Защитная арматура — вид трубопроводной арматуры , предназначенный для защиты технологических систем, оборудования , трубопроводов , насосов и сосудов под давлением от возникновения или последствий аварийных ситуаций. В результате эксплуатации могут возникать различные проблемы, обусловленные неисправностями оборудования, неправильным ведением технологического процесса, другими сторонними факторами (применительно к рисунку справа это может быть, к примеру, разрушение части топливной системы очередью из пулемёта ). Они могут повлечь за собой гидроудары при внезапном изменении потока среды на обратный, что может привести к поломке насосов и других устройств. Также при повреждении или разрушении трубопроводов или оборудования систем, если не ликвидировать или ограничить течь защитной арматурой, можно нанести серьёзный вред производственным помещениям, персоналу , экологии окружающей среды , в особенности в случае применения в системе взрыво- и пожароопасной, токсичной или радиоактивной рабочей среды.

По своему назначению защитная арматура очень близка к предохранительной : оба вида должны предотвращать отклонения от нормального течения технологического процесса и ограничивать последствия таких отклонений, не давая развиться серьёзным авариям. Главное их отличие — в принципе действия. Если предохранительная арматура открывается , обеспечивая массотвод, и, за счёт него, снижение параметров системы, то защитная — закрывается , отключая защищаемый участок системы или единицу оборудования .

Основные виды

Обратный клапан

Эти устройства получили широчайшее распространение в связи с важностью своей функции — недопущения изменения направления потока среды, что является постоянным фактором возможной поломки оборудования в сложных технологических схемах, например, в случае объединения напорных линий нескольких насосов в одну, на каждой из них устанавливается один или несколько обратных клапанов для защиты от давления работающего насоса остальных. Кроме того, при аварийном падении давления на одном из участков трубопровода , на смежных давление сохраняется, что также может привести к образованию обратного тока среды, недопустимого для нормальной работы системы и опасного для её оборудования.

Обратные клапаны делятся на:

• собственно обратные клапаны (до 1982 года в России назывались подъемными ), затвором в них служит золотник , который перемещается возвратно-поступательно по направлению потока среды через седло . По конструкции и технологии изготовления они проще, чем другие типы, при этом позволяют обеспечить надёжную герметичность, но такие устройства более чувствительны к загрязнённым средам, при воздействии которых возможно заедание клапана;
• затворы обратные (ранее назывались поворотными ), в них затвором является круглый диск, совершающий поворот вокруг своей оси . Они менее чувствительны к загрязнённым средам и имеют возможность обеспечения работоспособности затворов для весьма больших диаметров трубопроводов.

В обоих случаях эти устройства пропускают среду в одном направлении и предотвращают её движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой прямого действия (наряду с предохранительными клапанами и регуляторами давления прямого действия ), но существуют также конструкции, в которых совмещены функции обратной и запорной арматуры. Невозвратно-запорные — это обратные клапаны и затворы, которые возможно принудительно закрыть при помощи ручного или механического устройства ( пневмо- , гидро- или электропривода ). В невозвратно-управляемых возможно не только принудительное закрытие, но и открытие затвора.

Обратные клапаны, как правило, устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов, а затворы — как на горизонтальных, так и на вертикальных участках. По направлению потока рабочей среды клапаны обратные в основном выполняются проходными (направление потока в них не изменяется), но встречаются и угловые (направление потока меняется на 90 ° ), а затворы обратные — только проходными .

Отключающие клапаны

К защитной арматуре, срабатываемой автоматически, также относятся отключающие устройства, задача которых — предотвратить течь или выброс рабочей среды из трубопровода в случае его разрыва. Такие клапаны применяются, как правило, на импульсных трубопроводах малых диаметров для рабочих сред, выброс которых в окружающую среду недопустим, например в энергетических установках, включая АЭС , и в некоторых других отраслях промышленности .

При нормальном режиме работы оборудования такой клапан открыт, пропуская через себя поток рабочей среды. В случае резкого увеличения скорости потока при разрушении трубопровода, клапан автоматически (под действием пружины ) закрывается, прекращая выход среды из системы. Закрытие клапана обеспечивается прижатием пружиной золотника к седлу .

Отсечная арматура

При нарушении нормального хода технологического процесса или возникновении аварийной ситуации в ряде случаев возникает необходимость быстрого отключения агрегата, трубопровода или его участка от общей системы, для этой цели служит отсечная арматура. В отличие от другой защитной арматуры, отсечная действует не непосредственно от среды, а с использованием внешних источников энергии по команде от специальных датчиков , а также может быть дистанционно открыта и закрыта персоналом .

Отсечная арматура представляет собой быстродействующие запорные устройства, клапаны или задвижки , снабженные пневматическими или электрическими приводами. Запорный орган этих устройств может быть в виде тарельчатого клапана, крана с конической или шаровой пробкой или в виде задвижки . Чаще всего применяются быстродействующие отсечные клапаны и задвижки с односторонним пневматическим поршневым приводом, так как этот тип привода способен создавать большие усилия закрытия, жёстко фиксировать положение рабочего органа в состоянии «закрыто» и отличается быстродействием — приводы этого типа могут закрыть клапан или задвижку очень большого размера за несколько секунд. Но встречаются и другие конструкции, например отсечная крановая с шаровой пробкой арматура, оснащенная электрическим приводом, на рисунке слева.

Применяется отсечная арматура в основном в энергетике , в установках с очень большими параметрами рабочей среды, например на АЭС с реакторами ВВЭР из них формируют так называемые локализующие группы , способные полностью отсечь многочисленные системы от гермооболочки , в которой находится основное реакторное оборудование и сам реактор, для недопущения выхода радиоактивных веществ из неё, а также с целью прекращения подачи в неё рабочих сред .

См. также

• Предохранительная арматура
• Регулирующая арматура
• Запорная арматура

Примечания