стабильность снижается, если диаметр штока меньше диаметра сердечника клапана.
Односедельные клапаны, клапаны малого расхода и золотниковые клапаны с одним уплотнением обычно выбираются в режиме «открыто» и «закрыто» при необходимости интенсивной промывки или самоочистки. Двухпозиционный быстрооткрывающийся регулирующий клапан выбирает режим «закрыто».

5. Помимо односедельных, двухседельных клапанов и золотниковых клапанов, какие еще клапаны выполняют регулирующие функции?
Мембранные клапаны, поворотные затворы, О-образные шаровые краны (в основном отсечные), V-образные шаровые краны (большой коэффициент регулирования и сдвигающий эффект), а также эксцентриковые поворотные клапаны — все это клапаны с функциями регулирования.

6. Почему выбор модели важнее расчета?
Сравнивая расчёт и выбор, выбор гораздо важнее и сложнее. Поскольку расчёт — это всего лишь простой расчёт по формуле, он заключается не в точности формулы, а в точности заданных параметров процесса.
Отбор требует большого количества информации, и даже малейшая небрежность может привести к неправильному выбору, что не только приведет к напрасной трате рабочей силы, материальных и финансовых ресурсов, но и к неудовлетворительному результату использования, что, в свою очередь, повлечет за собой ряд проблем, связанных с надежностью, сроком службы, эксплуатацией, качеством и т.д.

7. Почему нельзя использовать двухсекционный клапан в качестве запорного клапана?
Преимуществом двухседельного сердечника клапана является структура с уравновешенными силами, которая допускает большую разницу давлений, но ее существенным недостатком является то, что две уплотнительные поверхности не могут одновременно находиться в хорошем контакте, что приводит к большой утечке.
Если его искусственно и принудительно использовать для перекрытия потоков, эффект, очевидно, неблагоприятный. Даже при многочисленных усовершенствованиях (например, установке двухсекционного клапана) его применение нецелесообразно.

8. Почему двухседельный клапан легко вибрирует при работе с небольшим отверстием?
Односедельный клапан обеспечивает хорошую устойчивость при открытом потоке среды; плохую устойчивость при закрытом потоке среды. Двухседельный клапан имеет два золотника: нижний золотник находится в закрытом потоке, а верхний – в открытом.
Таким образом, при работе с малым отверстием, закрытый потоком сердечник клапана, скорее всего, вызовет вибрацию клапана, поэтому двухседельный клапан не может быть использован для работы с малым отверстием.

9. Каковы характеристики прямоточного односедельного регулирующего клапана и где он применяется?
Благодаря наличию только одного сердечника клапана, утечка невелика, что позволяет легко обеспечить герметичность. Стандартный расход утечки составляет 0,01% от номинального значения, что позволяет использовать клапан в качестве запорного клапана.
Допустимый перепад давления невелик, а тяга велика из-за неуравновешенности сил. Давление △P клапана DN100 составляет всего 120 кПа.
Пропускная способность невелика. Коэффициент пропускной способности клапана DN100 составляет всего 120. Он часто используется в случаях, когда утечка невелика, а перепад давления невелик.

10. Каковы характеристики двухседельного регулирующего клапана и где он применяется?
Допустимая разница давлений велика, поскольку она может компенсировать множество несбалансированных сил. △P клапана DN100 составляет 280 кПа.
Большая пропускная способность. KV для DN100 составляет 160.
Утечка велика, поскольку оба золотника не могут быть герметизированы одновременно. Стандартный расход на выходе составляет 0,1% от номинального давления, что в 10 раз больше, чем у односедельного клапана. Прямоточный двухседельный регулирующий клапан в основном используется в условиях высокого перепада давления и требований к малой утечке.

11. Почему антиблокировочные характеристики прямоходного регулирующего клапана плохие, а угловой клапан имеет хорошие антиблокировочные характеристики?
Золотник прямоходного клапана представляет собой вертикальный дроссель, а среда движется горизонтально. Путь потока в полости клапана неизбежно будет изменять направление и менять направление, что делает траекторию потока в клапане довольно сложной (форма клапана напоминает перевернутую букву «S»). Таким образом, возникает множество мертвых зон, где среда может оседать, и если ситуация продолжится, это приведет к засорению.
Направление дросселирования четвертьоборотного клапана – горизонтальное. Среда поступает и выходит горизонтально, что облегчает отвод загрязнений. При этом траектория потока проста, а пространство для осаждения среды невелико, что обеспечивает хорошую защиту от засорения четвертьоборотного клапана.

