Se denominan dispositivos de seguridad los dispositivos que garantizan el funcionamiento seguro de maquinarias y equipos mediante la limitación de velocidad, presión, temperatura, voltaje eléctrico, carga mecánica y otros factores que contribuyen a la ocurrencia de situaciones peligrosas. Deben operar automáticamente con un retraso inercial mínimo cuando el parámetro controlado va más allá de los límites permitidos.
Los dispositivos de seguridad contra sobrecargas mecánicas son pasadores y pasadores de seguridad, embragues de resorte-leva, de fricción y de engranajes, reguladores centrífugos, neumáticos y electrónicos.
Una polea, rueda dentada o engranaje ubicado en el eje impulsor está conectado al eje impulsor (impulsado) con pasadores de seguridad o pasadores diseñados para una determinada carga. Si este último excede el valor permitido, el pasador se destruye y el eje de transmisión comienza a girar inactivo. Después de eliminar la causa de la aparición de tales cargas, el perno cortado se reemplaza por uno nuevo.
Diámetro del pasador, mm, embrague de seguridad, que generalmente está hecho de acero 45 o 65 G,
donde Mp es el momento de diseño, N*m; R es la distancia entre las líneas centrales de los ejes de transmisión y el pasador, m; τav es la resistencia última al corte, MPa (para acero 45 y 65 G dependiendo del tipo de tratamiento térmico bajo carga estática τav = 145...185 MPa; bajo carga pulsante τav = 105...125 MPa; bajo carga alterna simétrica τav = 80...95 MPa); para los cálculos, se recomienda tomar valores más pequeños.
Por lo general, el momento calculado Mp se toma 10 ... 20% más alto que el momento máximo permitido Mp, es decir
Mp = (1,1...1,2) Mpr.
Los embragues de fricción funcionan automáticamente en caso de exceder el par al que están preajustados. Condición de desconexión, por ejemplo, para un embrague de seguridad de fricción de engranajes:
donde Mp es el par de diseño, N m; Mpred: par máximo permitido, N * m; a es el ángulo de inclinación de la superficie lateral de la leva (α = 25...35°); β es el ángulo de fricción de la superficie lateral de la leva (β = 3...5°); D es el diámetro de la circunferencia de los puntos de aplicación de la fuerza circunferencial a las levas, m; d es el diámetro del eje, m; f1 es el coeficiente de fricción en la conexión enchavetada del casquillo móvil (f1 = 0,1...0,15).
Los embragues de seguridad para transmisiones por cadena y correa de máquinas agrícolas con arandelas de fricción dentadas están estandarizados.
Diesel, turbinas de vapor y gas, los expansores se suministran con controladores de velocidad, principalmente del tipo centrífugo. Para evitar un aumento de la velocidad del cigüeñal, que es peligroso para la máquina y el personal de mantenimiento, al limitar el suministro de combustible o vapor, se utiliza un regulador.
Los finales de carrera son necesarios para evitar averías en los equipos que se producen cuando las piezas móviles superan los límites establecidos, limitar el movimiento de la pinza en las máquinas para corte de metales, para el movimiento de la carga en los planos vertical y horizontal durante el funcionamiento de los mecanismos de izaje, etc. .
Los recogedores se utilizan en máquinas de elevación y transporte, en ascensores para mantener la carga levantada en estado estacionario, incluso en presencia de sistemas de frenos autofrenantes, que, si se desgastan o no se mantienen correctamente, pueden perder su rendimiento. Hay captadores de trinquete, de fricción, de rodillos, de cuña y excéntricos.
Se utilizan válvulas de seguridad y diafragmas para evitar un exceso de presión de vapor o gas. Las válvulas de seguridad son por tipo cargo (palanca), resorte y especiales; estructuras de casco - abiertas y cerradas; método de colocación - simple y doble; Altura de elevación: elevación baja y elevación completa.
Las válvulas de palanca (Fig. 7.3, a) tienen una capacidad relativamente pequeña y, cuando la presión supera el valor permitido, liberan gas de trabajo o vapor al medio ambiente.
Arroz. 7.3. Esquemas de palanca de seguridad (o), resorte (b) válvulas y membranas (c y d):
1 - tornillo de tensión; 2 - resorte; 3 - disco de válvula
Por lo tanto, en los recipientes que operan bajo presión de sustancias tóxicas o explosivas, generalmente se instalan válvulas de resorte de tipo cerrado (Fig. 7.3, b), que descargan la sustancia en una tubería especial conectada al tanque de emergencia. La válvula de palanca se ajusta al valor máximo permitido en el manómetro cambiando la masa de la carga m o la distancia b desde el eje de la válvula hasta la carga. La válvula de resorte se ajusta con la ayuda de un tornillo de tensión 1, que cambia la fuerza de presión de la placa de la válvula 3 con un resorte 2. La principal desventaja de las válvulas de seguridad es su inercia, es decir, proporcionan un efecto protector solo con un aumento gradual de presión en el recipiente en el que están instalados.
