Клапаны предохранительные ДУ(DN) 25 мм

Клапаны предохранительные ДУ (DN) 25 мм: конструкция, применение и подбор

Клапан предохранительный (КП) Ду 25 — это трубопроводная арматура прямого действия, предназначенная для автоматической защиты оборудования и систем от превышения давления сверх допустимого путем сброса избытка рабочей среды. Условный проход (Ду, DN) 25 мм соответствует номинальному диаметру приблизительно 1 дюйм, что определяет область применения данных устройств в магистралях среднего и малого сечения, вспомогательных технологических линиях, а также в качестве арматуры для защиты отдельных аппаратов. Рабочие среды: пар, газ, вода, нефтепродукты, химические вещества в зависимости от материала исполнения.

Конструктивные особенности и принцип действия

Основными элементами клапана предохранительного Ду 25 являются корпус, запорный орган (золотник, тарелка), седло, задатчик усилия (пружина) и регулирующий узел. Принцип действия основан на уравновешивании силы давления среды на золотник и силы противодействия пружины. При достижении давлением значения настройки (давления срабатывания) сила от давления преодолевает усилие пружины, золотник отходит от седла, открывая проход для сброса среды. После снижения давления в системе на величину, определяемую настройкой (обычно 5-15% от давления срабатывания), пружина возвращает золотник на седло, и клапан закрывается.

По типу подъема запорного органа клапаны Ду 25 делятся на:

• Полноподъемные — золотник поднимается на высоту, при которой площадь прохода становится не менее площади сечения седла. Характеризуются высокой пропускной способностью, рекомендуются для газообразных и паровых сред.
• Среднеподъемные и малоподъемные — подъем золотника пропорционален давлению, площадь прохода меньше площади седла. Чаще применяются для жидкостей.

Материалы исполнения и типы присоединений

Выбор материала определяется рабочей средой, давлением и температурой.

• Корпусные детали: Углеродистая сталь (25Л, 30Л, WCB) — для воды, пара, нефтепродуктов при температурах до +425°C. Нержавеющая сталь (08Х18Н10Т, 12Х18Н9ТЛ, CF8, CF8M) — для агрессивных сред, пищевой промышленности. Латунь и бронза — для инертных газов, воды, пара низкого давления в ЖКХ и судовых системах.
• Запорный узел (золотник/седло): Часто изготавливается из материала, отличного от корпуса, для обеспечения герметичности и стойкости к эрозии. Применяются закаленные стали, стеллит, никелевые сплавы, фторопласт (для уплотнительных поверхностей).
• Пружины: Пружинные стали, легированные хромом, ванадием, нержавеющие стали.

Типы присоединений для Ду 25:

• Фланцевое: По ГОСТ 33259, ГОСТ 12815, ASME B16.5. Наиболее распространено для промышленных систем.
• Резьбовое (муфтовое): Наружная или внутренняя трубная резьба (G1″, Rp1″, NPT1″). Применяется в системах низкого давления, гидравлических контурах, пневмосистемах.
• Приварное: Приварка встык (под сварку) или в раструб. Обеспечивает максимальную герметичность, используется на критичных участках.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

Подбор клапана предохранительного Ду 25 требует анализа следующих параметров:

• Давление настройки (срабатывания) (P_уст): Давление, при котором клапан начинает открываться. Должно быть равно или меньше допустимого рабочего давления защищаемого оборудования.
• Рабочее давление системы (P_раб): Обычно на 10-15% ниже P_уст для жидкостей и на 5-10% для газов.
• Пропускная способность (K_vs, G, A): Количественная характеристика, определяющая количество среды, которое может сбросить клапан. Рассчитывается по методикам ГОСТ 12.2.085 или API RP 520 в зависимости от среды (пар, газ, жидкость). Недостаточная пропускная способность — основная причина неэффективной защиты.
• Давление закрытия (P_з): Давление, при котором клапан герметизируется после сброса. Всегда ниже P_уст. Разница P_уст — P_з называется недодувом или утечкой.
• Температура рабочей среды: Определяет выбор материалов и допустимое давление.
• Тип среды: Определяет конструкцию (полный/средний подъем), материал, расчет пропускной способности.

Области применения клапанов предохранительных Ду 25

Данные клапаны находят применение в различных отраслях:

• Энергетика: Защита вспомогательных паропроводов низкого давления, систем подпитки котлов, теплообменников, масляных систем турбин.
• Нефтегазовая и химическая промышленность: Защита линий импульсных газов, малых емкостей, пробоотборных линий, установок с агрессивными средами (в нержавеющем исполнении).
• ЖКХ и котельные: Обязательный элемент безопасности на водогрейных и паровых котлах, в элеваторных узлах, бойлерных установках.
• Судостроение: Защита систем топливоподачи, смазки, гидравлических контуров судовых механизмов.
• Пневмосистемы и компрессорное оборудование: Предохранительные клапаны для воздуха и инертных газов на ресиверах и магистралях.