12. При каких обстоятельствах мне необходимо использовать позиционер клапана?

В случаях, когда трение велико и требуется точное позиционирование. Например, регулирующие клапаны для высоких и низких температур или регулирующие клапаны с гибким графитовым уплотнением;
Медленный процесс требует увеличения скорости срабатывания регулирующего клапана. Например, системы регулировки температуры, уровня жидкости, анализа и других параметров.
Необходимо увеличить выходное усилие и усилие среза привода. Например, односедельный клапан с DN≥25, двухседельный клапан с DN>100. При перепаде давления на обоих концах клапана △P>1 МПа или входном давлении P1>10 МПа.
При работе системы двухдиапазонного регулирования и регулирующего клапана иногда возникает необходимость изменения режимов открытия и закрытия воздуха.
Необходимо изменить расходную характеристику регулирующего клапана.

13. Каковы семь шагов определения размера регулирующего клапана?
Определить расчетный расход-Qmax, Qmin
Определить расчетный перепад давления — выбрать значение коэффициента сопротивления S в соответствии с характеристиками системы, а затем определить расчетный перепад давления (при полностью открытом клапане);
Рассчитайте коэффициент расхода — выберите соответствующую формулу расчета или программное обеспечение, чтобы найти максимальное и минимальное значение KV;
Выбор значения KV — В соответствии с максимальным значением KV в выбранной серии изделий для получения первичного калибра отбора используется значение KV, наиболее близкое к первой передаче;
Расчет проверки степени открытия - при Qmax требуется ≯90% открытия клапана; при Qmin ≮10% открытия клапана;
Фактический расчет проверки регулируемого отношения — общее требование должно быть ≮10; Фактическое значение ＞ требование R
Калибр определен — если он не соответствует требованиям, повторно выберите значение KV и проверьте еще раз.

14. Почему золотниковый клапан заменяет односедельный и двухседельный клапаны, но не дает желаемого результата?
Золотниковые клапаны, появившиеся в 1960-х годах, широко применялись в стране и за рубежом в 1970-х годах. На нефтехимических заводах, введенных в эксплуатацию в 1980-х годах, золотниковые клапаны стали применяться чаще. В то время многие считали, что золотниковые клапаны способны заменить одинарные и двойные клапаны. Седельный клапан стал продуктом второго поколения.
До сих пор это не так. Односедельные клапаны, двухседельные клапаны и золотниковые клапаны используются на равных условиях. Это связано с тем, что золотниковый клапан улучшает только форму дросселирования, стабильность и обслуживание по сравнению с односедельным клапаном, но его вес, антиблокировочные свойства и показатели герметичности сопоставимы с односедельными и двухседельными клапанами. Как он может заменить односедельные и двухседельные клапаны? Поэтому их можно использовать только вместе.

15. Почему для запорных клапанов следует по возможности использовать жесткое уплотнение?
Утечка запорного клапана должна быть максимально низкой. Утечка клапана с мягким уплотнением — самая низкая. Конечно, запирающий эффект хороший, но он не износостойкий и ненадёжный. Судя по двойным стандартам малой утечки и надёжности уплотнения, мягкое уплотнение не так хорошо, как жёсткое.
Например, полнофункциональный сверхлегкий регулирующий клапан, герметизированный и оснащенный защитой из износостойкого сплава, обладает высокой надежностью и имеет показатель утечки 10-7, что уже может соответствовать требованиям, предъявляемым к запорному клапану.

16. Почему шток регулирующего клапана прямого хода тоньше?
В основе работы лежит простой механический принцип: высокое трение скольжения и низкое трение качения. Шток клапана прямоходного типа движется вверх и вниз, а сальник слегка сжимается, плотно прижимая шток клапана, что приводит к увеличению разности давлений.
По этой причине шток клапана спроектирован очень маленьким, а в качестве набивки используется набивка из ПТФЭ с малым коэффициентом трения для уменьшения люфта, но проблема в том, что шток клапана тонкий, его легко согнуть, а срок службы набивки короткий.
Оптимальным способом решения этой проблемы является использование штока клапана хода, то есть четвертьоборотного клапана. Его шток в 2–3 раза толще штока клапана прямого хода. Он также использует долговечное графитовое уплотнение и жёсткость штока. Хорошо, срок службы уплотнения длительный, но момент трения и люфт малы.

Хотите, чтобы больше людей узнали о вашем опыте работы? Если вы занимаетесь техническим обслуживанием оборудования и обладаете знаниями в области обслуживания клапанов и т.д., свяжитесь с нами. Возможно, ваш опыт и знания помогут большему количеству людей.