Предохранительный клапан пружинного типа – это основной тип клапанов, который выбирают для своих изделий производители оборудования на данный момент. Объем продаж этой продукции составляет по разным данным от 44% до 55% от всего мирового рынка предохранительных клапанов. Обусловлено это простотой и надежностью, предсказуемости действия и отсутствием зависимости от внешнего питания. Конструкция таких клапанов достаточно проста, но важно знать нюансы. Их мы и обсудим в данной статье.
Покажем из каких элементов состоит сбросной клапан с отводом. (клапан со свободным сбросом будет без выходного патрубка, а рабочая среда при превышении давления будет сбрасываться прямо в атмосферу)
Рассмотрим основные из представленных элементов.
Корпус
Клапан состоит из двух крупных частей: нижней части она же является седлом и верхней части – непосредственно корпус клапана. Нижняя часть — это седло, имеет входной патрубок (через него происходит соединение с сосудом или трубопроводом, которые необходимо защищать от превышения давления) Верхняя часть – непосредственно корпус, крепится к нижней части при помощи резьбового соединения, внутри него расположены: поршень (золотник), шток, пружина с регулировочной гайкой. Верхняя часть корпуса может быть снабжен устройством для принудительного открытия или заглушкой в случае «аварийного» исполнения и выходной патрубок (для отведения среды при избыточном давлении), который имеет резьбу или фланец для соединения с дренажным трубопроводом.
Основные материалы корпуса, например, в Nuova General: латунь (для стандартных промышленных задач), нержавеющая сталь AISI 316L («экспертный» материал производителя, в котором низкое содержание углерода и, главное, молибден, который делает материал устойчивым к точечной и щелевой коррозии) или PVC (применяется не так часто: «нишевое» решение, но очень важное – например, при перекачке кислот, когда другие материалы корпусов терпят «фиаско»)
Пружина
Пружина – важный элемент предохранительного клапана этого типа, как правило, изготовлена из высококачественной стали.
У клапанов производства Nuova General это UNI EN 10270-3 1.4310 (российский аналог 07Ch16N6) - высокопрочная коррозионно-стойкая сталь аустенитно-мартенситного класса Температурный диапазон: Работает в условиях от -253° C до +400° C (кратковременно до +500° C).
При подборе пружины имеют значение её жёсткость, количество
витков, форма опорных поверхностей.
Пружина удерживает поршень (золотник) прижатым к седлу при
нормальной работе системы, подробнее про принцип работы предохранительного
клапана вы можете почитать в другой нашей статье.
Со временем в некоторых видах клапанов может произойти релаксация
напряжений (просадка), пружина «устанет» держать напряжение и будет
работать хуже, поэтому клапан начнёт срабатывать при более низком давлении, что
может серьезно нарушить работу системы. При работе таких клапанов необходимо
включить в свою работу обязательный регламент по их проверке раз в 2 года.
Важно также, чтобы не возникала «остаточная деформация» - чтобы при настройке пружина не была пережата за пределы упругости (больше, чем ей «разрешено»). В случае остаточной деформации внутри металла может произойти микроскопический разрыв кристаллической решётки, пружина станет короче, чем была, и не сможет выталкивать золотник обратно к седлу, поэтому клапан перестанет закрываться полностью, и появится утечка.
Для пружин в клапанах Nuova General характерна низкая (минимальная) просадка благодаря высокому сопротивлению релаксации напряжений. Это обусловлено установкой ограничителя для пружины, который препятствует ее сжиманию штоком сверх необходимого. Кроме того, каждый предохранительный клапан Nuova General проходит точную высококвалифицированную настройку, что позволяет дополнительно обеспечить надежность и препятствовать «остаточной деформации». Это одна из причин, почему клапаны Nuova General
Запорная пара
«седло – поршень (золотник)»
Поршень (Золотник) – это один из ключевых элементов клапана, который открывает и закрывает проход для жидкости, пара и газа из системы. Даже если все остальные элементы – идеальны, седло клапана и уплотнение испорчены, то клапан становится не только не работоспособным, но и опасным. Поршень (Золотник) состоит из: поршня с уплотнительной поверхностью, и верхней - направляющей части (шток).
Материал, из которого изготавливается Поршень (золотник) может быть из нержавеющей стали или латуни
Седло – это неподвижное кольцо внутри нижней части корпуса клапана, с которым плотно соприкасается поршень (золотник) при помощи уплотнителя (или без него, в случае если пара: седло и поршень из нержавеющей стали), таким образом седло перекрывает доступ золотника к рабочей среде. Седло состоит из посадочной поверхности (именно с ней соприкасается уплотнитель поршня, она должна быть хорошо отполирована), проходное отверстие (через него выходит среда, когда поршень (золотник) поднимается при превышении давления), и резьба/фланец.
Материал седла также может быть из нержавеющей стали или латуни.
Nuova General делает различные исполнения уплотнений (т.н. «система уплотнения»):
• Металл
• С эластомерным уплотнением N.B.R., E.P.D.M., ВИТОН, Силикон, Kalrez
• Со специальным уплотнением полиимидом PTFE, VESPEL, PEEK
Сейчас мы не будем останавливаться подробно на особенностях пары поршень (золотник) и седла, т.к. эта тема весьма обширна, поэтому внимание «запорной паре» мы уделим в отдельной статье в нашем блоге.
Таким образом, конструкция сбросного клапана достаточно
простая, но при этом обеспечивающая надежную работу, если все элементы
изготовлены на высоком уровне, и настройка произведена правильно.
