Регулирующий клапан — это автоматизированный тип трубопроводной арматуры, предназначенный для точного управления параметрами технологического процесса (расходом, давлением, температурой, уровнем) путем изменения расхода рабочей среды через свой проходной канал.
Ключевые компоненты:
Исполнительный механиник (привод): Пневматический, электрический или гидравлический.
Позиционер: Устройство, обеспечивающее точное позиционирование затвора в соответствии с управляющим сигналом (например, 4-20 мА).
Клапан (корпус с затвором): Непосредственно регулирующий элемент.
Основная функция: Быть "исполнительной рукой" системы автоматического регулирования (АСУ ТП), получая сигнал от контроллера и точно дозируя поток среды.
Сфера применения: Нефтегазовая промышленность, где требуются высочайшая надежность, стойкость к экстремальным давлениям, температурам, кавитации и агрессивным средам.
API 6D / API 6A: Спецификация для арматуры, используемой в магистральных трубопроводах и скважинном оборудовании. Хотя в основном ориентированы на запорную арматуру, многие требования применимы и к регулирующим клапанам для этих сред.
API 520/521: Стандарты по расчету и выбору предохранительных клапанов и систем сброса давления, что тесно связано с безопасностью систем, где работают регулирующие клапаны.
Стандарт де-факто: Для самих регулирующих клапанов в нефтегазовой отрасли часто используются общие стандарты ANSI/ISA (см. ниже), но с дополнительными требованиями, продиктованными API.
Основные особенности регулирующих клапанов для условий API:
Стойкость к кавитации и шуму: Обязательное использование специальных исполнений — клеточные (cage-guided) клапаны с многоступенчатым дросселированием, антикавитационные тримы, перфорированные клетки (cage) для снижения шума.
Пожаробезопасное исполнение (Fire Safe): Конструкция должна сохранять герметичность в течение определенного времени при пожаре.
Материалы: Высококачественные стали (A216 WCB, A351 CF8, CF8M), часто с уплотнительными поверхностями, наплавленными твердыми сплавами (стеллит).
Классы давления: Соответствуют классам ANSI (Class 150, 300, 600, 900, 1500, 2500).
Исполнение: Часто с выносным исполнительным механизмом (с верхними лапами) для удобства обслуживания и защиты от перегрева.
Сфера применения: Широкая промышленность США: химическая, энергетическая, нефтеперерабатывающая, целлюлозно-бумажная и др. ANSI/ISA — это основа для проектирования и расчета регулирующих клапанов в американской системе стандартов.
ANSI B16.34: Фундаментальный стандарт, определяющий требования к арматуре по номинальному давлению (Pressure Class), допустимым материалам и расчетной толщине стенок корпуса.
ANSI/ISA 75.01: «Промышленные регулирующие клапаны. Часть 1. Методы определения пропускной способности».
Определяет формулы для расчета коэффициента расхода Cv (в имперской системе) для различных типов сред (жидкость, газ, пар).
Различает два типа расчетов: FCI (стандартный) и IEC (модифицированный).
ANSI/ISA 75.05: «Промышленные регулирующие клапаны. Часть 5. Маркировка».
ANSI/ISA 75.08: «Промышленные регулирующие клапаны. Часть 8. Шумовые характеристики».
Стандарты серии ISA 75 — это "библия" для любого инженера, занимающегося подбором регулирующих клапанов.
Основные особенности регулирующих клапанов ANSI/ISA:
Система расчета: Основана на коэффициенте Cv.
Классы давления: Class 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500.
Присоединения: Фланцевые (ANSI B16.5), под приварку (Socket Weld, Butt Weld).
Универсальность: Клапан, рассчитанный по ISA 75.01, может быть использован в любом применении, но для условий API к нему предъявляются дополнительные требования (кавитация, материалы).
Сфера применения: Европейский рынок, страны СНГ, а также проекты по всему миру, где используются метрические системы.
IEC 60534 (в России — ГОСТ Р МЭК 60534): Международный стандарт, который полностью эквивалентен европейскому EN 60534 и часто приходит на смену DIN. Это прямой аналог серии стандартов ISA 75.
IEC 60534-2-1: Методы определения пропускной способности. Использует коэффициент Kv (метрический аналог Cv, где 1 Cv ≈ 1.16 Kv).
DIN 3230: Распространяется на запорную арматуру, но некоторые общие требования применимы.
DIN 3352: Для задвижек, не для регулирующих клапанов.
Номинальное давление (PN): Используется метрическая система PN (Pressure Nominale): PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100 и т.д.
Присоединения: Фланцы по DIN EN 1092-1.
Основные особенности регулирующих клапанов DIN/IEC:
Система расчета: Основана на коэффициенте Kv.
Метрическая система: Все размеры в миллиметрах (DN - Diameter Nominal).
Стандартные сигналы управления: 4-20 мА, 0-10 В.
Материалы: Широко используются чугуны (EN-GJL-250, EN-GJS-400-15), стали (1.0619, 1.4401).
| Характеристика | API (Нефтегаз) | ANSI/ISA (Американская пром.) | DIN/IEC (Европейская пром.) |
|---|---|---|---|
| Ключевой стандарт | API 6D (общие требования) + ISA 75 | ANSI B16.34, ISA 75.01, ISA 75.08 | IEC 60534, DIN EN 1092-1 |
| Система расчета | Cv (ISA) | Cv (ISA 75.01) | Kv (IEC 60534) |
| Сфера применения | Скважины, магистрали, НПЗ, высокие перепады | Химия, энергетика, общая промышленность | Водоподготовка, пищевая, фарма, общая пром. |
| Типичные исполнения | Клеточные, антикавитационные, с байпасом | Односедельные, двухседельные, клеточные, трехходовые | Односедельные, клеточные, мембранные, трехходовые |
| Система давления | ANSI Class (150, 300...) | ANSI Class (150, 300, 600...) | Номинальное давление PN (PN16, PN40...) |
| Присоединения | ANSI B16.5 (Фланцы) | ANSI B16.5 (Фланцы) | DIN/EN 1092-1 (Фланцы) |
Для магистрального нефтегазового трубопровода или установки с высоким перепадом давлений:
Стандарты: API 6D + ANSI/ISA 75.01.
Тип клапана: Клеточный (cage-guided) с антикавитационным или шумоподавляющим тримом.
Опции: Пожаробезопасное исполнение, стеллированные поверхности.
Для технологической установки на химическом заводе (проект по американским нормам):
Стандарт: ANSI/ISA 75.01.
Тип клапана: Односедельный (для высокой герметичности) или двухседельный (для больших расходов и балансировки усилий).
Для системы теплоснабжения, водоподготовки или пищевого производства в Европе:
Стандарт: IEC 60534.
Тип клапана: Односедельный, мембранный (для агрессивных сред) или трехходовой (для смешения или разделения потоков).
Давление: PN16 или PN25.
Понимание этих стандартов позволяет не просто выбрать клапан, а спроектировать надежную и эффективную систему автоматического регулирования, обеспечивающую стабильность и безопасность всего технологического процесса.
На нашем сайте используются cookie–файлы, в том числе сервисов веб–аналитики. Используя сайт, вы соглашаетесь на обработку персональных данных при помощи cookie–файлов. Подробнее об обработке персональных данных вы можете узнать в Политике конфиденциальности.
