Предохранительная арматура

Для обеспечения защиты трубопровода и оборудования в системе от повышения давления сверх допустимого применяются в основном три типа арматуры: предохранительные клапаны, импульсно-предохранительные устройства и мембранные разрывные устройства.Общий принцип их действия заключается в следующем. При нарушении режима технологического процесса в системе давление рабочей среды повышается до такой величины, которая может привести к повреждению трубопровода и оборудования. В этих условиях защитные устройства автоматически срабатывают, сбрасывая избыток рабочей среды до восстановления нормального рабочего давления в трубопроводе. Различия в способах срабатывания и соответственно в конструктивных исполнениях защитных устройств определяются конкретными условиями их эксплуатации.

К предохранительной арматуре относятся также дыхательные клапаны, которые предохраняют нефтяные резервуары от недопустимого повышения или понижения давления, возникающих под действием температурных режимов окружающей среды.

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, предотвращая аварийное повышение давления, открывается и выпускает часть рабочей среды из трубопровода, после чего закрывается, восстанавливая рабочее давление. Затвор клапана в закрытом положении прижимается к седлу усилием, которое противодействует давлению на него со стороны рабочей среды. По способу создания этого усилия клапаны делятся на РЫЧАЖНО-ГРУЗОВЫЕ и ПРУЖИННЫЕ.

В рычажно-грузовых клапанах давлению среды на золотник противодействует усилие, передаваемое от груза, закрепленного на рычаге. В пружинном клапане – сила пружины.

В выпускаемых клапанах предусмотрена возможность использования их в различных диапазонах давлений рабочей среды, при которых клапан должен срабатывать.

В рычажно-грузовых это осуществляется установкой груза определённой массы на соответствующем плече рычага, в пружинных – большим или меньшим поджатием (настройкой) пружины.

Рычажно-грузовые клапаны бывают однорычажными (односедельными) и двухрычажными (двухседельными). В последнем случае фактически в одном корпусе монтируются два однорычажных клапана с диаметрами сёдел, меньшими, чем диаметр одного седла в клапане того же размера.

Во многих случаях по условиям эксплуатации требуется периодически осуществлять принудительное открытие клапана.

В рычажно-грузовых клапанах для этого используется рычаг, на котором укреплен груз. В пружинных – рычаг, специально предназначенный для этой цели.

Важной характеристикой является высота подъема золотника при срабатывании, так как этим определяется пропускная способность клапана. По этой характеристике предохранительные клапаны делятся на полноподъёмные, у которых высота подъема составляет 1/4 или более диаметра седла, и малоподъёмные, где этот показатель составляет не более 1/20.

Рычажно-грузовые клапаны – малоподъёмные, пружинные – как мало так и полноподъёмные.

ИМПУЛЬСНО-ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (ИПУ) выполняет ту же функцию, что и предохранительный клапан, но применяется для защиты систем с высокими рабочими параметрами при необходимости сброса больших количеств рабочей среды. ИПУ состоит из главного предохранительного клапана с большой пропускной способностью и импульсного клапана, управляющего приводом главного клапана.

Импульсный клапан открывается по команде от датчика при соответствующем давлении рабочей среды и направляет её в поршневой привод главного клапана, который при этом открывается и сбрасывает избыточное количество среды. Применяются ИПУ на тепловых электростанциях для пара высоких давлений и температур, а также в системах атомных электростанций.

МЕМБРАННОЕ РАЗРЫВНОЕ УСТРОЙСТВО применяется на трубопроводах с высокой токсичностью или агрессивностью рабочей среды, когда протечка через запорный орган предохранительного клапана абсолютно недопустима. Назначение такого устройства состоит в том, чтобы при нормальных условиях работы установки надежно отделять технологическую линию от выпускной, а при возникновении аварийного давления путем разрушения мембраны открыть выход для избыточной среды. Разумеется, после срабатывания разрушенную мембрану следует заменить на новую.

ДЫХАТЕЛЬНЫЕ КЛАПАНЫ предназначены для предохранения резервуаров нефти и светлых нефтепродуктов от разрушений и деформаций вследствие чрезмерного повышения давления или образования вакуума.

В этих случаях клапаны автоматически обеспечивают сообщение газового пространства резервуара с атмосферой. В корпусе клапана – два седла (одно для давления, другое для вакуума). На каждом седле установлен затвор, прижатый грузами. При изменении давления в резервуаре сверх допустимых пределов открывается проход для поступления в резервуар атмосферного воздуха при вакууме, либо для выпуска из резервуара паровоздушной смеси при избыточном давлении.

Более подробная информация представлена в следующем видеоролике: