ЗапобіжніКлапРед. Предохранительные клапаны и устройства

Скачать 354 Kb.

Название	Предохранительные клапаны и устройства
Анкор	ЗапобіжніКлапРед.doc
Дата	27.04.2017
Размер	354 Kb.
Формат файла
Имя файла	ЗапобіжніКлапРед.doc
Тип	Документы #4304

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ КЛАПАНЫ И УСТРОЙСТВА
Широкое применение в нефтяной и химической промышленности процессов, протекающих под высоким давлением, а также тенденция к дальнейшему его повышению, предъявляют высокие требования к безопасной работе с оборудованием, находящимся под этим давлением, тем более что используемые среды, как правило, взрыво- и пожароопасны, а также иногда и токсичны.

Для защиты сосудов аппаратов, емкостей, трубопроводов и другого технологического оборудования от разрушения при чрезмерном превышении давления чаще всего применяют предохранительные клапаны. Предохранительный клапан обеспечивает безопасную эксплуатацию оборудования в условиях повышенных давлений газа или жидкости. При повышении в системе давления выше допустимого предохранительный клапан автоматически открывается и сбрасывает необходимый избыток рабочей среды, тем самым предотвращая возможность аварии. После окончания сброса давление снижается до величины, меньшей начала срабатывания клапана, предохранительный клапан автоматически закрывается и остается закрытым до тех пор, пока в системе вновь не увеличится давление выше допустимого.

В зарубежной практике, кроме названия, ''предохранительный клапан'', часто встречаются названия ''перепускной'' и ''предохранительно-перепускной'' клапан.

Предохранительный клапан - автоматическое устройство для сброса давления, приводимое в действие статическим давлением, возникающим перед клапаном, и отличающееся быстром полным подъемом золотника за счет динамического действия выходящей из сопла струи сбрасываемой среды. Предохранительные клапаны используют для газов и паров.

Перепускной клапан - автоматическое устройство для сброса давления, приводимое в действие статическим давлением, возникающим перед клапаном, и отличающееся постепенным подъемом золотника пропорционально увеличению давления сверх давления открывания. Перепускные клапаны используют, главным образом, для жидкостей.

Предохранительно-перепускной клапан - автоматическое устройство, которое можно использовать в качестве либо предохранительного, либо перепускного клапана в зависимости от вида применения. Эти клапаны, как правило, на газах работают как предохранительные, а на жидкостях - как перепускные.

Основные требования к предохранительным клапанам стандартизированы и соблюдаются в законодательном порядке.

''Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением'' определяют область обязательного применения предохранительных клапанов и требования- к ним, а также основные правила их установки и обслуживания.

Основные положения этих правил следующие.

Технологическое давление в сосуде (аппарате, трубопроводе и т. п.) - максимально избыточное давление, которое может возникнуть при нормальном режиме процесса.

Расчетное (рабочее) давление сосуда - давление, на которое рассчитаны стенки корпуса или узлов сосуда. Величина расчетного давления должна превышать технологическое давление в аппарате, чтобы исключить нежелательное срабатывание предохранительных клапанов.

Максимально допустимое рабочее давление - давление, превышение которого недопустимо из соображений безопасности. Это давление зависит от материала, его толщины и условий эксплуатации, положенных в основу расчета.

Установочное давление (давление срабатывания) - давление, при котором открывается предохранительный клапан.

Продув или гистерезис - разность между давлением срабатывания и давлением закрытия клапана, выражаемая в процентах от давления срабатывания.

Подъем - перемещение золотника клапана при его срабатывании. Как правило, выражается отношением высоты подъема золотника к диаметру сопла.

Статическое противодавление - давление в выкидной трубе или коллекторе при закрытом клапане.

Динамическое противодавление - давление в выкидной трубе или коллекторе при сбросе из предохранительного клапана.

Пример соотношения между вышеприведенными давлениями приведен на рисунке 1зк.

Основной характеристикой предохранительных клапанов является их пропускная способность, определяемая количеством сбрасываемой жидкости в единицу времени при открытом клапане.

