Проверка регулирующего клапана — насколько он эффективен?

Thread Content

Проверка регулирующего клапана 1. Регулирующий клапан является одним из наиболее часто используемых приборов в нефтехимической промышленности; он устанавливается на технологических трубопроводах. Регулирующий клапан реагирует на внешние сигналы и пропорционально им перемещает шток клапана в соответствующее положение. Путем изменения зазора между сердечником клапана и седлом достигается контроль за расходом жидкости, что, в свою очередь, позволяет регулировать давление, температуру и уровень жидкости в системе. Согласно стандарту Китайской Народной Республики «Стандарты строительства и приемки оборудования для автоматизации GB50093-2002», в разделе «Испытания приборов» пункты 11.1.1 и 11.1.8 предусматривают, что перед установкой и использованием приборов необходимо провести их проверку, калибровку и испытания с целью подтверждения соответствия требованиям проектной документации, а также техническим характеристикам, указанным в технической документации на продукт. Кроме того, условия, этапы и методы калибровки и испытаний приборов должны соответствовать положениям технической документации на продукт и требованиям проектной документации. Качество работы регулирующего клапана напрямую влияет на возможность успешной запусковой настройки оборудования и его нормальной эксплуатации. Проверка регулирующего клапана является важным способом оценки его характеристик. Иногда из-за нечеткости параметров или различий в стандартах выводы проверки бывают разными. Процедуры и методы проверки, а также её содержание должны соответствовать требованиям соответствующих стандартов. Пункты, не предусмотренные в стандартах, также следует расширять в зависимости от типа клапана. 2. Сравнение пунктов проверки согласно отечественным и зарубежным стандартам. По мере ускорения внедрения оборудования и технологий иногда возникает путаница из-за различий между некоторыми техническими параметрами, принятыми в стране, и параметрами, используемыми за рубежом. В стандарте для проверки регулирующих клапанов определены пункты контроля, включая испытание корпуса клапана на избыточное давление, проверку герметичности седла клапана, выявление утечек в диафрагме (цилиндре), а также измерение хода и времени прохождения полного хода. 2.1 Испытание корпуса клапана на прочность. Испытание корпуса клапана на прочность предназначено для проверки его способности выдерживать давление; при этом определяется, нет ли в самом корпусе трещин, насколько надежны механические соединения, а также отсутствие деформаций. Испытания проводятся специализированными отделами с использованием специального оборудования. В качестве среды для испытаний используется чистая вода. Давление повышается до уровня, в 1,5 раза превышающего номинальное, при полностью открытых клапанах. Если за установленное время не наблюдается видимых утечек, то результат считается успешным. 2.2 Испытание герметичности седла клапана. Испытание герметичности седла клапана проводится для проверки надежности замыкания между седлом клапана и его элементами. Конструкция регулирующего клапана определяет уровень герметичности между его элементом управления и седлом клапана. Проверка герметичности заключается в определении количества утечки через седло клапана при полностью закрытом регулирующем клапане, то есть при заданных экспериментальных условиях проверяется, сколько течет испытательная жидкость через установленный в закрытом состоянии клапан, и измеряется объем утечки ； Материал, используемый в процессе тестирования, выбирается в зависимости от его процедуры; обычно используется чистая вода, а для запорных клапанов — воздух. Таблица 1. Список значений испытательного давления для распространенных клапанов внутри страны и за рубежом. Внутренние стандарты / Зарубежные стандарты. Номинальное давление (МПа), Испытательное давление (МПа), Время испытания (мин). Номинальное давление (МПа), Испытательное давление (МПа), Время испытания (мин): PG1,6 – 2,5; 3,15 – 50; 2,10. PG4,0 – 6,0; 3,30 – 510. PG6,4 – 10; 3,60 – 1010. Чтобы правильно рассчитать уровень утечки у регулирующих клапанов, необходимо знать коэффициент расхода. Внутри страны и за рубежом существуют различные способы определения и обозначения этого коэффициента, а также различия между ними. Знаки коэффициентов расхода регулирующего клапана в стране обозначаются как C и Kv. Они используются для выражения показателей в инженерной системе единиц (СИ) и международной системе единиц (СИ). При этом при полностью открытом регулирующем клапане: C — это количество кубических метров воды при температуре 5–40°C, проходящей через клапан за 1 час при давлении 1 кг/см². Kv — количество м³ воды при температуре 5–40°C, проходящей через регулирующий клапан за 1 час при давлении 105 Па. За рубежом обычно используются британские единицы измерения; символом для их обозначения является Cv. Этот показатель также определяется при полностью открытом клапане: Cv — это количество галлонов в минуту, которое проходит через регулирующий клапан для воды при температуре 60°F (15,61°C) и давлении 1 фунт на квадратный дюйм (7 кПа). Отношения между этими тремя величинами следующие: Cv=1,17C, Kv=1,01C. Кроме того, компания Fisher использует обозначения Cg и Cs для обозначения коэффициентов расхода газа и пара соответственно. Сравнение классов утечки регулирующих клапанов согласно стандартам промышленной группы нефтехимической промышленности SH3521-1999 и американскому стандарту ANSI B16.104-1976: Таблица 2. Сравнение классов утечки регулирующих клапанов. Класс утечки, экспериментальный материал, процедура испытания, максимальное количество утечки через седло клапана (л/ч). SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104. II, II: вода или газ, вода или воздух; AA: 0,5% C, 0,5% Cv. III, III: вода или газ, вода или воздух; BA: 0,1% C, 0,1% Cv. IV, IV: вода или газ, вода или воздух; AA: 0,01% C, 0,01% Cv. V, V: вода; BB: 1,8×10^-7×D×ΔP (D – диаметр седла клапана, мм; ΔP – разница давлений спереди и сзади, кПа). 5×10^12 м³/мин. VI, VI: газ, воздух или азот; AC – см. таблицу ниже. Здесь C и Cv рассчитываются на основе «номинального расхода». Эти показатели отличаются от коэффициента расхода и пропускной способности, о которых говорилось ранее. Они указывают на расход жидкости при полностью открытом клапане при определенной разнице давлений спереди и сзади. Этот расход не пропорционален разнице давлений. Упрощенная формула для расчета уровня утечки у регулирующего клапана выглядит следующим образом: (1) При использовании в качестве тестовой среды теплой воды: Q = Cv × (∆p)¹/² × 1,4245 × допустимый уровень утечки. (2) При использовании в качестве тестовой среды воздуха: если ∆P ≥ P₁/₂, то Q = Cv × P₁ × 2,424456 × допустимый уровень утечки; если же ∆P < P₁/₂, то Q = Cv × ∆P × (P₁ + P₂)¹/² × 2,79445 × допустимый уровень утечки. (3) При использовании в качестве тестовой среды азота: если ∆P ≥ P₁/₂, то Q = Cv × P₁ × 2,446166 × допустимый уровень утечки