Создание новых образцов шаровой запорной арматуры

Началом массового применения шаровых кранов можно считать 50-60 годы прошлого столетия, поскольку в этот период начинается их интенсивное использование в сетях водоснабжения, системах отопления и кондиционирования.

 Сегодня, благодаря усилиям таких компаний как BROEN, G. Bee и NAVAL, HOKE и SSP в Европе и США вряд ли найдется предприятие или житель, так или иначе, не использующие их в своей деятельности.

 Главными отличиями таких кранов считаются компактность и быстродействие – достаточно всего лишь четверти оборота для открывания или закрывания крана. На их основе были созданы необслуживаемые конструкции, что в совокупности с общей технологичностью сделало их самым распространенным видом запорной арматуры.

 В то же время схема шарового крана имеет ряд недостатков, от которых постоянно пытаются избавиться разработчики. Многие новшества появились именно как результат такой работы. Помимо этого новых решений потребовали некоторых глобальные процессы в мировой экономике.

 В статье вы познакомитесь с основными направлениями инноваций в области шаровой трубопроводной арматуры.

Новинки – попытки избавиться от проблем

 Появление новых конструкций представляет собой, как правило, попытку избавиться от имеющихся недостатков, снизить себестоимость изделия, или реакцию производителя на новые требования эксплуатационников.

 Если говорить о шаровых кранах, то здесь проблемы связаны с герметичностью уплотнений шара и штока. В отличие от других видов в них нет возможности регулировать силу прижима затвора к каналу. Другими словами – пользователь не может закрыть кран «посильнее» и отреагировать даже на ничтожную протечку, поэтому столь много зависит от качества уплотнения.

 Также с уплотнением связана проблема герметичности при высоких давлениях. Для ее решения принимается немало попыток, например, в газовых кранах внутрь стыка шар-седло подается снаружи специальный герметик. Актуальность проблемы подтверждается числом патентов в этой области (классы F16K5/20; F16K5/06; F16K25 F16K29/00  по классификации МПК 7), здесь десятки новшеств обещают улучшение характеристик.

 Вдобавок ко всему остается проблема твердых примесей. Они легко повреждают уплотнители и зеркальную поверхность шара, итогом становятся протечки. В связи со сказанным исключительную важность представляет создание новых материалов для уплотнений.

Новые материалы – новые образцы шаровых кранов

 Если проанализировать изделия таких компаний как NAVAL, BROEN, G. Bee, Hogfors, то очевидно сходство схем и материалов. Более того, сама конструкция практически не меняется со временем, доказательством могут служить 110 миллионов кранов Ballofix, проданных компанией BROEN. 

Hogfors

Hogfors в разрезе

Naval

Naval в разрезе

Broen

 Что касается таких ноу-хау, как «плавающий шар», или сварной корпус, то они давно перестали быть новшеством и применяются всеми производителями. В этой отрасли прогресс заключается не в кардинальных изменениях конструкции, а скорее в применении более эффективных материалов.

 Главным образом это касается уплотнений, так в последних каталогах BROEN и NAVAL (напр. образцы №284400 457), линейке Silver Line компании Hogfors и др. они изготовлены из тефлона, армированного углеродом (PTFE+C), если требуется более высокая термоустойчивость, то композит дополнительно усиливается кремнием (PTFE+C + Si). В целом витриной новых уплотнителей может служить продукция для газовой отрасли компании BROEN. Здесь помимо стандартных тефлоновых композиций (STD) в зависимости от будущих условий эксплуатации (РN > 63) потребителю предлагаются комбинации PMSS (металл-мягкий) и MM (металл-металл). Что касается уплотнений шпинделя, то здесь все новшества заканчиваются на материалах EPDM и FPM (Viton).

Объединение функций и интеграция с цифровыми устройствами

 Если оставить в стороне интенсивное развитие приводов, регулирующих и измерительных устройств, то непосредственно на конструкциях шаровых кранов сказывается тенденция к совмещению функций в едином корпусе и оборудование их различными датчиками для цифровых систем контроля. Примером решения первой задачи может служить номинант на премию «Innovation Awards 2012» серия MBV компании Ham-Let, объединившая в одном корпусе запирающий кран и игольный регулятор измеритель. Новинка позволяет избавиться от дистанционных трубок, экономит место, время и материалы.

 О внимании, уделяемом интеграции с цифровыми системами управления говорит тот факт, что большинство устройств-лауретов этой премии так или иначе связано с этой темой.

Глобальные процессы изменят конструкцию запирающей арматуры, мнение вице-президента Flowserve Naval

  Неожиданным фактором, влияющим на разработку новых образцов запорной арматуры, стали глобальные изменения в мировой экономике. Очень интересно и исчерпывающе на эту тему высказался вице-президент корпорации Flowserve Naval Эрик Дж. Ван Гемерен. В интервью журналу Flow Control Magazine он отметил два процесса, существенно влияющих на рынок трубопроводной арматуры.

 К первому относится бурное развитие нетрадиционных способов добычи нефти и газа, соответственно строительство новых магистралей, терминалов, перерабатывающих заводов. Причем, производительность половины из них будет вдвое превышать мощности существующих комплексов по переработке. Следствием этого становится потребность в запорной арматуре больших диаметров и рассчитанной на более высокие давления и температуру. Если ранее таковыми считались диаметры 300-600 мм, то теперь к ним относят размеры 600-900 мм. Это потребует изменения технологий, поиска и применения новых сплавов для корпусов и затворов, новых композитов для уплотнителей шаровых кранов.

 Другим фактором Эрик Ван Гемерен считает повсеместное уменьшение инженерного опыта по всей технологической цепочке. Структура ОЕМ-производства не предполагает и не требует высокого инженерного уровня от производителя, что негативно сказывается на параметрах изделий. Что касается новых месторождений, то там также ощущается нехватка высококвалифицированных кадров. Помимо очевидных мер по подготовке персонала настоящим практическим ответом производителей станет создание устройств с таким программным обеспечением, которое позволит эффективно применять оборудование даже неопытным пользователям. Новое программное обеспечение и открытые стандарты связи позволят удаленно контролировать параметры и состояние запорной арматуры. Наибольшее число новых устройств будет создано именно на этом направлении.

Специально для Арматурка.ру