І – технологическое; ІІ – рабочее и установочное; ІІІ - максимально допустимое; ІV - давление закрытия

Рисунок 1зк – Соотношение между различными давлениями
Правила Госгортехнадзора требуют, чтобы пропускная способность предохранительных клапанов, установленных на сосуде, должна быть рассчитана таким образом, чтобы при открытом клапане давление в сосуде не могло превысить значения, указанные в таблице 1зк.
Таблица 1зк - Допустимое превышение рабочего давления в сосудах и аппаратах

Рабочее давление, кгс/см²	Допустимое превышение рабочего давления
До 3	0,5 кгс/см²
3 - 60	15 %
Более 60	10%

Превышение этих пределов избыточного давления при открытом предохранительном клапане свидетельствует о неправильном расчете его пропускной способности.

При определении необходимой пропускной способности предохранительных клапанов для обеспечения безопасности эксплуатации сосудов и аппаратов следует руководствоваться следующими правилами. Для воздуха площадь сечения одного или нескольких клапанов должна быть такой, чтобы она могла пропустить все количество воздуха, подаваемого компрессором или другими источниками

Площадь сечения клапанов должна быть достаточной для пропуска наибольшего количества паров или газа, которые могут образоваться в сосуде или поступать в него.

Общие требования к предохранительным клапанам следующие:

- автоматическое и безотказное срабатывание клапана при заданном давлении;

- пропуск такого количества среды при открытом положении клапана, чтобы давление в сосуде не превысило установленные пределы;

- автоматическое и безотказное закрытие клапана при давлении, не нарушающем технологический процесс в защищаемой системе;

- сохранение необходимой герметичности затвора клапана в закрытом состоянии даже после неоднократных сбросов среды.

Однако необходимо учитывать, что безотказность открытия предохранительных клапанов и их необходимая пропускная способность - основные требования, которым должны быть подчинены все остальные. Предохранительный клапан должен сработать при определенном предварительно рассчитанном давлении и оставаться полностью открытым (без колебания запорного органа), чтобы пропустить среду в таком количестве, при котором давление в системе в дальнейшем не будет повышаться. Установочное давление должно быть практически постоянным при неоднократных сбросах. В Правилах Госгортехнадзора допустимое отклонение от установочного давления при многократных срабатываниях не регламентируется, однако в технических условиях на полноподемные пружинные предохранительные клапаны для нефтяной промышленности отклонение давления срабатывания может быть ±0,5%.

Малая величина продува предохранительного клапана является положительным качеством, так как при запаздывании закрытия клапана давление в системе может упасть ниже предела, при котором возможно нормальное течение технологического процесса. Это недопустимо, так как не всегда срабатывание клапана вызывается причинами, требующими остановки системы и ее ремонта. Иногда клапан срабатывает из-за случайных причин, например неправильного управления технологическим процессом. Кроме того, недостаточно быстрое закрытие клапана не в состоянии прервать пленку протекающей между уплотнительными поверхностями затвора среды. При этом герметичность затвора при рабочем давлении не восстанавливается и происходит постоянное дросселирование среды через уплотнение, что приводит к эрозии Уплотнительных поверхностей и выходу клапана из строя.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ

КЛАПАНОВ
В простейшем виде предохранительный клапан может быть представлен в виде штуцера, выходное отверстие которого закрыто плоской пластиной, масса которой противодействует силе давления среды, предотвращая ее выход наружу. Однако такой клапан имеет существенные недостатки, которые удается устранить в современных конструкциях предохранительных клапанов. Существующие конструкции предохранительных клапанов можно классифицировать по нескольким признакам.
По виду нагрузки на золотник.

1) Предохранительные клапаны грузового типа с непосредственной нагрузкой на золотник (рисунок 2зк, а).Они очень просты по конструкции. Однако их применяют только для низких давлений с небольшим сечением сопла из-за невозможности приложения к золотнику груза большой массы. Кроме того, эти клапаны склонны к вибрациям и очень восприимчивы к посторонним влияниям, вследствие чего не могут быть применены для подвижных систем.

