О тройном эксцентриситете дисковых затворов рассказала компания "Палюр"

С момента появления на рынке, состоявшегося более 50 лет назад, затворы со смещенным эксцентриситетом диска (трехэксцентриковые затворы, двухэксцентриковые затворы, в английской терминологии - TOV, тройные офсетные клапаны "Triple Offset Valve") продолжают совершенствовать свою конструкцию и находить применение в новых отраслях промышленности.

Первоначально затворы такого типа разрабатывались для использования преимущественно в водных средах. Но дальнейшие усовершенствования конструкции позволили использовать эти универсальные изделия и в других отраслях промышленности, в том числе и тех, где рабочие среды гораздо агрессивнее, а температурные режимы - более экстремальны.

В то же время затворы со смещенным эксцентриситетом обладали и определенными ограничениями, затруднявшими их повсеместное использование - например, в сфере применяющихся диаметров, рабочего давления или способов управления или присоединения. Однако, к ним всегда предъявлялись повышенные требования, касающиеся герметичности и класса протечек.

В настоящее время, интерес к затворам со смещенным эксцентриситетом подстегивают возрастающие требования к безопасности окружающей среды. Промышленные предприятия ищут более уникальные и инновационные способы борьбы с вредными выбросами на производстве, и производители запорной арматуры уделяют этим аспектам своей продукции повышенное внимание. И с этой позиции применение эксцентриковых затворов - наиболее выгодный путь для повышения экологической безопасности, так как, благодаря их конструктивным особенностям, класс герметичности технологических линий значительно повышается.

Конструктивные особенности затворов со смещенным эксцентриситетом

Поворотные дисковые затворы подразделяются в соответствии с материалами изготовления, способам управления и присоединения. В зависимости от конструкции запорного органа (диска), затворы могут быть симметричными или эксцентриковыми. По степени смещения диска, затворы со смещенным эксцентриситетом подразделяются на двухэксцентриковые и трехэксцентриковые.

Эксцентриковые затворы могут быть оптимальным решением комплектации технологической узлов запорной арматурой в тех случаях, когда требуется высокий класс герметичности оборудования.

Двойной эксцентриситет

В двухэксцентриковых затворах вал затвора смещен относительно центральной оси так, что образуются два направления смещения - смещение вдоль оси трубопровода (B1) и смещение поперек нее (B2).

Полезный эффект такого смещения, относительно симметричных затворов, заключается в минимизации воздействия на уплотнения. При работе на закрытие, уплотнение деформируется на короткое время в самый последний момент закрытия, за счет чего уменьшается его износ.

Примыкающие поверхности седла и диска симметричны. Это значительно удешевляет обработку, а значит, сказывается и на конечной цене изделия.

Тройной эксцентриситет

В затворах с тройным эксцентриситетом центральный вал также отстоит относительно центральной оси диска и центральной оси трубопровода. Однако, в отличие от затворов с двойным эксцентриситетом, они имеют несимметричную форму уплотняющих поверхностей. Это очень сильно сказывается на цене конечного изделия, в сторону увеличения, однако значительно повышает степень герметичности затвора.

Герметичность увеличивается за счет полного отсутствия упругих материалов в затворном узле. В таких затворах почти не возникает деформаций уплотняющих поверхностей диска и седла, а перекрытие потока обеспечивается смыканием поверхностей. Смыкающиеся поверхности в различных точках имеют разный угол к оси трубопровода - что образует третий эксцентриситет.

Комбинация этих трех смещений обеспечивает непрерывную уплотняющую поверхность, минимизирует износ между седлом и уплотнением и сохраняет целостность уплотнения в течение всего срока службы затвора. Кроме того, оптимизированный угол зацепления минимизирует прилипание или заедание диска и снижает рабочий крутящий момент затвора. Таким образом, затворы эксцентрикового типа требуют наименьший момент при открытии/закрытии, обладают самым большим ресурсом и высокими эксплуатационными характеристиками

Относительно высокая стоимость подобных затворов компенсируется снижением эксплуатационных затрат. Отсутствие эластомерных и полимерных уплотнений, а значит и необходимости их замены, а также низкий крутящий момент эксцентриковых затворов (что позволяет использовать меньшие приводы), выливается в дополнительную экономию средств.

Металлические уплотнения также расширяют температурный диапазон изделий, дают возможность установки эксцентриковых затворов в технологических узлах, работающих с очень высокими, либо очень низкими температурами.

Тенденции использования эксцентриковых затворов в разных отраслях

Эксцентриковые дисковые затворы традиционно можно обнаружить во многих отраслях промышленности, таких, например, как нефтедобыча и нефтепереработка, индустрия СПГ, химия, нефтехимия, добыча и перекачка газа, коммунальное хозяйство, судостроение, целлюлозно-бумажное и сталелитейное производство, опреснение и очистка воды.

Их использование во всех отраслях промышленности увеличивалось по мере того, как ужесточались правительственные и экологические требования к промышленному производству.

Все это вынуждало операторов проектов искать решения, которые были бы наиболее эффективными в плане предотвращения опасных утечек на производствах. К тому же определенную роль сыграли такие свойства эксцентриковых затворов, как простота в эксплуатации, надежность и устойчивость к абразивным средам и химикатам до определенной температуры или давления.

Филипп Тейлор - менеджер бизнес-направления компании "Crane ChemPharma & Energy" выделил важные особенности дисковых эксцентриковых затворов, которые позволили им занять достойное место среди всего многообразия запорной арматуры, и должны помочь следующим поколениям этих изделий еще больше повысить безопасность и производительность:

1. Уплотнение металл-металл. Обладая металлическим седлом и металлическим же уплотнением, затворы со смещенным эксцентриситетом могут обеспечить надежное и двунаправленное запирание, с коэффициентом протечки, близким к нулю. Кроме того, уплотнение "металл по металлу" может лучше регулировать тепловые колебания, а стандартная конструкция с прямым углом конуса трехэксцентрикового затвора обеспечивает уплотнение с низким коэффициентом трения в потоке, что является важной особенностью в технологических узлах с высокой температурой или высоким давлением. При использовании в нефтяной или газовой промышленности, или в других пожароопасных линиях металлические седла и уплотнения позволяют затворам соответствовать клапану требованиям пожаробезопасности.
2. Оптимизированный угол седла. Конструкция седла в сочетании с использованием стеллита в седле корпуса клапана обеспечивает более длительный срок службы уплотнения, а также улучшенную стойкость к истиранию, даже после длительного цикла работы. Этот оптимизированный угол седла может минимизировать клин или привязку диска и снизить рабочий крутящий момент.
3. Крутящий момент. Крутящий момент в эксцентриковых затворах позволяет клапану "самонастраиваться" для равномерного распределения уплотнения. "Плавающее" уплотнительное кольцо и широкая уплотнительная кольцевая прокладка обеспечивают превосходное уплотнение и герметичное запирание. Небольшое увеличение крутящего момента дает лучшее уплотнение из-за более равномерного распределения уплотняющего кольца по всей площади уплотнения. Приложенный крутящий момент также обеспечивает двунаправленное уплотнение.
4. Конструкция вала. Расположение штыревого разъема в нижней части диска обеспечивает хорошие показатели теплового расширения и минимизирует отклонение вала, что позволяет увеличить срок службы клапана. Благодаря внедрению новых уплотнений вала, эксцентриковые затворы могут также обеспечивать предотвращение выбросов в результате утечек при термоциклировании. Это возможно благодаря обновленным конструкциям уплотнения вала и методам сборки уплотнений, которые позволяют затвору взаимодействовать с более высокими температурами. Благодаря внедрению этих новых типов функций, в состав технологических линий, пригодных для использования затворов могут входить высокотемпературные паровые установки, службы аварийного контроля и пожаробезопасные системы.

Почему выгодно использовать затворы с эксцентриситетом?

Таким образом, несмотря на то, что многие типы запорной арматуры также могут быть очень эффективными в вопросах предотвращения утечек, в пользу выбора именно затворов может говорить их более компактные размеры и строительная длина.

Компактная конструкция упрощает установку. Затворы даже больших диаметров легко могут устанавливаться в очень неудобных и ограниченных элементах технологических линий, по сравнению, например, с шаровыми кранами или клиновыми задвижками.

Затворы с тройным эксцентриситетом обеспечивают наилучшее уплотнение и максимальный срок службы среди всех дисковых затворов. При экстремальных температурных режимах или суровых природных условиях эти затворы обеспечивают приемлемую надежность и качество работы.

Уплотнение "металл по металлу", даже после длительного цикла использования, обеспечивает целостность уплотнения, ранее ассоциировавшуюся только с полимерными уплотнениями.

Низкий крутящий момент на четверть оборота позволяет использовать меньшие приводы, за счет чего снизить стоимость.


 

Пресс-служба МЦ Armtorg по материалам региональной газовой компании "Палюр"