Para determinar el área de flujo de las válvulas de seguridad, se utiliza la teoría de la salida de gas del orificio. Considere la siguiente dependencia:
donde Q es el caudal de la válvula, kg/h; μ es el coeficiente de salida (para orificios redondos μ = 0,85); SK es el área de la sección transversal de la válvula, cm2; p es la presión debajo de la válvula, Pa; g = 9,81 cm/s2 es la aceleración de caída libre; M es el peso molecular de los gases o vapores que pasan por la válvula; k = cpcv es la relación de capacidades caloríficas a presión constante y volumen constante (para vapor de agua k= 1,3; para aire k = 1,4); L es la constante de gas, kJ/(kg*K), para vapor R = 461,5 kJ/(kg*K); para aire R = 287 kJ/(kg*K); T es la temperatura absoluta del medio en el recipiente protegido, K.
Sustituyendo los valores de μ, g, R y el valor promedio de k con un valor conocido de Q en la última fórmula, podemos determinar el área de la sección transversal de la válvula de seguridad, cm2,
SK=Q/(216p√M/T).
El número y la sección transversal total de las válvulas de seguridad se encuentran a partir de la expresión
ndkhk = kkQk / pk,
donde n es el número de válvulas (en calderas con una capacidad de vapor de ≤ 100 kg/h, se permite instalar una válvula de seguridad, con una caldera de capacidad de vapor de más de 100 kg/h, está equipada con al menos dos válvulas de seguridad); dk es el diámetro interior del disco de la válvula, cm (dk = 2,5...12,5 cm); hк - altura de elevación de la válvula, cm; kk - coeficiente (para válvulas con una altura de elevación pequeña a hk≤ 0,05 dk kk = 0,0075; para válvulas de elevación total a 0,05 dk< hк≤ 0,25dк kк = = 0,015); Qк — производительность котла по пару при максимальной нагрузке, кг/ч; рк — абсолютное давление пара в котле, Па.
Para proteger los recipientes y aparatos de un aumento de presión muy rápido e incluso instantáneo, se utilizan membranas de seguridad (Fig. 7.3, c y d), que, según la naturaleza de su destrucción durante la operación, se dividen en ruptura, corte, ruptura , popping, tear-off y especial. Los discos de ruptura más comunes, que colapsan bajo la acción de la presión, cuyo valor supera la resistencia a la tracción del material de la membrana.
Los dispositivos de seguridad de membrana están fabricados en diversos materiales: hierro fundido, vidrio, grafito, aluminio, acero, bronce, etc. El tipo y material de la membrana se selecciona teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento de los recipientes y aparatos en los que se instalan: presión, temperatura, estado de fase y agresividad del medio, tasa de aumento de presión, tiempo de liberación de sobrepresión, etc.
Para garantizar el funcionamiento de la membrana, es necesario determinar el espesor de las placas de la membrana en función del valor de la presión de rotura. Caudal, kg/s, de dispositivos de seguridad de membrana con presión creciente en el recipiente protegido:
Qm=0.06Sworksppr√ M/Tg,
donde Swork es la sección de trabajo (flujo), cm2; ppr - presión absoluta frente al dispositivo de seguridad, Pa; Tg es la temperatura absoluta de los gases o vapores, K.
Espesor requerido de la parte de trabajo de la membrana de ruptura, mm,
Arroz. 7.4. Esquema de funcionamiento de la esclusa de agua a baja presión:
a - durante el funcionamiento normal b - durante el impacto inverso; 1—válvula de cierre; 2— tubo de salida de gas; 3 - embudo; 4— tubo de seguridad; 5— cuerpo; 6 - válvula de control
b = ppdplkop(4[σcp]),
donde pp es la presión a la que debe colapsar la placa, Pa; dm es el diámetro de trabajo de la placa, cm; kon es un factor de escala determinado empíricamente (en d/b - 0,32 k - = 10...15); [σav] es la resistencia al corte, MPa.
El espesor de las membranas hechas de materiales frágiles.
b = 1.1rpl√pp/[σfuera]
donde rpl es el radio de la placa, cm; [σiz] es la resistencia a la flexión del material de la placa, Pa.
Los dispositivos de seguridad que evitan la explosión de un generador de acetileno incluyen esclusas de agua (Fig. 7.4), que no permiten que la llama pase al interior del generador. En el caso de un golpe de llama inverso, que ocurre, por ejemplo, cuando se enciende un quemador de gas, la mezcla explosiva ingresa al sello y desplaza parte del agua por el tubo de salida de gas 2. Entonces el extremo del tubo 4 recibirá una conexión con la atmósfera, el exceso de gas saldrá, la presión volverá a la normalidad y el dispositivo comenzará a funcionar nuevamente de acuerdo con el esquema que se muestra en la Figura 7.4, a. Para proteger las instalaciones eléctricas de un aumento excesivo de la intensidad de la corriente, que puede provocar un cortocircuito, un incendio y lesiones humanas, se utilizan disyuntores y fusibles.
De acuerdo con los requisitos de seguridad existentes, ninguna máquina, máquina herramienta o equipo puede considerarse apto para el trabajo si no cuenta con dispositivos de protección de seguridad en caso de condiciones de emergencia. Los dispositivos de seguridad se basan en el principio de apagar el equipo cuando un parámetro controlado (presión, temperatura, fuerza, movimiento, etc.) supera los límites permisibles.
Las principales soluciones y diseños de los dispositivos de seguridad son variados y dependen de las características del equipo dado y del proceso tecnológico.
Dependiendo de la naturaleza de la ocurrencia de un factor de producción peligroso, todos los dispositivos de seguridad se pueden dividir en cuatro grupos:
Fusibles contra sobrecargas mecánicas;
Protege contra el movimiento de partes de la máquina más allá de las dimensiones establecidas;
Fusibles contra exceso de presión y temperatura;
Fusibles de aumentar la fuerza de la corriente eléctrica por encima de los límites permisibles.
Para protegerse contra sobrecargas mecánicas y prevenir accidentes asociados con esto, se utilizan acoplamientos, limitadores de carga, controladores de velocidad, pasadores de seguridad y espárragos. Los embragues de fricción se utilizan ampliamente en máquinas agrícolas, en las que la presión entre las superficies de fricción se crea mediante resortes ajustados para transmitir el momento límite. El embrague se activa cuando el cuerpo de trabajo está sobrecargado. Los mecanismos de elevación están equipados con limitadores de carga, lo que elimina la sobrecarga peligrosa durante la elevación y el movimiento de la carga.
El tipo más simple de limitador de palanca de carga se muestra en la figura 3.4.
Figura 3.4 - Esquema de funcionamiento del limitador de carga de palanca de carga
Cuando la grúa está sobrecargada, la fuerza P de presionar las ramas de la cuerda de carga 1 excederá el valor del momento de equilibrio de la carga 4. La palanca 3 girará, y su extremo derecho presionará la palanca del interruptor de límite 5 y se abrirá el circuito de control del motor eléctrico. El momento de actuación se regula moviendo la carga G a lo largo de la palanca. El mecanismo se activa si se cumple la siguiente condición:
Si las poleas y los engranajes se fijan en el eje de transmisión con pasadores o pernos de seguridad, cuando se exceden las cargas permitidas, se cortan y la polea (engranaje) gira inactiva en el eje. Para reanudar el funcionamiento del mecanismo, es necesario reemplazar el pasador cortado (pasador).
Los controladores de velocidad funcionan según el principio de limitar automáticamente el suministro de combustible al cilindro del motor y evitar un aumento peligroso de la velocidad en caso de mal funcionamiento de los dispositivos de suministro de combustible en los motores de combustión interna.
Para proteger contra la transición de las partes móviles de la máquina más allá de los límites establecidos y para evitar las averías asociadas de las máquinas, se utilizan finales de carrera (topes), topes, empuñaduras y topes. Los interruptores de límite se usan ampliamente en mecanismos de elevación para limitar la trayectoria de movimiento de la carga en planos horizontales y verticales, en máquinas para cortar metales: para apagar el movimiento de la pinza, para cambiar la dirección de movimiento del cuerpo de trabajo, etc.
Para evitar accidentes (explosiones), los mecanismos que funcionan bajo presión de vapor, gas o líquido por encima de la atmosférica están equipados con dispositivos de seguridad en forma de válvulas y membranas. Todas las calderas de vapor, sistemas hidráulicos y neumáticos están equipados con válvulas de seguridad, las cuales, cuando la presión excede las normas establecidas, se abren y así alivian el exceso de presión de vapor, líquido o gas (aire).
Los diseños de válvulas son diferentes, pero tienen el mismo propósito: prevenir un accidente y evitar un accidente con el personal de mantenimiento.
Si ignoramos las masas de las palancas de las válvulas, entonces la condición bajo la cual la válvula de palanca comienza a abrirse será la siguiente:
(3.7)
y para una válvula de resorte:
(3.8)
donde a es el coeficiente de flujo de vapor a través de la válvula; H es la presión máxima de trabajo en el recipiente, Pa; G es la masa de la carga móvil, kg; T es la fuerza del resorte, N; , – brazos de palanca, m; d es el diámetro del agujero, m.
