Регулирующие шламовые задвижки ЗШР —
платформа LongLife
Регулирующие шламовые задвижки ЗШР — это промышленная трубопроводная арматура, разработанная в рамках платформы LongLife для применения в качестве регулирующей шламовой задвижки в условиях интенсивного абразивного износа и при работе со шламовыми и пульповыми потоками.
В таких режимах стандартная запорная арматура быстро выходит из строя при попытке регулирования потока. Платформа LongLife ориентирована на эксплуатацию в тяжёлых абразивных условиях и предусматривает повышенные требования к ресурсу, надёжности и ремонтопригодности оборудования.
Задвижка шламовая регулирующая ЗШР.
Общий вид.
Почему на практике для шлама продолжают использовать обычные задвижки ORBINOX, TECOFI и CMO
Практика эксплуатации и причины распространённого выбора типовых решений в Украине
На практике в Украине для регулирования абразивных потоков по прежнему широко применяются обычные шиберные задвижки ORBINOX, TECOFI, СМО и их аналоги.
Как правило, используются базовые серии задвижек, изначально предназначенные для чистой или технической воды, а не для работы с абразивными гидросмесями и тем более — для длительного регулирования абразивного потока.
Такой выбор чаще всего обусловлен стремлением снизить первоначальные затраты на закупку запорной арматуры и использовать типовые решения, хорошо знакомые эксплуатационному персоналу.
В результате при работе в режиме регулирования задвижки быстро изнашиваются, а их частая замена со временем начинает восприниматься как неизбежная часть эксплуатации, а не как конструктивная проблема.
Важно отметить, что даже специализированные шламовые задвижки указанных брендов, рассчитанные на работу с абразивными средами, конструктивно не предназначены для длительной эксплуатации в режиме регулирования потока.
Именно эта устоявшаяся эксплуатационная практика и реальные условия работы стали отправной точкой для разработки регулирующих шламовых задвижек ЗШР в рамках платформы LongLife.
По критерию «цена–качество» обычные шиберные задвижки оправданы. Однако для регулирования абразивного потока они конструктивно не предназначены.
Почему обычные шиберные задвижки не выдерживают регулирования шламового потока
ПРОБЛЕМА: быстрый износ при регулировании
Характерный эрозионный износ классической шиберных (ножевых) задвижек при регулировании шламового потока
При частичном перекрытии потока в обычной шиберной задвижке формируются высокоскоростные струи в острых углах между шибером и корпусом. Возникает интенсивный эрозионный и гидроабразивный износ, что приводит к быстрому разрушению задвижки.
РЕШЕНИЕ: конструкция задвижек ЗШР платформы LongLife
Благодаря инновационной форме затвора, а также спецсплаву, задвижки ЗШР регулируют абразивный поток с минимальным износом
В конструкции затвора ЗШР отсутствуют острые углы между шибером и седлом. Абразивный поток центрируется по оси трубопровода и не разрушает корпус. Дополнительно в рамках платформы LongLife применяются износостойкие материалы, рассчитанные на длительную работу в абразивной среде.
Конструкция регулирующей задвижки ЗШР — платформа LongLife
Инженерные решения для работы в условиях интенсивного абразивного износа
Интерактивная 3D-модель ЗШР
Интерактивная 3D-модель позволяет детально рассмотреть конструкцию регулирующей шламовой задвижки ЗШР в разобранном виде и понять логику её работы в рамках платформы LongLife.
Все элементы проточной части — седло, шибер и защитное кольцо — выполнены в виде отдельных сменных деталей, принимающих на себя основной абразивный износ. Эти элементы изготовлены из материалов, рассчитанных на длительную эксплуатацию в абразивной среде.
Такое конструктивное решение, заложенное в платформе LongLife, обеспечивает высокий ресурс задвижки, удобство обслуживания и эффективную защиту корпуса от эрозионного и гидроабразивного износа износа.
Сменная футеровка и высокохромистый спецсплав проточной части — ЧХ22
В задвижках ЗШР, разработанных в рамках платформы LongLife, вся проточная часть выполнена в виде сменной износостойкой капсулы, включающей седло, шибер и защитное кольцо.
Все элементы проточной части изготовлены из высокохромистого чугуна ЧХ22, обладающего высокой устойчивостью к абразивному износу и кавитации при работе со шламовыми и пульповыми средами.