а б

а - грузовой; б - рычажный

Рисунок 2зк - Предохранительные клапаны.
2) Предохранительные клапаны грузового типа с непрямым нагружением золотника (см. рисунок 2зк, б).К ним относятся рычажные предохранительные клапаны. Основное преимущество их - нагрузка на золотник при его подъеме остается постоянной (это относится и к предыдущим клапанам). Кроме того, настройка рычажного предохранительного клапана на давление, при котором он должен открываться (установочное давление), довольно точна и осуществляется перемещением груза на рычаге.

Однако рычажные предохранительные клапаны имеют и существенные недостатки, которые значительно ограничивают область их возможного применения. Применение таких клапанов недопустимо на подвижных установках, а также на установках, способствующих возникновению вибрации. Эти клапаны нельзя применять на установках, где давление резко пульсирует, так как наличие длинного рычага с грузом способствует усилению пульсации.

Кроме того, недостатками являются их большие габаритные размеры несоответствие между размерами клапанов и значительными габаритам груза и рычажного механизма. По Правилам Госгортехнадзора нагрузку клапан не ограничивают, но если усилие на золотник превышает 700 кгс, обходимо специальное приспособление, обеспечивающее подъем груза усилием одного человека. Рычажные предохранительне клапаны в основном применяют на стационарных паровых котлах теплосиловых установок.

3) Пружинные предохранительные клапаны. В пружинных предохранительных клапанах давлению среды на золотник противодействует сила пружины. Клапан настраивают большим или меньшим поджатием пружины. Пружинные предохранительные клапаны можно применять на всех, без исключения, аппаратах и установках, где необходимо ограничение давления (по Правилам Госгортехнадзора). Предохранительные клапаны устанавливают как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, хотя необходимо стремиться к установке их вертикально.

Существенное преимущество пружинных предохранительных клапанов - относительно малые габаритные размеры при больших проходных сечениях. Это достигается применением сильных пружин.

Недостатки пружинных предохранительных клапанов: с увеличением высоты подъема золотника соответственно возрастает усилие пружины вследствие ее сжатия; трудность изготовления пружин, надежно работающих при высоких температурах и в агрессивных средах.
По высоте подъема золотника.

Высота подъема золотника - одна из основных характеристик предохранительных клапанов, так как она определяет его пропускную способность.

Стандартом каждой страны установлены схемы расчета пропускной способности предохранительных клапанов. В основу этих расчетов положены теоретические формулы адиабатического истечения потока через некапиллярное сопло. Поэтому пропускную способность определяют в зависимости от давления на входе в клапан, площади прохода клапана и состояния сбрасываемой среды. Следовательно, пропускная способность предохранительного клапана, применяющегося для одной и той же среды и при одном и том же давлении, пропорциональна площади прохода. Площадь прохода для предохранительного клапана при небольшом подъеме золотника выражается функцией от диаметра сопла и высоты подъема золотника h. При этом площадь прохода среды будет равна площади кольца.

Пропускная способность предохранительного клапана находится в прямой зависимости от высоты подъема золотника. Поэтому на практике часто употребляют выражение ''подъемность клапана'', которое определяется отношением величины высоты полного подъема золотника к диаметру сопла.

1) Низкоподъемные предохранительные клапаны, у которых отношение высоты подъема золотника к диаметру сопла равно 1/20…1/40, т. е. сечение щели, через которую проходит среда, будет значительно меньше сечения сопла. К ним относятся простейшие предохранительные клапаны, которые применяют главным образом для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность.

2) Среднеподъемные предохранительные клапана, имеющие отношение высоты подъема золотника к диаметру сопла 1/6…1/10. Такие клапаны применяют редко, так как они, несмотря на усложненную конструкцию, имеют низкую производительность.

3) Полноподъемные предохранительные клапаны, отличающиеся высокой производительностью, так как сечение щели при подъеме золотника равно или больше сечения сопла клапана, т. е. высота подъема золотника равна или больше 1/4 диаметра сопла.

Очень важно, чтобы ''подъемность'' предохранительных клапанов учитывалась при расчетах, так как многие считают, что любой предохранительный клапан при открывании обеспечивает свободный выход среды по всей площади сечения сопла. Это может привести к грубейшим ошибкам, так как предохранительные клапаны разной ''подъемности'' с одинаковым диаметром сопла имеют разную производительность.