Las válvulas de alivio pueden proteger eficazmente el equipo solo si la presión se acumula con relativa lentitud, no se requiere un mayor grado de hermeticidad y no hay un efecto corrosivo del medio. En condiciones donde el rendimiento de la válvula de seguridad es insuficiente, se utilizan membranas de seguridad. Para la fabricación de la membrana se utiliza una fina placa metálica, cuyo espesor debe ser tal que, a una presión superior a los límites admisibles, se rompa y la onda de ruptura escape a la atmósfera.
Los dispositivos de seguridad de este diseño están instalados en algunos modelos de extintores de espuma. Para instalaciones de calderas, la membrana se fabrica con láminas de amianto. El diseño y las dimensiones de la membrana deben ser tales que, después de su ruptura, quede excluida la posibilidad de un aumento adicional de la presión en el recipiente.
La Figura 3.5 muestra un esquema del funcionamiento de un sello de agua de seguridad de baja presión instalado en generadores de acetileno para evitar su explosión. Durante el impacto inverso, la mezcla explosiva ingresa al obturador, mientras que parte del agua es desplazada por el tubo de salida de gas 4. Cuando se encuentra el extremo del tubo 5, el gas comenzará a escapar a la atmósfera. Después de que el exceso de gas salga por el tubo 5 y la presión caiga, la válvula comenzará a funcionar normalmente.
Un gran peligro es la aparición de corriente eléctrica en partes del equipo que no están energizadas en condiciones normales. Para evitar que la corriente alcance valores peligrosos, se utilizan fusibles en partes del equipo. Cuando la intensidad de la corriente supera los límites establecidos, el fusible se funde e interrumpe el circuito eléctrico. En instalaciones más críticas, los disyuntores se utilizan para la protección.
Figura 3.5 - Esquema de funcionamiento de un sello de agua de baja presión: a) durante el funcionamiento normal; b) con un impacto inverso; 1 - cuerpo; 2 - embudo; 3 - válvula de cierre; 4 - tubo de salida de gas; 5 - tubo de seguridad; 6 - válvula de control
Los dispositivos de seguridad se dividen en cierre y alivio. Dispositivos de cierre de seguridad (válvulas de cierre): dispositivos que aseguran el cierre del suministro de gas, en los que la velocidad de llevar el cuerpo de trabajo a la posición cerrada no es más de 1 segundo. Los dispositivos de seguridad (válvulas de alivio) son dispositivos que protegen los equipos de gas de un aumento inaceptable de la presión del gas en la red.
Los dispositivos de bloqueo de seguridad están instalados frente al regulador de presión de gas. Su cabeza de diafragma está conectada a la tubería de gas de presión final a través de un tubo de impulsión. Cuando la presión final aumenta por encima de las normas establecidas, las válvulas de cierre cortan automáticamente el suministro de gas al regulador.
Los dispositivos de seguridad y alivio que se utilizan en la fracturación hidráulica garantizan la liberación del exceso de gas en caso de un cierre flojo de la válvula de cierre rápido o del regulador. Están montados en la tubería de salida de la tubería de gas de presión final, y el accesorio de salida está conectado a una vela separada. Si el proceso tecnológico de los consumidores de gas prevé el funcionamiento continuo de los quemadores de gas, entonces no se instala el PZK, sino que solo se monta el PSK. En este caso, es necesario instalar alarmas de presión de gas que adviertan de un aumento de la presión de gas por encima del valor permitido. Si el GRP (GRU) suministra gas a las instalaciones sin salida, entonces es necesaria la instalación de una válvula de cierre.
Considere los tipos más comunes de dispositivos de bloqueo y seguridad.
PZK baja (PKI) y alta presión (PKV) controlar los límites superior e inferior de la presión del gas de salida; se emiten con pases condicionales de 50, 80, 100 y 200 mm. La válvula PKV se diferencia de la válvula PKN en que tiene un área activa de membrana más pequeña debido a la imposición de un anillo de acero sobre ella.
El diagrama esquemático de estas válvulas se muestra en la siguiente figura.
Válvulas de cierre de seguridad PKN y PKV
1 - montaje; 2, 4 - palancas; 3, 10 - pines; 5 - tuerca; 6 - plato; 7, 8 - resortes; 9 - baterista; 11 - balancín; 12- membrana
En la posición abierta, la válvula está sostenida por una palanca, que está fijada en la posición superior por el pasador de la palanca de anclaje; el baterista con la ayuda de un alfiler se apoya contra el balancín y se mantiene en posición vertical.
