Принцип работы различных клапанов и методы их испытаний под давлением (2)
2026-07-28
Как правило, промышленные клапаны при эксплуатации не подвергаются испытаниям на прочность. Однако после ремонта корпуса и крышки клапана, а также при наличии повреждений корпуса или крышки вследствие коррозии необходимо проводить испытания на прочность. Для предохранительных клапанов давление настройки, давление возврата в исходное положение и другие испытания должны соответствовать требованиям технической документации и соответствующих нормативных документов. После монтажа клапанов необходимо проводить испытания на прочность и герметичность. Для клапанов низкого давления выборочно проверяется 20% изделий, при обнаружении несоответствий проводится проверка 100% изделий; клапаны среднего и высокого давления проверяются в полном объёме.
Оборудование, используемое для испытаний клапанов под давлением, включает испытательные стенды с гидравлическим зажимом, погружные испытательные стенды, испытательные стенды с гидроцилиндровым прижимом и другие виды оборудования. В качестве испытательных сред обычно используются вода, масло, воздух, пар, азот и другие среды. Методы испытаний различных промышленных клапанов, включая пневматические клапаны, следующие:
Задвижка
Задвижка (gate valve) — это клапан, запирающий элемент которого представляет собой шибер. Направление движения шибера перпендикулярно направлению движения рабочей среды. Задвижка может использоваться только для полного открытия или полного закрытия и не предназначена для регулирования потока или дросселирования.
Герметизация задвижки осуществляется за счёт контакта между седлом клапана и шибером. Обычно на уплотнительные поверхности наносится наплавка из металлических материалов для повышения износостойкости, например наплавка из 1Cr13, STL6, нержавеющей стали и других материалов.
Шиберы подразделяются на жёсткие и упругие. В зависимости от конструкции шибера задвижки делятся на задвижки с жёстким шибером и задвижки с упругим шибером.
Метод испытания задвижки под давлением:
Испытание задвижек на герметичность проводится двумя способами.
Метод 1:
Открыть шибер и повысить давление внутри клапана до установленного значения; затем закрыть шибер, немедленно снять задвижку и проверить наличие утечек на уплотнительных поверхностях с обеих сторон шибера. Также можно непосредственно подать испытательную среду через заглушку на крышке клапана до установленного давления и проверить герметичность обеих сторон шибера. Данный метод называется испытанием под внутренним давлением.
Этот способ не рекомендуется применять для испытания герметичности задвижек с номинальным диаметром менее DN32 мм.
Метод 2:
Открыть шибер и повысить испытательное давление клапана до установленного значения; затем закрыть шибер, открыть глухую крышку с одной стороны и проверить наличие утечек через уплотнительную поверхность. После этого повторить испытание с противоположной стороны до получения положительного результата.
Испытание герметичности сальникового уплотнения и прокладок пневматических задвижек должно выполняться до испытания герметичности шибера.
Дисковый затвор
Дисковый затвор, также называемый поворотным клапаном, представляет собой регулирующий клапан простой конструкции. Он используется главным образом для управления включением и отключением потока рабочей среды в трубопроводах низкого давления.
Запирающий элемент дискового затвора (диск или заслонка) имеет форму круглого диска и вращается вокруг оси клапана для открытия и закрытия проходного сечения.
Клапаны данного типа могут использоваться для управления потоками воздуха, воды, пара, различных агрессивных сред, шлама, нефтепродуктов, жидких металлов, радиоактивных сред и других типов рабочих жидкостей. В трубопроводных системах они выполняют функции перекрытия и регулирования потока.
Запирающий элемент дискового затвора представляет собой дисковую заслонку, которая вращается внутри корпуса вокруг собственной оси, обеспечивая открытие, закрытие или регулирование потока.
Метод испытания дискового затвора под давлением:
Испытание дискового затвора на герметичность проводится следующим образом: испытательная среда подаётся со стороны входа потока, диск должен находиться в открытом положении, противоположный конец закрывается. Давление повышается до установленного значения. После проверки отсутствия утечек в области сальника и других уплотнений диск закрывается, открывается противоположная сторона, после чего проверяется отсутствие утечек через уплотнительную поверхность диска.
Дисковые затворы, используемые только для регулирования расхода, могут не подвергаться испытанию на герметичность.
Пробковый клапан
Пробковый клапан — это поворотный клапан с запирающим элементом пробкового или плунжерного типа. Путём поворота на 90° отверстие в пробке совмещается или разъединяется с проходным каналом корпуса, обеспечивая открытие или закрытие клапана.
Форма пробки может быть цилиндрической или конической. В цилиндрических пробках проходное отверстие обычно имеет прямоугольную форму, а в конических — трапецеидальную. Такая конструкция позволяет сделать клапан компактным и лёгким.
Пробковые клапаны наиболее подходят для перекрытия, соединения потоков и распределения рабочей среды. Однако в зависимости от условий эксплуатации и стойкости уплотнительных поверхностей к эрозии они также могут использоваться для регулирования потока.
Метод испытания пробкового клапана под давлением:
① При испытании пробкового клапана на прочность испытательная среда подаётся с одного конца, остальные проходы закрываются. Пробка последовательно поворачивается во все рабочие положения полного открытия. При отсутствии утечек через корпус клапана испытание считается пройденным.
