Базовые сведения о клапанах: что должны знать специалисты по жидкостным и газовым системам

Базовые сведения о клапанах: основные функции и типы промышленных клапанов

Для надежной работы жидкостных и газовых систем при их проектировании и изготовлении нужно использовать подходящие компоненты. Клапаны играют здесь важную роль, позволяя операторам эффективно регулировать расход среды системы в соответствии с потребностями.

Проектирование жидкостных и газовых систем — это сложный процесс, который требует учета множества факторов. Не всегда очевидно, какой клапан подходит для вашей системы. Потребуется ли вам запускать или останавливать поток? Контролировать направление движения потока? Регулировать уровень расхода? Или вам нужно защитить систему от избыточного давления?

Все эти вопросы нужно задать при выборе клапана для вашей жидкостной или газовой системы. В данной публикации мы рассмотрим различные типы промышленных клапанов и дадим советы, как выбрать подходящий клапан для вашей системы.

Хотите узнать больше о типах клапанов, их выборе, а также поиске и устранении неисправностей? Пройдите курс Swagelok^® «Основы работы с клапанами».
ОЗНАКОМИТЬСЯ С ТРЕНИНГОМ ПО КЛАПАНАМ

Безопасность прежде всего

Несоблюдение рекомендаций по монтажу и эксплуатации жидкостных и газовых систем может сделать эти системы опасными. Многие процессы в технологических средах проходят при повышенном давлении и температуре. Кроме того, некоторые среды могут быть опасны, а их утечка может поставить под угрозу здоровье операторов.

Клапаны играют важнейшую роль в обеспечении безопасной работы жидкостных и газовых систем. Например, предохранительный отсечной или перепускной клапан может защитить вашу систему от потенциально опасного избыточного давления, которое может привести к выбросу.

Что такое расход

Главная функция клапана — регулирование расхода. Расход — это стабильное и постоянное движение среды по вашей системе. Жидкость или газ перетекают из зоны высокого давления в зону низкого давления. Как правило, расход измеряется ротаметром и обозначается как расстояние или объем в единицу времени (например, метры в секунду, галлоны в день, литры в минуту и т. д.).

Расход зависит от ряда характеристик клапана, включая диаметр торцевого соединения и схему движения потока. Для лучшего понимания способности клапана регулировать расход производители обычно указывают на поставляемом клапане коэффициент расхода (C_v). Чем выше значение C_v, тем выше расход, но высокое значение C_v не всегда полезно. В зависимости от типа клапана и системы некоторые клапаны могут иметь значение C_v, близкое к нулю.

Воспользуйтесь нашим калькулятором C_v, чтобы определить значение C_v или расход, исходя из давления, расхода, температуры и рабочей среды в вашей системе.
ОЗНАКОМИТЬСЯ С КАЛЬКУЛЯТОРОМ

Функции и типы клапанов

Многочисленные предлагаемые на сегодняшний день клапаны служат для выполнения пяти основных функций, перечисленных ниже с указанием стандартных отраслевых символов, которые широко распространены в схемах КИП.

Открытие/закрытие. Это самый простой тип клапанов. Двухпозиционные клапаны запускают или останавливают поток технологической среды. Существует множество различных типов таких клапанов, в том числе:

• шаровые краны;
• сильфонные клапаны;
• мембранные клапаны;
• пробковые краны;
• клиновые задвижки.

Регулирование расхода. Эти клапаны регулируют расход в системе, а их функциональность варьируется от простой до тонкой регулировки. Игольчатые клапаны — самый распространенный вид клапанов для регулирования расхода, которые при необходимости также могут использоваться для открытия и перекрытия потока жидкости. Расход зависит от размера условного прохода, типа и положения штока, которое регулируется путем поворота рукоятки клапана.

Контроль направления потока. Назначение этих клапанов — обеспечить требуемое направление потока и менять направление потока в системе. Обычно для контроля направления потока используются обратные клапаны и многоканальные шаровые краны. Важно заметить, что клапаны для контроля направления обеспечивают запуск и остановку потока при изменении расхода; они не дросселируют поток.

Защита от превышения давления. Эта функция предотвращает выход давления в системе за установленный предел. Как правило, для этих целей применяются перепускные клапаны и разрывные мембраны. Устройства сброса давления очень важны в любой системе, работающей под давлением. Они выполняют роль последней линии обороны от превышения давления. Перепускные клапаны можно откалибровать так, чтобы они автоматически открывались при заданном уровне давления. Они помогут защитить ваше предприятие и позволят не останавливать производство в случае превышения давления.

Защита от избыточного расхода. Клапаны, регулирующие избыточный расход, помогают сдержать неконтролируемый выброс технологической среды и предотвратить быструю утечку среды, срабатывая, когда расход через клапан достигает предварительно заданного значения. При возникновении избыточного расхода в линии за клапаном его тарелка быстро переходит в блокирующее или полностью переднее положение, предотвращая неконтролируемый выброс технологической среды.

Как сделать правильный выбор

Понимание того, что такое расход и как разные типы клапанов помогают его регулировать, поможет вам сделать правильный выбор при проектировании жидкостных и газовых систем. Однако эта статья представляет собой лишь введение в тему. В качестве следующего этапа рекомендуем ознакомиться с применением проверенного метода выбора промышленных клапанов STAMPED, прочитав соответствующую статью.

Если вы хотите узнать больше про выбор клапанов, определение их типа и поиск и устранение неисправностей, рекомендуем пройти курс Swagelok^® «Основы работы с клапанами». Кроме того, мы предлагаем множество других курсов под руководством сертифицированных инструкторов Swagelok, призванных помочь вам получить знания и навыки, необходимые для изготовления и эксплуатации высокопроизводительных жидкостных и газовых систем. Узнайте больше о доступных курсах и темах по ссылке ниже.

Обзор доступных учебных курсов