El pulso de la presión final del gas a través del accesorio se alimenta al espacio debajo de la membrana de la válvula y ejerce una contrapresión sobre la membrana. El movimiento ascendente de la membrana es impedido por un resorte. Si la presión del gas supera la norma, el diafragma se moverá hacia arriba y la tuerca se moverá en consecuencia. Como resultado, el extremo izquierdo del balancín se moverá hacia arriba y el extremo derecho caerá y se soltará del pasador. El percutor, liberado del enganche, caerá y golpeará el extremo del brazo de anclaje. Como resultado, la palanca se desacopla del pasador y la válvula cierra el paso de gas. Si la presión del gas cae por debajo del índice permitido, entonces la presión del gas en el espacio de la submembrana de la válvula se vuelve menor que la fuerza creada por el resorte que descansa sobre la protuberancia de la varilla del diafragma. Como resultado, el diafragma y el vástago con la tuerca se moverán hacia abajo, arrastrando hacia abajo el extremo del balancín. El extremo derecho del balancín se elevará, se soltará del pasador y hará que el percutor caiga.
Se recomienda el siguiente orden de configuración. Primero, la válvula se ajusta al límite inferior de operación. Durante el ajuste, la presión después del regulador debe mantenerse ligeramente por encima del límite establecido, luego, reduciendo lentamente la presión, asegúrese de que la válvula funcione en el límite inferior establecido. Al establecer el límite superior, es necesario mantener la presión ligeramente por encima del límite inferior establecido. Al final del ajuste, debe aumentar la presión para asegurarse de que la válvula funcione exactamente en el límite superior especificado de la presión de gas permitida.
Válvula de cierre de seguridad PKK-40M.
En el gabinete GRU (figura a continuación), se instala un PZK PKK-40M de tamaño pequeño. Esta válvula está diseñada para una presión de entrada de 0,6 MPa.
Esquema de armario de tuberías GRU con PZK PKK-40M
a - diagrama esquemático: 1 - accesorio de entrada; 2 - válvula de entrada; 3 - filtro; 4 - accesorio para un manómetro; 5 - válvula PKK-40M; 6 - regulador RD-32M (RD-50M); 7 - accesorio para medir la presión final; 8 - válvula de salida; 9 - línea de descarga de válvulas de seguridad integradas en los reguladores; 10 - línea de impulso de presión final; 11 - línea de impulso; 12 - ajuste con una T; 13 - manómetro; b - sección de la válvula PKK-40M: 1, 13 - válvulas; 2 - montaje; 3, 11 - resortes; 4 - sello de goma; 5, 7 - agujeros; 6, 10 - membranas; 8 - tapón de arranque; 9 - cámara de impulso; 12 - existencias
Para abrir la válvula se desenrosca el tapón de arranque, tras lo cual la cámara de impulsión de la válvula se comunica con la atmósfera a través del orificio. Bajo la acción de la presión del gas, la membrana, el vástago y la válvula se mueven hacia arriba, mientras que cuando la membrana está en su posición más alta, el orificio del vástago de la válvula se cubre con un sello de goma y el flujo de gas desde la carcasa hasta la cámara de impulsión se detiene Luego se atornilla el tapón de arranque. A través de la válvula abierta, el gas ingresa a los reguladores de presión y a través del tubo de impulsión a la cámara. Si la presión del gas detrás de los reguladores supera los límites establecidos, entonces la membrana, superando la elasticidad del resorte, se moverá hacia arriba, como resultado de lo cual se abrirá el orificio, previamente cubierto con un sello de goma. La membrana superior, subiendo, se apoya con su disco contra la tapa, y la inferior, bajo la acción del resorte y la masa de la válvula con el vástago, desciende, y la válvula cierra el paso del gas.
Válvula de cierre de seguridad KPZ(figura a continuación) está instalado frente al regulador de presión de gas. Su límite superior de actuación no debe exceder la presión nominal de trabajo después del regulador en más de un 25%, y el límite inferior de actuación no está fijado en las normas, ya que este valor depende de las pérdidas de presión en la tubería de suministro de gas y del rango de control.
Válvula de cierre de seguridad KPZ
1 - cuerpo; 2 - válvula con junta de goma; 3 - eje; 4, 5 - resortes; 6 - palanca; 7 - mecanismo de control; 8 - membrana; 9 - existencias; 10, 11 - muelles de afinación; 12 - énfasis; 13, 14 - casquillos; 15 - punta; 16 - palanca
El principio de funcionamiento del CPP es el siguiente:
- en la posición de trabajo, las palancas de las válvulas están enganchadas y en reposo con la punta de la varilla de la cabeza del diafragma, y la válvula KPZ está abierta;
- cuando la presión del gas cambia por encima o por debajo de la permitida, la membrana se dobla y mueve la varilla, respectivamente, al cambio de presión hacia la derecha o hacia la izquierda, junto con la punta;
- la palanca se sale del contacto con la punta , en este caso, se perturba el enganche de las palancas y, bajo la acción de los resortes, el eje cierra la válvula;
- la presión del gas de entrada entra en la válvula y la presiona con más fuerza contra el asiento.
Dispositivos de seguridad de alivio, a diferencia de las válvulas de cierre, no cierran el suministro de gas, sino que descargan parte de él a la atmósfera, reduciendo así la presión en la tubería de gas.