По связи с окружающей атмосферой.

1. Предохранительные клапаны открытого типа, которые при открывании сбрасывают среду непосредственно в атмосферу. Их применяют на нетоксичных средах. Такие клапаны просты и надежны в работе, так как практически даже при их работе отсутствует противодавление, отрицательно влияющее как на начало срабатывания, так и на производительность клапанов.

2) Предохранительные клапаны закрытого типа, пропускающие среду при открывании в трубопровод и герметичные по отношению к окружающей атмосфере.

По влиянию противодавления.

Соединение линий сброса предохранительных клапанов в общий коллектор и привело к тому, что при срабатывании одного из клапанов на остальные действует противодавление, которое необходимо учитывать при их работе.

1) Предохранительные клапаны неуравновешенного типа не имеют устройств, устраняющих действие противодавления. В этих клапанах - повышенное установочное давление. В то же время, если постоянное противодавление можно учесть и точно подсчитать разницу между давлениями срабатывания предохранительного клапана без противодавления и с ним, то при переменном противодавлении этого сделать нельзя.

2) Предохранительные клапаны уравновешенноготипа, в которых противодавление практически не влияет на работу клапана. Конструктивно это достигается применением поршня того же диаметра, что и сопло клапана (рисунок Ззк, а)или сильфона, внутренний диаметр которого равен диаметру сопла (рисунок Ззк, б).

Вторая конструкция клапана более надежна, ее чаще применяют, особенно в связи с тем, что сильфон предохраняет пружину и другие детали клапана от воздействия среды, что играет большую роль при работе клапана с агрессивными средами.

По способу открывания клапана.

1) Предохранительные клапаны прямого действия, у которых давление среды воздействует непосредственно на золотник, поднимая его при установочном давлении. Этот принцип действия надежнее, но он совершенно неприемлем для предохранительных клапанов больших диаметров на высокое давление.

2) Предохранительные клапаны со вспомогательным устройством, срабатывающие только после срабатывания вспомогательного устройства (импульсного клапана).

а б

а - балансировка при помощи поршня: 1 - сопло, 2 - золотник; 3 - шток;

4 - поршень; 5 - шайба опорная, 6 - пружина, 7 - винт регулировочный;

б - балансировка при помощи сильфона: 1 - сопло, 2 - золотник,

3 - сильфои, 4 - перегородка с направляющей втулкой, 5 - шайба опорная, 6 - пружина, 7 - шток, 8 - винт регулировочный.

Рисунок Ззк - Уравновешенный пружинный

предохранительный клапан.
В одной из конструкций такого клапана (рисунок 4зк) сила пружины рассчитана на величину большую, чем сила давления среды.

І - сброс в линию атмосферного давления; ІІ - сброс в линию низкого давления; 1 - игольчатый вентиль; 2 - импульсный клапан; 3 - соединительная труба; 4 - предохранительный клапан.

Рисунок 4зк - Предохранительный клапан со

вспомогательным устройством

Таким образом, в закрытом состоянии золотник плотно прилегает к соплу, обеспечивая надежную герметичность. При установочном давлении срабатывает импульсный клапан и сбрасываемая среда подается под поршень предохранительного клапана. Сила, создаваемая поршнем, и сила давления под золотником преодолевают силу пружины, предохранительный клапан открывается. Полной пропускной способности у такого клапана достигают при незначительном превышении установочного давления.

Такой предохранительный клапан может иметь и другую конструкцию, когда давление среды действует на золотник сверху, создавая тем самым надежное герметичное уплотнение. Площадь поршня в данном случае больше площади золотника, поэтому сброшенная импульсная клапаном среда, попадая под поршень, откроет предохранительный клапан.

Основное преимущество предохранительных клапанов со вспомогательным устройством - возможность получения высокой пропускной способности за счет увеличения диаметра сопла. При этом необходимо учитывать, что надежность такого клапана зависит от работоспособности двух клапанов - основного и вспомогательного, что, конечно, является его недостатком.

По числу сопел.

