Обратный поворотный клапан: Типы, принцип работы и как правильно выбрать

Если в вашей трубопроводной системе есть насос, компрессор или что—то еще, что может выталкивать жидкость обратно при остановке, вам почти наверняка понадобится обратный клапан, и большинство инженеров в первую очередь выбирают поворотный обратный клапан. В этом руководстве рассказывается о том, как на самом деле работает обратный поворотный клапан, где он лучше всего зарекомендовал себя при промышленной эксплуатации и что следует проверить в спецификации производителя, прежде чем заказывать его.

Что такое обратный поворотный клапан и как он работает

Качели обратный клапан это одна из самых простых конструкций клапанов в трубопроводной системе: внутри корпуса клапана на штифте подвешен шарнирный диск (иногда называемый заслонкой), состоящий всего из двух или трех подвижных частей. Прямой поток выталкивает диск наружу и отводит его в сторону; когда поток останавливается или меняется на обратный, сила тяжести опускает диск обратно на посадочное место и блокирует обратный поток. Здесь нет внешнего источника питания и нечего приводить в действие — клапан работает исключительно за счет собственного давления жидкости и веса диска.

Базовая структура и механизм потока

Диск закреплен на кронштейне подвески, который поворачивается вокруг шарнирного пальца, расположенного снаружи от края диска. При поступлении потока диск поднимается с посадочного места и поворачивается в сторону от траектории потока с очень небольшой турбулентностью или перепадом давления. Когда насос отключается или поток меняется на обратный, та же геометрия шарнира позволяет диску опускаться — или выталкиваться — обратно на посадочное место, герметизируя трубопровод до того, как поток сможет течь по нему в обратном направлении.

Требования к ориентации установки

Это единственная деталь, которая больше всего усложняет установку: поворотный обратный клапан необходимо устанавливать либо горизонтально, либо вертикально, чтобы поток двигался вверх. Его нельзя устанавливать вверх ногами, на бок или в направлении, где поток движется вниз — в таком положении диск просто открывается под действием собственного веса, а не опирается на седло, и клапан полностью перестает защищать от обратного потока. Именно по этой причине каждый клапан помечен стрелкой, указывающей направление потока, и перед сваркой трубопровода стоит убедиться в соответствии с инструкциями производителя по монтажу.

Риск гидравлического удара и способы его снижения

Поскольку диск закрывается под действием силы тяжести, а не под активным управлением, поворотный обратный клапан может резко захлопнуться, когда поток внезапно прекращается или быстро меняется на обратный — особенно при работе с медленно движущимися или более вязкими жидкостями, когда диск отстает, прежде чем его перекроет обратный поток. Это внезапное замыкание является классической причиной гидравлический удар: резкий скачок давления, который может вызвать шум, вибрацию и — при достаточном количестве циклов — повреждение опор труб и фитингов. Стандартное крепление - это внешний шарнирный рычаг, оснащенный рычажным грузом или регулируемой пружиной, который контролирует скорость закрывания диска и смягчает удар, а не позволяет ему захлопнуться.

Задерживающий клапан качания и Прочая Клапана

Поворотный обратный клапан — это не то же самое, что устройство для предотвращения обратного потока: поворотный обратный клапан просто останавливает обратный поток для защиты оборудования, в то время как устройство для предотвращения обратного потока сочетает в себе два обратных клапана с клапаном сброса давления и сертифицировано специально для предотвращения попадания загрязнений в систему подачи чистой воды - это другая работа с другой сертификацией путь. По сравнению с шаровой обратный клапан поворотный обратный клапан, который удерживает свободно плавающий шарик против потока, обеспечивает меньший перепад давления и, как правило, дешевле, но шаровой обратный клапан может быть установлен в большем количестве положений и несколько лучше справляется с вязкими жидкостями или жидкостями, содержащими твердые частицы.