Такая конструкция, заложенная в платформе LongLife, исключает разрушение корпуса и позволяет заменять только изношенные элементы проточной части без полной замены задвижки.
Варианты исполнения затвора ЗШР
За счёт эффективного центрирования потока вогнутая форма затвора ЗШР обеспечивает максимально возможный ресурс задвижки при регулировании абразивных сред
Прямоугольная форма шибера обеспечивает большее проходное сечение, однако уступает вогнутой форме по ресурсу при работе в условиях интенсивного абразивного износа
Для обеспечения более точного управления, модуляции потока и дросселирования, предусмотрена возможность изготовления индивидуальной геометрии затвора с учётом конкретных условий эксплуатации и требований заказчика
Центрирование абразивного потока — ключевое отличие ЗШР
В задвижках ЗШР, разработанных в рамках платформы LongLife, геометрия затвора работает как управляемое сопло переменного сечения, формируя и направляя абразивный поток вдоль центральной оси трубопровода.
Принудительное центрирование абразивного потока исключает воздействие высокоскоростных струй на корпус задвижки и стенки трубопровода за ней, что позволяет существенно снизить эрозионный и гидроабразивный износ, а также проявления кавитации.
В сочетании со сменной футеровкой проточной части данное конструктивное решение, заложенное в платформе LongLife, обеспечивает значительно больший ресурс работы регулирующих шламовых задвижек ЗШР в абразивной среде.
Пример чертежа шламовой регулирующей задвижки ЗШР-200
На чертеже показана конструкция регулирующей шламовой задвижки ЗШР-200, разработанной в рамках платформы LongLife, с отображением основных узлов и геометрии проточной части. Отдельно представлено положение затвора ЗШР в режимах «Открыто» и «Закрыто», что позволяет наглядно оценить принцип работы задвижки, особенности перекрытия и регулирования потока, а также влияние геометрии затвора на формирование абразивного потока.
Простота конструкции и ремонтопригодность
Конструкция задвижки ЗШР, разработанной в рамках платформы LongLife, изначально ориентирована на простоту обслуживания и ремонта при эксплуатации в тяжёлых абразивных условиях.
Вся проточная часть выполнена в виде сменной износостойкой капсулы, включающей шибер, седло и защитное кольцо. Эти элементы принимают на себя основной абразивный износ и заменяются по мере выработки ресурса без необходимости замены корпуса задвижки.
Все элементы капсулы — шибер, седло и защитное кольцо — изготавливаются и поставляются компанией ДОНМАШГРУП, что позволяет поддерживать задвижку в рабочем состоянии на протяжении всего срока эксплуатации и отказаться от практики полной замены задвижки при износе.
Реальный проход и режимы эксплуатации задвижек ЗШР
Классические межфланцевые шиберные задвижки часто позиционируются как полнопроходные. Однако фактический условный проход таких задвижек, с учётом конструкции корпуса и направляющих, как правило, составляет порядка 85–90% от номинального диаметра трубопровода.
В регулирующих шламовых задвижках ЗШР, разработанных в рамках платформы LongLife, геометрия затвора формируется с учётом центрирования абразивного потока и повышения ресурса при работе в режиме регулирования. В зависимости от выбранной формы затвора фактический условный проход составляет ориентировочно 60–70%.
В случаях, когда требуется сохранить номинальный условный проход трубопровода в месте установки задвижки, применяется ЗШР большего типоразмера с использованием переходных патрубков (конусов). Переходные патрубки изготавливаются из высокохромистого чугуна ЧХ22 и поставляются как часть комплексного решения в рамках платформы LongLife.
Технические характеристики и рабочие параметры задвижек ЗШР
Регулирующие шламовые задвижки ЗШР разработаны в рамках платформы LongLife и рассчитаны на эксплуатацию в тяжёлых условиях работы с абразивными и шламовыми средами.
| Номинальный диаметр присоединительного трубопровода DN, мм * | от 100 до 500 |
| Номинальное давление PN, МПа (кгс/см²) | 1,0 (10) |
| Скорость потока в трубопроводе (не более), м/с | 3 |
| Максимальная плотность среды, кг/м³ | 2200 |
| Объёмная концентрация твёрдых включений (не более), % | 40 |
| Максимальная микротвёрдость частиц, МПа | 11000 |
| Диапазон водородного показателя (pH) | 4-11 |
| Температура перекачиваемой среды, °C | от +1 до +90 |
* В настоящее время изготавливаются регулирующие шламовые задвижки ЗШР номинальным диаметром: DN100, DN150, DN250, DN300, DN350, DN400 и DN500.