1) Одинарные предохранительные клапаны имеют одно сопло и золотник. Как правило, в промышленности используют именно такие клапаны.

2) Двойные предохранительные клапаны - в одном корпусе расположены два сопла и два золотника. Такая конструкция создана в связи с укрупнением установок, требующих увеличения производительности предохранительных клапанов. При этом создать высокопроизводительные клапаны за счет увеличения диаметра сопла трудно из-за того, что следует учитывать большие нагрузки на золотник. Как отмечалось выше, сила, которую можно приложить на золотник, у грузовых клапанов ограничена, поэтому клапаны с большим диаметром сопла могут быть только пружинными. Пружина такого клапана должна создать силу примерно 2000—3000 кгс, иметь достаточный запас прогиба в рабочем состоянии, необходимый для полного подъема золотника, в то же самое время быть ''мягкой''. Все это ограничивает возможности создания предохранительных клапанов с диаметром сопла больше 100 мм.

3) Тройные предварительные клапаны - в одном корпусе находятся три сопла и три золотника. Существует мнение, что при использовании тройного клапана на средах высокой температуры происходит неравномерное тепловое расширение корпуса, что отрицательно сказывается на его нормальной работе.

СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ
Клапаны пружинные предохранительные ППК (рисунок 5зк) предназначены для нефтяных жидких и газообразных некоррозионных сред с температурой не более 350 °С. После проведенных исследований воздействия температуры среды на пружину, температура среды может быть повышена до 450і°С. В системе с противодавлением температура среды противодавления не должна превышать 200 °С.

1 - корпус; 2 - сопла; 3 - нижняя регулировочная втулка; 4, 5 - стопорный винт; 6, 19, 25, 29 - прокладка; 7- верхняя регулировочная втулка;

8 - подушка; 9 - золотник; 10 - направляющая втулка; 11 - специальная гайка; 12 - перегородка; 13 - крышка; 14 - шток; 15 - пружина; 16 - опорная шайба; 17 - регулировочный винт; 18 - контргайка; 20 - колпак;

21 - кулачок; 22 - направляющая втулка; 23 - гайка; 24 - заглушка;

25 - кулачковый вал; 27 - шпонка; 28 - рычаг; 30 - шарик.

Рисунок 5зк. Пружинный предохранительный клапан типа ППК

Клапан - полноподъемный; высокий подъем золотника достигается использованием кинетической энергии и реакции потока, выходящего с большой скоростью из сопла. Для этого клапан снабжен верхней и нижней регулировочными втулками, которые фиксируются в определенном положении стопорными винтами. Правильная посадка золотника на седло создается направляющей втулкой. Высокий золотник, опущенная почти на уровень уплотнительных поверхностей точка контакта штока с золотником и определенное направление штока в разделительной перегородке обеспечивают работу клапана без перекосов золотника. Разделительная перегородка предохраняет пружину клапана от действия повышенных температур при сбросах среды. Пружину настраивают на требуемое давление регулировочным винтом. Набор сменных пружин обеспечивает бесступенчатую регулировку клапана на заданный диапазон установочных давлений. Шток и золотник связаны через шарик из закаленной стали. Это устройство обеспечивает самоцентровку штока вне зависимости от положения пружины.

Для контрольной продувки во время эксплуатации в клапане предусмотрен рычажный механизм.

Корпус клапана изготовляют из стали марок 25Л или 20Л, сопло и золотник - из стали 2X13 и 3X13, пружину - из стали марки 50ХФА.

Клапаны специальные пружинные предохранительные СППК конструктивно выполнены на базе клапанов ППК. Они не имеют рычага для контрольной продувки, и вместо разделительной перегородки в них установлен специальный разделитель с ребрами охлаждения, который защищает пружину от действия высокой температуры.

В зависимости от коррозионной активности и температуры среды, клапаны изготовляют в трех вариантах: из углеродистой стали марок 25Л и 20Л для некоррозионных сред с температурой не выше 450 °С; из хромомолибденовой стали марки Х5М-Л для сред среднекоррозионной активности с температурой не более 550 °С; из хромоникелевой стали марки 1Х18Н9Т для коррозионных сред с температурой не более 600 °С.