Existen varios tipos de dispositivos de alivio, diferentes en diseño, principio de funcionamiento y alcance: hidráulicos, de palanca, de resorte y de membrana. Algunos de ellos se usan solo para baja presión (hidráulica), otros, tanto para baja como para media presión (resorte de membrana).
Válvula de alivio de seguridad PSK. El ISC de resorte de membrana (figura a continuación) se instala en tuberías de gas de baja y media presión. Las válvulas PSK-25 y PSK-50 difieren entre sí solo en dimensiones y rendimiento.
Válvula de seguridad PSK
1 - tornillo de ajuste; 2 - resorte; 3 - membrana; 4 - sello; 5 - carrete; 6 - silla de montar
Gas del gasoducto después de que el regulador ingresa a la membrana de la válvula. Si la presión del gas es mayor que la presión del resorte desde abajo, entonces la membrana se mueve hacia abajo, la válvula se abre y el gas va a la descarga. Tan pronto como la presión del gas se vuelve menor que la fuerza del resorte, la válvula se cierra. La compresión del resorte se ajusta mediante un tornillo en la parte inferior de la carcasa. Para instalar PSK en tuberías de gas de baja o alta presión, se seleccionan los resortes apropiados.
El carrete de la válvula de alivio PSK-25 tiene forma de cruz y se mueve dentro del asiento.En la PSK-50, el carrete de la válvula está equipado con ventanas perfiladas. La fiabilidad de la válvula PSK depende en gran medida de la calidad del montaje.
A la hora de montar necesitas:
- después de haber limpiado el dispositivo de la válvula de partículas mecánicas, asegúrese de que no haya rasguños ni abolladuras en el borde del asiento y la goma de sellado del carrete;
- lograr la alineación del carrete de la válvula de alivio con el orificio central de la membrana;
- para verificar la alineación, afloje o retire el resorte y, mientras empuja el carrete a través del orificio de reinicio, asegúrese de que se mueva libremente dentro del asiento.
Válvula de alivio de seguridad PPK-4.
La válvula de seguridad con resorte de media y alta presión PPK-4 (figura abajo) es producida por la industria con pasos condicionales de 50, 80, 100 y 150 mm. Dependiendo del diámetro del resorte 3, se puede ajustar a una presión de 0,05 a 2,2 MPa.
Válvula de alivio de seguridad PPK-4
1 - asiento de válvula; 2 - carrete; 3 - resorte; 4 - tornillo de ajuste; 5 cámaras
filtros de gas
En las GRU con paso condicionado de hasta 50 mm, se instalan filtros de malla angular (figura inferior), en los que el elemento filtrante es un clip revestido con una malla fina. En la fracturación hidráulica con reguladores con un diámetro nominal de más de 50 mm, se utilizan filtros de pelo de hierro fundido (figura siguiente). El filtro consta de una carcasa, una tapa y un casete. El portacassette está cubierto con una malla metálica en ambos lados, que atrapa partículas grandes de impurezas mecánicas. El polvo más fino se deposita dentro del casete sobre una fibra prensada, que se lubrica con un aceite especial.
Filtros de gas
a - malla angular; b - cabello: 1 - cuerpo; 2 - cubierta; 3 - rejilla; 4 - fibra prensada; 5 - casete
El casete del filtro resiste el flujo de gas, lo que provoca una diferencia de presión antes y después del filtro. No se permite aumentar la caída de presión del gas en el filtro a más de 10 000 Pa, ya que esto puede hacer que la fibra se salga del casete.
Para reducir las caídas de presión, se recomienda limpiar los cartuchos de filtro periódicamente (fuera del edificio de fracturamiento hidráulico). La cavidad interna del filtro debe limpiarse con un paño empapado en queroseno.
Según el tipo de reguladores y la presión del gas, se utilizan varios diseños de filtros.
La siguiente figura muestra el diseño de un filtro diseñado para fracturación hidráulica, equipado con reguladores RDUK. El filtro consta de un cuerpo soldado con tubos de conexión para entrada y salida de gas, una tapa y un tapón. En el lado de la entrada de gas, una lámina de metal está soldada dentro de la carcasa, protegiendo la rejilla del ingreso directo de partículas sólidas. Las partículas sólidas que vienen con el gas, golpeando la lámina de metal, se recogen en el fondo del filtro, desde donde se eliminan periódicamente a través de la escotilla. Dentro de la caja hay un casete de malla lleno de hilo de nailon.
Filtros soldados
a - filtro para reguladores RDUK: 1 - cuerpo soldado; 2 - tapa superior; 3 - casete; 4 - escotilla para limpieza; 5 - hoja de ruptura; b - revisión del filtro: 1 - tubo de salida; 2 - rejilla; 3 - cuerpo; 4 - cubierta
Las partículas sólidas que quedan en la corriente de gas se filtran en el casete, que se limpia según sea necesario. La cubierta superior del filtro se puede quitar para limpiar y enjuagar el casete. Los manómetros de presión diferencial se utilizan para medir la caída de presión. Frente a los contadores rotativos, se instalan dispositivos de filtrado adicionales: un filtro de revisión (figura anterior).
