Запорно-регулирующая арматура и надежность инженерных систем. Сводная таблица основных характеристик

Запорно-регулирующей (трубопроводной) арматурой называются устройства, предназначенные для перекрытия или распределения потока среды, регулирования различных параметров технологических процессов (давления, напора, температуры, количества подаваемого вещества и т. д.). Регулирование технологических процессов осуществляется за счет изменения расхода транспортируемой среды.

В данной статье вниманию читателей предлагается сводная таблица арматуры, призванная помочь в подборе оптимального варианта при проектировании систем и сетей водоснабжения.

Основными показателями назначения арматуры являются:

• вид арматуры (функциональное назначение) в соответствии с ГОСТ Р 52720;
• диаметр номинальный;
• давление номинальное (или давление рабочее, или давление расчетное);
• наименование и параметры рабочей среды;
• климатическое исполнение (с параметрами окружающей среды);
• категория взрывобезопасности;
• виды и параметры внешних воздействий (в том числе сейсмическое, огневое);
• герметичность затвора;
• гидравлические характеристики;
• время срабатывания (для отсечной арматуры).

Показателями энергетической эффективности арматуры являются гидравлические характеристики, силовые характеристики арматуры (момент или усилие, необходимые для управления), а также мощность электродвигателя (электромагнита) привода.

Естественно, в формате статьи в сводной таблице невозможно указать все вышеназванные показатели, а также указать весь ассортимент продукции отдельных производителей. Это связано с тем, что предприятия-производители совершенствуют выпускаемую арматуру, расширяют модельный ряд. Применяются новые материалы и сплавы для того, чтобы увеличить надежность и герметичность арматуры. Вносятся изменения в конструкцию арматуры, чтобы улучшить ее гидравлические характеристики. Для таблицы был выбран ряд основных показателей, имеющих первостепенное значение при подборе арматуры.

Важнейшей характеристикой качественной арматуры согласно «ГОСТ Р 53672–2009. Арматура трубопроводная. Общие требования безопасности» является ее безопасность.

Безопасность арматуры – это состояние арматуры, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений, вследствие критического отказа арматуры или контакта с арматурой или ее рабочей средой при безотказном функционировании арматуры.

К потенциально возможным отказам арматуры относятся:

• потеря прочности корпусных деталей и сварных швов;
• потеря плотности материалов корпусных деталей и сварных швов;
• потеря герметичности по отношению к внешней среде по уплотнениям неподвижных (прокладочных и беспрокладочных) соединений корпусных деталей, подвижных соединений (сальников, сильфонов, мембран и др.);
• потеря герметичности затвора сверх допустимых пределов;
• невыполнение функций по назначению.

Обеспечить безопасную и безотказную работу запорно-регулирующей арматуры возможно только в том случае, если используется качественная арматура, изготовленная надежным производителем. Но обеспечить безотказную работу арматуры возможно только при правильном подборе ее проектировщиком, а также при соблюдении всех правил по эксплуатации арматуры.

Подробнее рассмотрим факторы, влияющие на безопасную работу запорно-регулирующей арматуры:

механическая безопасность:

а) применение материалов основных деталей арматуры, работающих под давлением, выбранных с учетом параметров и условий эксплуатации, а также с учетом опасности, исходящей от рабочей среды,

б) проведение расчетов на прочность с использованием верифицированных программ и обеспечением необходимых запасов прочности для основных элементов конструкции арматуры с учетом условий ее эксплуатации (рабочих давлений, температуры рабочей среды, климатических условий, возможного эрозионного и коррозионного воздействия рабочей среды, сейсмических и других внешних воздействий),

в) применение узлов и деталей, апробированных и/или подтвержденных испытаниями конструктивных решений,

г) герметичность арматуры относительно внешней среды;

термическая безопасность:

а) герметичность относительно внешней среды,

б) проведение сборки/монтажа в соответствии с регламентируемыми процедурами;

химическая безопасность:

а) герметичность относительно внешней среды, выбор и подтверждение при испытании для запорной арматуры соответствующего класса герметичности в затворе,

б) выбор запасов прочности арматуры с учетом скорости коррозии материалов деталей арматуры, находящихся под давлением и в контакте с рабочей средой,

в) подтверждение прочности и плотности материалов, сварных швов и соединений испытаниями;

электрическая безопасность:

а) проектирование и применение электрооборудования для арматуры в соответствии с показателями назначения (в части напряжения, рода тока и др.),

б) заземление корпусных деталей электрооборудования арматуры с соблюдением требований специальных правил;

взрывобезопасность:

а) применение электрооборудования соответствующего уровня взрывозащиты, подтвержденного в установленном порядке,

б) применение искробезопасных материалов сопрягаемых деталей для арматуры, работающей на взрывоопасных средах,

в) наличие в конструкции устройств для снятия статического электричества и отвода блуждающих грунтовых токов;

пожарная безопасность:

а) применение в конструкции арматуры огнестойких материалов,

б) герметичность относительно внешней среды,

в) проведение специальных испытаний на огнестойкость;

промышленная безопасность:

а) проектирование арматуры в соответствии с ее функциональным назначением и учетом нагрузок, которые могут возникнуть при ее эксплуатации; установление требований к надежности и безопасности арматуры с учетом обеспечения надежности и безопасности систем, в которых она будет эксплуатироваться,

б) разработка эксплуатационных документов (ЭД),

в) установление в ЭД показателей, характеризующих безопасность для арматуры, отказы которой в условиях эксплуатации классифицируются как критические,

г) введение в ЭД перечня возможных критических отказов и критериев предельных состояний арматуры,

д) наличие обязательных знаков маркировки,

е) проведение всей совокупности испытаний (предварительных, приемочных и др.), подтверждающих требуемые характеристики арматуры,

ж) уровень технологических процессов изготовления арматуры и систем производственного контроля, обеспечивающий требуемые показатели безотказности арматуры,

з) организация и осуществление производственного контроля,

и) эксплуатация арматуры в соответствии с требованиями нормативной документации и ЭД,

к) предоставление потребителю информации о материальном составе изделия, выполненных видах термической обработки, проведенных гидравлических, пневматических и механических испытаниях и неразрушающего контроля.

Кроме того, необходимо обеспечить безопасность арматуры в отношении различных видов опасности, не связанных с отказами арматуры, а именно:

механическая безопасность:

а) отсутствие на наружных поверхностях арматуры острых выступающих частей и кромок,

б) защита персонала от движущихся частей арматуры и приводов (исполнительных механизмов),

в) крепление арматуры для защиты ее от срыва или смещения при возникновении значительных реактивных сил от сбрасываемой ра-бочей среды при вероятности сейсмического воздействия на арматуру, а также для снятия нагрузок на арматуру от воздействия трубопровода;

термическая безопасность:

а) термоизоляция арматуры или установка ограждений; использование средств индивидуальной защиты обслуживающего персонала для арматуры, устанавливаемой в обслуживаемом помещении, с температурой рабочей среды выше 50 ⁰C или ниже –40 ⁰C;

б) конструктивное исполнение, обеспечивающее снижение температуры арматуры в местах возможного контакта при обслуживании. Температура металлических поверхностей арматуры при наличии возможного (непреднамеренного) контакта открытого участка кожи с ними должна быть не ниже 4 ⁰C и не выше 40 ⁰C;

химическая безопасность:

а) выбор материалов, применяемых для изготовления деталей и узлов арматуры, которые не выделяют вредных химических веществ в опасных концентрациях при нормальных условиях эксплуатации и в проектных аварийных ситуациях,

б) промывка и применение средств защиты персонала в процессе технического обслуживания, ремонта и утилизации арматуры;

электрическая безопасность:

а) защита от электростатических разрядов при опасности их возникновения,

б) периодические проверки сопротивления изоляции;

защита от шума:

а) конструктивное исполнение проточной части арматуры, снижающее в максимально возможной степени шум, возникающий при прохождении потока рабочей среды через затвор арматуры,

б) применение шумопоглощающей звукоизоляции арматуры,

в) использование средств шумопоглощающей звукоизоляции помещений, в которых эксплуатируется арматура, и средств индивидуальной защиты обслуживающего персонала;

защита от вибрации:

а) конструктивное исполнение проточной части арматуры, снижающее в максимально возможной степени вибрации, возникающие при прохождении потока рабочей среды через затвор арматуры,

б) применение устройств, поглощающих вибрацию;

радиационная безопасность:

а) выбор нерадиоактивных материалов для деталей арматуры.

При покупке арматуры необходимо обратить внимание на ее маркировку. У оригинальной арматуры имеется хорошо различимая четкая нестираемая маркировка согласно ГОСТ Р 52760.

Обязательные знаки маркировки включают:

• товарный знак и/или наименование производителя;
• значение (в кгс/см) номинального давления или рабочего давления при максимальной температуре рабочей среды или расчетного давления;
• значение номинального диаметра;
• значение максимальной температуры рабочей среды для арматуры, у которой имеется маркировка, или для ограничения температуры по материалам отдельных деталей;
• материал корпуса;
• стрелку, указывающую направление рабочей среды для арматуры с регламентированным направлением рабочей среды.

Запорная арматура должна соответствовать требованиям стандартов:

• ГОСТ 5761–2005 «Клапаны на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия»;
• ГОСТ 5762–2002 «Арматура трубопроводная промышленная. Задвижки на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия»;
• ГОСТ Р 53673–2009 «Арматура трубопроводная. Затворы дисковые. Общие технические условия»;
• ГОСТ 21345–2005 «Краны шаровые, конусные и цилиндрические на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия».

ТАБЛИЦА ПРОИЗВОДЕЛЕЙ