Материал уплотнительных поверхностей сопла и золотника клапана - стеллит или сормайт.

Пружинный предохранительный клапан типа СППК4-200-16 (рисунок 6зк) - закрытый, без рычага для контрольной продувки. Корпус клапана выполнен из углеродистой стали, угловой фланцевый. Конический проточный канал приемного патрубка обеспечивает плавный переход от- проходного сечения фланца к соплу клапана. На выходе из конической части приемный патрубок имеет резьбовое гнездо с притертым пояском для герметичного крепления сопла. Стенка гнезда выступает над днищем камеры корпуса, предотвращая попадание сконденсировавшейся среды к уплотнительному пояску и резьбе гнезда и тем самым - возникновение коррозии в соединении.

1 - корпус; 2 - сопло; 3 - нижняя регулировочная втулка; 4 - золтник;

5 - направляющая втулка; б - крышка; 7 - пружина

Рисунок 6зк – Предохранительный клапан типа

СППК4-200-16
Сопло клапана из стали 3X13 имеет резьбу. Для герметизации соединения сопла с корпусом на его наружной цилиндрической поверхности предусмотрен фланец с уплотнительным пояском, обработанным до высокого класса чистоты поверхности. Проточный канал сопла - цилиндрический с конической входной кромкой, сделанной под углом приблизительно 7,5° для плавного перехода от конфузорной части приемного патрубка корпуса.

В отличие от ранее рассмотренных конструкций запорную тарелку клапана изготовляют с коническим отбойником по периферии. Для максимального приближения точки приложения нагружающего усилия к уплотнительным поверхностям направляющий выступ тарелки имеет внутреннюю полость, и опорный конус штока садится на подушку в самой нижней точке этой полости, что способствует устойчивому положению тарелки при открытом клапане и облегчает ее перемещение при посадке на седло сопла.

Технологические параметры клапана регулируют кольцом, навинченным на сопло. На кольце сверху имеется узкий плоский поясок. При свинчивании кольцо приближается к торцовой плоскости тарелки. Регулируя зазор между плоскостями пояска кольца и торца тарелки, можно в широких пределах регулировать давление полного открывания клапана и давление его закрывания, т. е. величину продува. Нагружающая система клапана такая же, как и серийно выпускаемых. Набор пружин клапана обеспечивает плавное регулирование установочного давления в пределах 0,5…16 кгс/см².

Клапаны пружинные предохранительные ППКДМ предназначены для установки на емкостях со сжиженными газами, на линиях сброса на факел или на перепускных насосных линиях для нестабильных бензинов. Их применяют, когда пружина клапана из-за противодавления постоянно находится в контакте с агрессивной средой, которая действует на пружину разрушающе (газовая коррозия).

Для устранения указанного явления предохранительный клапан ППКДМ снабжают диафрагмой и мягким уплотнением (рисунок 7зк). Диафрагма 5 из бензостойкой резины с внутренней прослойкой из натурального шелка зажимается между корпусом 1 и крышкой 10, герметично отделяя пружину 8 от контакта со сбрасываемой средой. Для предохранения диафрагмы от чрезмерных деформаций (при действии противодавления) служит кольцо 16 с шайбой 17. Хомут 15, закрепленный на штоке 9 болтом 6, фиксирует диафрагму от продольного смещения по штоку.

В этой конструкции противодавление, действуя на диафрагму, ослабляет силу пружины. Поэтому при регулировке клапана на установочное давление' необходимо учитывать это обстоятельство и в зависимости от величины противодавления увеличивать регулировочное давление согласно инструкции по монтажу и эксплуатации, прилагаемой к клапану.

Уплотнение ''металл по металлу'' в этом клапане заменено уплотнением ''резина по металлу''. Для этого золотник 4 в нижней своей части покрывают бензостойкой полутвердой резиной, которая с седлом 2 из стали 3X13 сохраняет надежное герметичное уплотнение при многократных сбросах среды.

Предохранительные клапаны ППКДМ можно применять при температурах среды от минус 40 °С до плюс 100 ^оС. Поскольку мягкое уплотнение может воспринимать незначительные удельные давления, клапаны ППКДМ применяют до давления 40 кгс/см².