Нормативная база и стандартизация

Проектирование, изготовление и применение КП регламентируется строгими нормами.

Основные стандарты для клапанов предохранительных Ду 25

Область стандартизации	Стандарт (РФ/СНГ)	Стандарт (международный)	Ключевые аспекты
Общие требования, расчет пропускной способности	ГОСТ 12.2.085-2018 (с изм. 2021)	ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Sec. I, VIII	Методы расчета, требования к конструкции, установке, маркировке.
Технические требования к арматуре	ГОСТ 31294-2005 (на пружинные КП)	ISO 4126-1:2013	Конструкция, материалы, методы испытаний, маркировка.
Фланцы и присоединения	ГОСТ 33259-2015, ГОСТ 12815-80	EN 1092-1, ASME B16.5	Давления, температуры, геометрические размеры фланцев.
Промышленная безопасность	ФНП «Правила промышленной безопасности…» (для конкретных отраслей)	PED 2014/68/EU (Директива по оборудованию, работающему под давлением)	Требования к сертификации, декларированию соответствия.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж клапана должен производиться в вертикальном положении (штоком вверх) на патрубке, непосредственно отходящем от защищаемого объекта, или на трубопроводе максимально близко к нему. Между оборудованием и клапаном не допускается установка любой запорной арматуры. Сбросная линия должна быть проложена без перепадов в сторону точки безопасного слива, ее диаметр должен быть не менее условного прохода клапана.

Эксплуатация включает регулярную проверку срабатывания (обдувку/продувку) вручную для предотвращения прикипания золотника к седлу. Периодичность регламентируется инструкцией завода-изготовителя и отраслевыми правилами (например, для котлов — не реже 1 раза в смену).

Техническое обслуживание и ремонт (ревизия, замена изношенных деталей, перенастройка) должны проводиться специализированными организациями с последующей тарировкой клапана на стенде и пломбировкой.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как рассчитать необходимую пропускную способность клапана Ду 25 для пара?

Расчет ведется по формуле из ГОСТ 12.2.085. Для пара: G = 10 K₁ K₂ α A

• (P₁ + 0.1), где G — расход, кг/ч; K₁, K₂ — поправочные коэффициенты; α — коэффициент расхода (указывается в паспорте клапана); A — площадь прохода седла, см²; P₁ — абсолютное давление перед клапаном, МПа. Ключевой параметр — коэффициент расхода α, определяемый экспериментально для каждой модели. Окончательный подбор должен осуществлять инженер-проектировщик.

Чем отличается клапан полноподъемный от малоподъемного для Ду 25?

Основное отличие — в высоте подъема золотника и, как следствие, в динамике открытия и пропускной способности. Полноподъемный открывается резко («на ход»), обеспечивая максимальный сброс. Малоподъемный открывается пропорционально росту давления. Для пара и газа, где требуется быстрый и большой сброс, предпочтительны полноподъемные. Для жидкостей, где явление гидроудара менее критично, часто применяют малоподъемные.

Как часто нужно проверять и обслуживать клапан?

Проверка ручного подрыва (для сброса возможных отложений) — перед каждым пуском системы и периодически в процессе эксплуатации (ежесменно). Полное техническое обслуживание с разборкой, проверкой износа и перетарировкой на стенде — в сроки, установленные производителем (обычно раз в 1-2 года), но не реже сроков, указанных в отраслевых правилах промышленной безопасности (например, для котлонадзора). После каждого срабатывания под давлением также рекомендуется проверка.

Можно ли установить клапан с давлением настройки, равным рабочему давлению системы?

Нет, это недопустимо. Между рабочим давлением (P_раб) и давлением настройки (P_уст) должен быть запас. Для жидкостей: P_раб ≤ 0.9 P_уст. Для газов и пара: P_раб ≤ (0.95 P_уст). Это предотвращает частые «подтравливания» и преждевременный износ клапана из-за колебаний рабочего давления в системе.

Что делать, если клапан Ду 25 «подтравливает» (пропускает) при рабочем давлении?

Подтравливание свидетельствует о нарушении герметичности. Возможные причины: повреждение уплотнительных поверхностей «золотник-седло» (эрозия, кавитация, коррозия, загрязнение); поломка или ослабление пружины; перекос золотника; попадание твердых частиц на уплотнение. Необходимо вывести систему из работы, демонтировать клапан и отправить на ревизию и ремонт в специализированную мастерскую. Самостоятельная притирка на месте без последующей тарировки запрещена.

Заключение

Клапан предохранительный Ду 25 мм является критически важным элементом безопасности в широком спектре технологических систем, работающих под давлением. Его корректный подбор, учитывающий все параметры среды и системы, правильный монтаж и регулярное квалифицированное обслуживание — обязательные условия для обеспечения безаварийной эксплуатации оборудования и соблюдения требований промышленной безопасности. Пренебрежение расчетами пропускной способности или сроками проверки может привести к тяжелым последствиям, в то время как правильно функционирующий клапан гарантирует надежную и долговременную защиту.