Los dispositivos de seguridad incluyen dispositivos de seguridad de impulso (IPU) y válvulas de seguridad de acción directa. Los dispositivos de seguridad están diseñados para garantizar el funcionamiento seguro de los equipos y sistemas de las centrales eléctricas mediante la protección contra el exceso de presión del medio de trabajo (vapor de agua saturado o sobrecalentado) por encima del valor permitido.
Los dispositivos de seguridad funcionan automáticamente y, cuando se abren, descargan el exceso del medio de trabajo del recipiente o sistema protegido a la atmósfera. Las IPU están diseñadas para su instalación en tambores y colectores de salida de unidades de caldera con una presión de vapor nominal de 10,0, 14,0 y 25,5 MPa, en líneas de tuberías "frías" y "calientes" para recalentar vapor, así como en tuberías de vapor reducido y enfriado. vapor (detrás de las unidades de refrigeración por reducción) con una presión nominal de 6,3 MPa.
La principal diferencia entre las válvulas de pulso (IC), que forman parte de la IPU, suministradas para la protección de unidades de cogeneración, y las suministradas para tuberías de recalentamiento, así como vapor reducido y enfriado, es su equipamiento con accionamiento electromagnético, que asegura una alta precisión de operación (apertura y cierre) de estas válvulas y de la IPU en su conjunto. Tal accionamiento electromagnético se basa en dos electroimanes o un electroimán de doble efecto, que aseguran la apertura y el cierre oportunos del dispositivo.
El ajuste de la IPU a una determinada presión de apertura y cierre se realiza únicamente mediante una válvula de pulso. Esto se logra colocando un peso en la palanca IK en una posición que permita que la válvula se abra a la presión establecida. El IC y la IPU en su conjunto se cierran a una presión inferior a la nominal. En caso de pérdida de energía eléctrica en el circuito de control, el dispositivo de seguridad se activa por la acción de un peso sobre la palanca de la válvula de impulsión.
Los GPK están equipados con un amortiguador hidráulico para mitigar el impacto de las piezas del tren de rodaje cuando se acciona la válvula para abrir y cerrar. El líquido de frenos es agua técnica, cuyo suministro constante al amortiguador lo proporciona el dispositivo que se muestra en el esquema eléctrico.
La elección de una u otra válvula de acción directa o IPU de la nomenclatura dada en este catálogo se realiza en función de los parámetros del medio de trabajo en el recipiente o sistema protegido, así como del caudal requerido, es decir flujo de vapor a través de la válvula por unidad de tiempo.
El número de válvulas de seguridad y su rendimiento para las centrales eléctricas de propósito general debe seleccionarse de acuerdo con el cálculo de acuerdo con la NTD acordada con la supervisión técnica de la República de Bielorrusia.
Los requisitos técnicos incluyen requisitos de resistencia estructural para determinados parámetros de energía del medio de trabajo (presión, temperatura); resistencia a la corrosión del material frente a los efectos químicos del entorno de trabajo; cumplimiento del diámetro nominal del paso y conexión (principal) de los ramales con las dimensiones correspondientes de la tubería; cumplimiento del diseño del dispositivo con su propósito funcional; asegurar los parámetros y características hidráulicas requeridas (capacidad); asegurando la velocidad requerida; conformidad del tipo de energía utilizada para controlar el dispositivo con las fuentes de energía disponibles (eléctrica, aire comprimido, aceite mineral a presión, medio de trabajo transportado a través de la tubería). También se evalúan las dimensiones generales del dispositivo, las cuales determinan las dimensiones de la habitación o espacio requerido para su colocación, la conveniencia y método de control, y los parámetros de confiabilidad.
Los requisitos económicos incluyen: el costo de la estructura; el costo de operación, reparación, reemplazo de piezas desgastadas, mantenimiento, el costo de las instalaciones requeridas; el costo de los productos (medio de trabajo) perdidos por posibles fugas en el órgano de cierre, prensaestopas y a través de la membrana destruida después de su ruptura; el costo del tiempo de inactividad del equipo causado por la necesidad de reparar o reemplazar un dispositivo instalado.
Si varios diseños pueden satisfacer los requisitos, la decisión final se toma sobre la base de una evaluación comparativa de las opciones en competencia. El primer paso es establecer la posibilidad de utilizar un diseño que es producido en masa por la industria, y solo en ausencia del requerido se preparan datos para su diseño y fabricación por pedido especial.