1 - корпус; 2 - сопло; 3 - мягкое уплотнение золотника; 4 - золотник; 5 - резиновая диафрагма; 6 - болт хомута; 7 - опорная шайба; 8 - пружина; 9 - шток; 10 - крышка; 11 - регулировочный винт; 12 - колпак; 13 - кулачок; 14 - заглушка; 15 - хомут; 16 - кольцо; 17 - шайба; 18 - направляющая втулка.

Рисунок 7зк – Предохранительный пружинный клапан типа

ППКДМ
ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА МОНТАЖА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ
Для предотвращения разрушения оборудования из-за чрезмерного повышения давления необходимо не только правильно выбрать, установить и эксплуатировать предохранительные клапаны, но и правильно транспортировать их и хранить. Предохранительный клапан не может быть использован для регулирования технологического процесса в сосуде или аппарате, для этих целей должна быть использована специальная регулирующая арматура. Поэтому главное внимание при проектировании сосудов или аппаратов должно быть уделено Правильному выбору установочного давления предохранительного клапана, которое исключало бы его срабатывание в результате случайных отклонений в технологическом процессе.

Источниками давления в сосудах и аппаратах могут быть химические реакции, обогрев, подача продукта насосами и компрессорами. Предохранительные клапаны должны непосредственно сообщаться с паровым пространством защищаемого сосуда. Если по конструкции сосуда или по условиям производства такая установка невыполнима, предохранительные клапаны следует устанавливать в непосредственной близости от сосуда на трубопроводе или на специальном отводе. Установка каких-либо запорных устройств между предохранительным клапаном и сосудом запрещается.

В системе аппаратов одного агрегата, соединенных между собой трубопроводами без какой-либо запорной арматуры на них, разрешается установка одного предохранительного клапана на всю группу этих аппаратов.

Если при выходе из строя предохранительного клапана необходимо остановить на длительное время всю установку или возможна закупорка клапана, следует предусматривать установку двух предохранительных клапанов. Каждый из клапанов должен быть рассчитан на полную пропускную способность для обеспечения безопасности сосуда, а переключающее устройство не должно допускать отключение одновременно обоих клапанов, хотя бы на мгновение. На аппаратах колонного типа с большим числом тарелок при возможном резком увеличении их сопротивления за счет нарушения технологического процесса (это приводит к большой разнице между давлениями в различных частях аппарата) следует устанавливать несколько предохранительных клапанов для безопасности каждой части аппарата.

Предохранительные клапаны закрытого типа можно устанавливать в любом месте технологических цехов и установок, предохранительные клапаны открытого типа - только вне помещений, за исключением водяного пара и сжатого воздуха.

Установка предохранительных клапанов на защищаемый сосуд должна обеспечивать свободный доступ для обслуживания, а также монтажа и демонтажа.

В вертикальных аппаратах предохранительные клапаны следует устанавливать на верхнее днище, а в горизонтальных - на верхней образующей цилиндра. Диаметр штуцера на аппарате или трубопроводе для установки предохранительного клапана должен быть не менее диаметра приемного патрубка предохранительного клапана.

При сбросах давления в атмосферу следует применять короткие вертикальные трубы. Верхний обрез выхлопных труб от предохранительных клапанов, установленных на технологических аппаратах, следует располагать на высоте не менее 3 м от самой высокой точки здания или от самой высокой рабочей площадки наружной установки, расположенной в радиусе 15 м от выхлопной трубы, но не более 6 м от уровня земли. Верхний обрез выхлопных ''свечей'' от предохранительных клапанов, установленных на емкостях сжиженных газов, должен располагаться на высоте не менее 30 м от земли. Предпочтительно иметь отдельную выхлопную трубу для каждого предохранительного клапана. Допускается объединение выхлопных труб от предохранительных клапанов в общий коллектор.

При разработке сбросных трубопроводов от предохранительных клапанов следует помнить:

- при сбросах в атмосферу через стояки или ''свечи'' сопротивление сбросного трубопровода должно быть минимальным;

- при сбросах в закрытую систему давление в сбросном трубопроводе должно быть постоянным.