② При испытании на герметичность у прямоточного пробкового клапана давление внутри полости должно быть равно давлению в проходном канале. Пробка устанавливается в закрытое положение, проверка выполняется с другой стороны, затем пробка поворачивается на 180° и испытание повторяется.
Для трёхходовых и четырёхходовых пробковых клапанов давление внутри полости должно быть равно давлению одного из проходов. Пробка последовательно устанавливается в закрытое положение, давление подаётся со стороны прямого угла, а проверка выполняется одновременно с других сторон.
Перед испытанием допускается нанесение тонкого слоя некислотной жидкой смазки на уплотнительную поверхность. При отсутствии утечек и увеличения капель воды в течение установленного времени клапан считается исправным.
Продолжительность испытания пробковых клапанов может быть сокращена и обычно составляет 1–3 минуты в зависимости от номинального диаметра. Пробковые клапаны для газовых систем должны проходить испытание воздухом на герметичность при давлении, равном 1,25 рабочего давления.
Запорный клапан
Запорный клапан (stop valve, globe valve) имеет запирающий элемент в виде плунжерного клапана. Уплотнительная поверхность может быть плоской или конической. Клапан перемещается линейно вдоль центральной линии седла.
Шток клапана может иметь различные конструкции движения, включая неподвижный шток (скрытый шток) и подъёмно-поворотный шток. Такие клапаны используются для управления потоками воздуха, воды, пара, различных агрессивных сред, шлама, нефтепродуктов, жидких металлов и радиоактивных веществ.
Благодаря этому запорные клапаны широко применяются для перекрытия, регулирования и дросселирования потоков. Поскольку ход открытия и закрытия штока относительно небольшой, а функция перекрытия отличается высокой надёжностью, такие клапаны особенно подходят для регулирования расхода.
Метод испытания запорных и дроссельных клапанов под давлением:
При испытании на прочность обычно собранный клапан устанавливают на испытательный стенд, открывают клапан и подают рабочую среду до установленного давления. Затем проверяют отсутствие запотевания и утечек корпуса и крышки клапана. Также возможно проведение испытания отдельных компонентов.
Испытание на герметичность выполняется только для запорных клапанов. Во время испытания шток клапана должен находиться в вертикальном положении, запирающий элемент открыт, рабочая среда подаётся снизу клапана до установленного значения. Проверяются сальниковые уплотнения и прокладки. После успешного прохождения испытания клапан закрывается, открывается противоположная сторона и проверяется наличие утечек.
Если необходимо провести испытания одновременно на прочность и герметичность, сначала выполняется испытание на прочность, затем давление снижается до значения испытания на герметичность, проверяются сальник и прокладки; после этого клапан закрывается, открывается выходная сторона и проверяется уплотнительная поверхность.
Предохранительный клапан
Предохранительный клапан — это специальный клапан, запирающий элемент которого находится в нормально закрытом состоянии под воздействием внешней силы. Когда давление рабочей среды внутри оборудования или трубопровода превышает установленное значение, клапан автоматически выпускает часть среды наружу системы, предотвращая превышение допустимого давления.
Предохранительные клапаны относятся к категории автоматических клапанов и широко применяются в котлах, сосудах высокого давления и трубопроводах. Они контролируют давление в пределах установленных значений и играют важную роль в обеспечении безопасности персонала и оборудования.
Примечание: перед эксплуатацией предохранительные клапаны обязательно должны пройти испытания давлением.
Метод испытания предохранительного клапана под давлением:
① Испытание предохранительного клапана на прочность аналогично испытаниям других клапанов и проводится с использованием воды в качестве испытательной среды.
При испытании нижней части корпуса давление подаётся со стороны входа, а уплотнительная поверхность закрывается. При испытании верхней части корпуса и крышки клапана давление подаётся со стороны выхода, остальные отверстия закрываются. Если в течение установленного времени корпус и крышка не имеют утечек, испытание считается успешно пройденным.
② Испытание на герметичность и испытание давления настройки обычно выполняются с использованием следующих сред:
- для паровых предохранительных клапанов используется насыщенный пар;
- для клапанов, работающих с аммиаком или другими газами, используется воздух;
- для клапанов, работающих с водой и другими неагрессивными жидкостями, используется вода.
Для некоторых ответственных применений в качестве испытательной среды часто используется азот.
ООО «Шанхайская компания по производству электромеханического оборудования Zengxin» — профессиональный производитель оборудования для испытания клапанов
ООО «Шанхайская компания по производству электромеханического оборудования Zengxin» специализируется на разработке, производстве и техническом обслуживании оборудования для испытаний клапанов под давлением, стендов для испытания ресурса клапанов, оборудования для проверки характеристик клапанов, комплексных систем контроля клапанов и автоматизированного испытательного оборудования.
Компания обладает богатым опытом работы в отрасли, профессиональной технической командой иразвитая система управления качеством. В соответствии с различными требованиями клиентов к контролю качества компания предоставляет стандартные и индивидуальные решения, обеспечивая клиентов по всему миру высококачественным и надёжным оборудованием для испытания клапанов.
В будущем ООО «Шанхайская компания по производству электромеханического оборудования Zengxin» продолжит придерживаться принципов технологических инноваций, постоянно совершенствовать характеристики продукции и уровень обслуживания, предоставляя производителям клапанов более интеллектуальное и эффективное испытательное оборудование, помогая клиентам создавать более безопасную, надёжную и конкурентоспособную клапанную продукцию.