Распространенное применение в промышленных трубопроводах

Поворотные обратные клапаны используются везде, где насосу или компрессору требуется защита от обратного потока с минимальным дополнительным сопротивлением, поэтому они входят в стандартную комплектацию по всему миру.:

Трубопроводы для нефти и газа/нефтехимии

Выпускные трубопроводы насосов и компрессоров, работающих с углеводородами, нуждаются в надежной защите от обратного потока, не создавая значительного перепада давления на и без того требовательных технологических линиях - именно такой компромисс обеспечивает хорошо сконструированный поворотный обратный клапан.

Трубопроводы электростанции

Системы подачи пара и охлаждающей воды основаны на поворотных обратных клапанах на выпускных линиях насоса, которые предотвращают слив обратного потока или повреждение системы в тот момент, когда насос выключается или переходит в автономный режим.

Системы очистки воды

Системы водоснабжения и водоотведения являются одним из наиболее распространенных вариантов использования поворотных обратных клапанов, благодаря их простой конструкции, низкому перепаду давления и простоте обслуживания в полевых условиях, хотя выбор между металлическими и упругими посадочными местами (см. ниже) здесь имеет большее значение, чем где—либо еще.

Основные технические характеристики и сертификаты, которые необходимо проверить перед покупкой

Основной принцип работы клапана у всех производителей одинаков — надежность его работы в течение многих лет на самом деле определяется деталями конструкции и стоящим за ней производителем.

Т-образный узор против Дизайн с Y-образным рисунком

Обратные поворотные клапаны выпускаются в двух типах корпусов, и разница между ними влияет как на производительность, так и на гибкость установки:

Клапаны Т-образной формы компактны и просты в установке и обслуживании, что делает их подходящими для горизонтальных трубопроводов с ограниченным пространством, но они имеют более высокую потерю давления и не идеальны для работы с большим расходом или высокой скоростью. Y-образные клапаны стоят дороже и занимают больше места, но их угловая геометрия диска обеспечивает более плавный поток и меньший перепад давления, что оправдывает дополнительные габариты на линиях, где скорость потока и гибкость установки имеют большее значение, чем компактность.

Металл-металл и Упругие Сидения

Поворотные обратные клапаны выпускаются либо с седлом типа "металл-металл", либо с упругим (эластомерным) седлом. Упругие посадочные места, как правило, являются лучшим выбором для очистки сточных вод или любого другого вида работ, где в жидкости могут присутствовать грязь, песок или другие твердые частицы, и требуется надежная защита от капель - металлические посадочные места могут с трудом герметизироваться, когда мусор попадает между диском и посадочным местом.

Номинальное давление и марка материала

Материал корпуса должен соответствовать условиям эксплуатации: углеродистая сталь для общепромышленного использования, нержавеющая сталь для агрессивных сред, а также низкотемпературные или высокотемпературные марки стали для криогенных или высокотемпературных применений соответственно. Всегда уточняйте класс номинального давления клапана в соответствии с фактическими условиями эксплуатации трубопровода, а не просто указывайте общий "промышленный класс" в спецификации.

Стандарты проектирования, о которых следует спросить

Авторитетные производители изготавливают поворотные обратные клапаны в соответствии с признанными стандартами проектирования, такими как BS 1868 и API 6D, или в соответствии с требованиями заказчика, если этого требует заявка. Не принимайте стандартное название в спецификации за чистую монету — уточняйте, какое конкретное издание подходит и было ли оно проверено для конкретной модели и размера, которые вы заказываете, а не только для линейки продуктов в целом.

Как проверить соответствие сертификационных требований производителя — И что еще нужно проверить

Сертификационный значок на веб-сайте говорит о многом. Прежде чем обращаться к поставщику, стоит проверить его на прочность, чтобы убедиться, что клапан - и отношения в целом — прослужат долгие годы.:

• Надежность цепочки поставок и сроки выполнения заказа. Запросите в письменном виде фиксированную дату поставки и поинтересуйтесь, что произойдет с этой датой, если какой-либо компонент или сырье не будет заказан. Расплывчатые ответы в данном случае являются предупреждающим знаком о том, как будет выполнена остальная часть заказа.
• Прослеживаемость сырья. Если речь идет о клапане, который должен надежно выдерживать давление в течение многих лет, спросите, предоставляются ли сертификаты mill (MTRs) на материал корпуса и диска, а также проводится ли проверка давления/седла на каждом узле или отбираются только образцы.
• Сертификация, которая распространяется на конкретный продукт, а не только на компанию. Запросите действительный номер сертификата для любого требования BS 1868, API 6D, ISO или CE и подтвердите, что он распространяется на конкретную линейку клапанов, а не только на название производителя в целом.
• Послепродажная техническая поддержка. Обратные клапаны поворотного типа не требуют больших затрат на техническое обслуживание, но поставщик, который не может ответить на вопросы о вариантах демпфирования шарнирных рычагов, замене седла или устранении неполадок в полевых условиях после продажи, - это не тот поставщик, с которым вы хотели бы работать в течение многолетнего проекта.

Эти четыре момента напрямую связаны с тем, из—за чего большинство промышленных покупателей на самом деле терпят неудачу - не из-за отказа клапана в первый же день, а из-за поставщика, который не может выполнить поставку вовремя, не может доказать свои материальные претензии или замолкает после оплаты счета.

Задерживающий клапан качания и Другие Типы Клапанов

Поворотные обратные клапаны - не единственный способ защиты от обратного потока, и они не всегда подходят для этого. В двухдисковых обратных клапанах используются два подпружиненных полудиска вместо одного полного диска, что обеспечивает более компактную и легкую конструкцию с более быстрым закрыванием, что полезно при ограниченном пространстве или когда минимизация гидравлического удара важнее, чем низкая стоимость. Обратные клапаны с поворотным диском закрываются еще быстрее, с меньшим хлопком, и часто используются в высокоскоростных или требующих больших затрат сервисах. В осевых обратных клапанах используется подпружиненная тарелка, перемещающаяся в соответствии с потоком, а не шарнирный диск, что обеспечивает очень быструю реакцию закрытия для применений, где главным приоритетом является борьба с гидравлическим ударом. Если ваше оборудование работает на более высоких скоростях, часто меняет направление потока или не допускает риска гидроудара, стоит сравнить эти конструкции со стандартными обратными клапанами, прежде чем окончательно определиться со спецификацией.

часто задаваемые вопросы

В чем разница между поворотным обратным клапаном и шаровым обратным клапаном?

Поворотный обратный клапан использует шарнирный диск и обеспечивает меньший перепад давления при меньших затратах, но его необходимо устанавливать горизонтально или только с вертикальным восходящим потоком. В шаровом обратном клапане используется свободно плавающий шар, который располагается против потока, может быть установлен в большем количестве положений и, как правило, несколько лучше справляется с вязкими жидкостями или жидкостями, содержащими твердые частицы, при меньшем перепаде давления.

Как мне выбрать правильный размер обратного поворотного клапана?

Подбирайте размер в соответствии с фактическим размером трубопровода и ожидаемым расходом, а не округляйте его "на всякий случай" — слишком большой поворотный обратный клапан не обеспечит достаточной скорости потока, чтобы полностью поднять диск, что может привести к дребезжанию и преждевременному износу. Убедитесь, что минимальная скорость потока, требуемая производителем для полного подъема диска, соответствует нормальному рабочему диапазону вашей системы.

В каком техническом обслуживании нуждается поворотный обратный клапан?

По замыслу, это очень мало — обычно достаточно периодического визуального осмотра сиденья на предмет утечек, наличия мусора на нем или коррозии, а также поддержания чистоты в зоне сиденья. Поскольку в нем нет уплотнителя или привода для обслуживания, большая часть технического обслуживания сводится к осмотру и, иногда, замене сиденья или шарнирных штифтов после нескольких лет эксплуатации.

Почему поворотные обратные клапаны вызывают гидравлический удар и можно ли его предотвратить?

Диск закрывается под действием силы тяжести и давления обратного потока, а не при контролируемом срабатывании, поэтому внезапная остановка потока может привести к резкому скачку давления. Внешний шарнирный рычаг с грузом на рычаге или регулируемой пружиной регулирует скорость закрывания и в значительной степени устраняет защелкивание — перед заказом стоит поинтересоваться, доступна ли эта опция для любой линии с частыми запусками и остановками.