En tuberías que transporten productos petrolíferos combustibles, inflamables o gases activos y líquidos con propiedades tóxicas, se recomienda utilizar diseños especialmente diseñados para estos medios en condiciones de operación especificadas. El uso de estructuras de uso general solo está permitido si, al igual que los materiales de las piezas, cumplen con los requisitos para una operación confiable y segura. Para ambientes agresivos, se permite el uso de piezas con recubrimientos metálicos y no metálicos resistentes a la corrosión depositados en sus superficies. El diámetro nominal del paso en la gran mayoría de los casos es igual al diámetro del paso de la tubería.
Para ambientes explosivos e inflamables, tóxicos o extremadamente limpios, se utilizan diseños con sello de fuelle de las varillas, también está previsto cuando el sistema es evacuado. En instalaciones móviles (tanques), no se recomiendan válvulas de seguridad y limitadores de carga (reguladores de nivel) de estructuras técnicas generales, ya que no están diseñados para trabajar en condiciones de vibración. Para los dispositivos que operan en líneas con ambientes tóxicos, inflamables y explosivos, existen mayores requisitos para la hermeticidad del cuerpo de cierre, la caja de relleno (fuelles) y las conexiones desmontables entre la tapa y el cuerpo y las tuberías de conexión.
La conexión de los dispositivos de protección y seguridad a la tubería se realiza con mayor frecuencia mediante conexiones bridadas, que permiten un reemplazo o desmontaje rápido para su reparación. El tipo de conexión de brida y el material de la junta se seleccionan según las condiciones de funcionamiento del producto, la presión, la temperatura y las propiedades corrosivas del medio de trabajo. En tuberías de paso de pequeño diámetro (DN<80 p="">
Sin embargo, el alcance de su aplicación está limitado por una serie de desventajas inherentes, que incluyen lo siguiente: la dificultad de montar el producto en la tubería debido a la necesidad de atornillar la sección de la tubería, el accesorio o el producto mismo; la posibilidad de formar una conexión permanente como resultado de la corrosión de las superficies en contacto en la rosca; la complejidad de fabricar una rosca de gran diámetro y el gran par requerido al ensamblar una conexión roscada de gran diámetro. Se elige una conexión roscada solo cuando el desmontaje del producto es improbable. La conexión de brida es universal y se usa a menudo si se espera que sea necesario retirar el producto para repararlo o reemplazarlo. La conexión más fiable y hermética se consigue mediante soldadura, y es muy utilizada para el acero en todos los casos en los que está permitido.
En conexiones de brida con ru<2,5 300="">2,5 MPa (independientemente de la temperatura) y a temperaturas superiores a 300 °C (independientemente de la presión), se utilizan espárragos con tuercas.
Para evaluar las condiciones de funcionamiento de los dispositivos de protección y seguridad, son importantes las propiedades físicas y químicas del entorno de trabajo. La viscosidad de los productos de petróleo líquidos puede estar en una amplia gama de valores. La viscosidad dinámica de un fluido se mide en pascales segundos (Pax). Para evaluar la viscosidad de los productos derivados del petróleo, se utilizan los valores de la viscosidad condicional, que se definen como la relación entre el tiempo de caducidad de 200 ml del producto derivado del petróleo probado del viscosímetro Engler a la temperatura de prueba (viscosidad de los productos derivados del petróleo depende de la temperatura) al tiempo de expiración del mismo volumen de agua destilada a 20 °C, que es el número de agua del aparato. Esta relación, expresada en grados arbitrarios, se denota por la WU.
De gran importancia para los mecanismos que operan en productos derivados del petróleo es la lubricidad del líquido, que ayuda a reducir la fricción. La gasolina, como solvente de los lubricantes minerales, expone el metal y crea las condiciones para la fricción sin lubricación en los elementos móviles. El aumento de la viscosidad crea dificultades en el transporte de productos derivados del petróleo a través de tuberías y válvulas de seguridad debido a la alta fricción interna del fluido y, como resultado, la alta resistencia hidráulica de los obstáculos hidráulicos locales. Los productos petrolíferos muy viscosos se transportan calentados. La viscosidad de los productos derivados del petróleo determina la parafina, cuyo contenido en el aceite oscila entre décimas y 15%. Según el contenido de parafina, los aceites se dividen en tres tipos: bajo en parafina (hasta 1,5%); parafínico (1,51-6,0%) y altamente parafínico (más del 6%).
Las condiciones de funcionamiento de los dispositivos de protección y seguridad, como la válvula SMDC, se ven afectadas por el efecto corrosivo de los derivados del petróleo asociado al contenido de ácidos, agua, azufre y sulfuro de hidrógeno en los mismos. La acidez de los productos derivados del petróleo se estima por el índice de acidez, que está determinado por el número de miligramos de KOH necesarios para neutralizar 1 ml del producto derivado del petróleo. Por lo general, no supera los 0,02-0,07.