В соответствии технической документацией, начиная с типоразмера DN400 уплотнение шибера имеет специальную конструкцию, отличную от приведенной в качестве примера на чертеже.
Градиенты абразивного потока: сравнение различных решений
Шиберная классическая задвижка: при регулировании происходит локальное ускорение абразивной среды в нижней части корпуса, что приводит к интенсивному износу шибера и корпуса задвижки.
Дисковая задвижка баттерфляй: абразивный поток ускоряется и отклоняется к стенкам корпуса задвижки, что приводит к повышенному износу как самой арматуры, так и трубопровода за ней.
Шланговая (пережимная) задвижка: высокоскоростной абразивный поток воздействует на внутреннюю поверхность эластичной втулки, вызывая её интенсивный износ
Шаровый кран: поток абразивной гидросмеси направляется к одной стороне корпуса крана и трубопровода, вызывая локальный эрозионный износ рабочих поверхностей.
Регулирующая шламовая задвижка ЗШР: геометрия затвора обеспечивает центрирование абразивного потока по оси трубопровода, что снижает воздействие высокоскоростных струй на корпус задвижки и трубопровод.
Есть над чем задуматься: реальное сравнение решений
Шламовые регулирующие задвижки ЗШР разработаны специально для стабильной работы в тяжёлых условиях с целью снижения потребности в техническом обслуживании и увеличения срока службы, в том числе при работе с абразивным и коррозионно-активным шламом.
Какую бы задвижку ни выбрали — обычную ножевую, шланговую (пережимную) или дисковую (баттерфляй), — данная запорная арматура конструктивно не предназначена для регулирования потока гидросмеси с абразивными включениями.
На практике предприятия часто продолжают использовать не специализированную запорную арматуру по инерции, воспринимая ускоренный износ и регулярные замены как неизбежные эксплуатационные затраты.
Между тем уже существует решение этой проблемы — шламовые регулирующие задвижки ЗШР, разработанные в рамках платформы LongLife.
задвижка баттерфляй
ЧЕРЕЗ 2 МЕСЯЦА
эксплуатации
задвижка ЗШР
ЧЕРЕЗ 2 МЕСЯЦА
эксплуатации
Преимущества регулирующей шламовой задвижки ЗШР
Все элементы проточной части задвижки ЗШР, разработанной в рамках платформы LongLife, — шибер, седло и защитное кольцо — изготовлены из высокохромистого чугуна ЧХ22 и рассчитаны на длительную работу в условиях интенсивного абразивного износа.
При износе заменяются только элементы проточной части, что исключает необходимость полной замены задвижки и позволяет существенно снизить эксплуатационные затраты.
Геометрия затвора, заложенная в платформе LongLife, обеспечивает центрирование абразивного потока по оси трубопровода, снижая эрозионное воздействие на корпус задвижки и трубопровод.
Задвижка ЗШР предназначена для регулирования потока абразивной гидросмеси и стабильной работы в промежуточных положениях, в отличие от классических шиберных задвижек, рассчитанных преимущественно на режимы «открыто / закрыто».
Позиция производителя
«С 2015 года мы разрабатываем и изготавливаем оборудование для работы с абразивными средами, включая насосы для перекачивания шламов и пульп.
В своей практике мы постоянно сталкивались с тем, что при регулировании абразивных и шламовых потоков стандартная запорная арматура быстро выходит из строя. Это приводит к регулярным остановкам оборудования и высоким эксплуатационным затратам, которые долгое время считались неизбежными.
Изучив мировой опыт и реальные условия эксплуатации на промышленных объектах, мы сформировали платформу LongLife, в рамках которой была разработана регулирующая шламовая задвижка ЗШР — решение, изначально рассчитанное на работу в условиях интенсивного абразивного износа и длительной эксплуатации.
Наша цель — дать промышленным предприятиям инструмент, который снижает износ, простои и совокупную стоимость владения оборудованием, а не просто заменить одну задвижку на другую.»
Директор компании ДОНМАШГРУП
А.Ю.Покровский