На выхлопных стояках предохранительных клапанов, предназначенных для сброса паров, с учетом возможной их конденсации в нижней точке стояка следует предусматривать дренаж. Горизонтальные участки объединенных коллекторов сброса паров, после предохранительных клапанов должны прокладываться с уклоном и в нижней точке иметь дренажное устройство. Гидравлические ''мешки'' на этих трубопроводах не допускаются.

Выхлопные трубы предохранительных клапанов должны иметь соответствующие крепления, разгружающие предохранительный клапан и штуцер, на котором он установлен, от чрезмерной нагрузки как от массы самих труб, так и от всех возможных усилий (например, от реактивных сил, возникающих в потоке газа через сработавший клапан).

После выбора схемы установки предохранительных клапанов необходимо определить проходное сечение клапанов и их число, необходимое для защиты аппарата или системы от повышения давления. Это рекомендуется выполнить в следующей последовательности:

1) Определение количества паров (газов) или жидкости, подлежащих выбросу через предохранительный клапан.

2) Определение необходимого проходного сечения предохранительного клапана.

3) Выбор типа (марки) предохранительного клапана.

4) Определение необходимого числа рабочих предохранительных клапанов выбранного типа.

Продолжительность работы предохранительных клапанов главным образом определяется правильной эксплуатацией, а также своевременным их ремонтом.

Во время эксплуатации предохранительных клапанов особое внимание должно быть уделено срокам ревизии, которые следует неуклонно выполнять. Срок ревизий устанавливают соответствующей организацией, исходя из особенностей производства данной отрасли промышленности.

После ревизии предохранительный клапан регулируют на заданное установочное давление и проверяют его герметичность. Затем клапан пломбируют; устанавливать неопломбированные клапаны категорически запрещается.

Каждому предохранительному клапану при эксплуатации должен быть присвоен номер, который может быть выбит на корпусе или на специальной табличке из нержавеющей стали, приваренной к корпусу клапана, в которой указывается: место установки (наименование объекта и технологический номер аппарата); установочное давление: номер пружины.

На все предохранительные клапаны следует составлять технологический паспорт или эксплуатационные карточки.

Полученные с завода-изготовителя клапаны необходимо хранить в сухом закрытом помещении в вертикальном положении на подкладках. Приемные и выкидные штуцера клапанов при хранении должны быть плотно закрыты. При длительном хранении пружин предохранительных клапанов необходимо их устанавливать в сухом помещении на стеллажах или в ящиках в вертикальном положении, завернутыми в бумагу и смазанными.

Наиболее общие дефекты или неисправности при неправильной эксплуатации клапанов - утечка, пульсация и задиры движущихся частей.

Утечка среды, т. е. пропуск среды через затвор клапана при давлениях, более низких, чем установочное. Причинами, вызывающими ее, могут быть: а) попадание на уплотнительные поверхности посторонних предметов (окалина, твердые частицы и т. д.) - устраняется продувкой; б) повреждение уплотнительных поверхностей - восстанавливается притиркой или проточкой с последующей притиркой и проверкой герметичности; в) нарушение соосности клапана от чрезмерной нагрузки от выкидной трубы - устраняется правильным монтажом; г) деформация пружины - устраняется заменой пружины; д) занижение установочного давления - повышается новой регулировкой предохранительного клапана.

Пульсация, т. е. быстрое и частое открытие и закрытие предохранительного клапана. Пульсация - это обычно результат, во-первых, чрезмерно большой пропускной способности предохранительных клапанов; во-вторых, суженное сечение подводящего к приему клапана патрубка сосуда; в-третьих, неправильная установка отводящей трубы. Устранить пульсацию предохранительных клапанов можно правильным выбором пропускной способности клапана, сечения подводящего патрубка сосуда или выкидного патрубка предохранительного клапана.

Задиры движущихся деталей предохранительных клапанов происходит в результате неправильной сборки или установки клапанов вследствие перекосов. Задиры удаляют механической обработкой, а их причины - квалифицированной сборкой предохранительных клапанов.