Актуальность данной темы связана с тенденцией многих производителей перехода от универсального типа арматуры к запуску газовой линейки кранов. Многие заводы уже осуществили этот переход, они развиваются, делают электроизолирующие вставки, т.е. выявляют некоторые потребности с точки зрения специфики применения и внедряют это в свое производство при изготовлении продукции.
Для начала мы решили определить, какой вид арматуры имеет смысл подвергнуть рассмотрению в рамках нашего небольшого исследования. Согласно опросу на портале ARMTORG, было выявлено, что шаровые краны – это самый массовый сегмент. Применять шаровый кран для газа намного целесообразнее, чем задвижку или затвор, поэтому мы сделали упор именно на этот вид арматуры, взяли его за основу.
Мы проанализировали, каким образом могут отличаться условия применения этого конкретного вида арматуры, и где чаще всего он задействован. Не секрет, что часто шаровый кран используют на тепловых сетях. Важно понимать, что арматура на тепловых сетях должна выдерживать положительные температуры (как правило, +40 °С до +150 °С) и сохранять свою функциональность в рамках этого диапазона. Газовые сети работают круглогодично, зачастую не имея подогреваемого теплоносителя среды. Таким образом, температурный диапазон для газа составляет от +40 °С (это точка росы по углеводородам для природного газа) до +80 °С (хотя может быть и выше для определенных условий).
Тогда вопрос: если арматура универсальная, то каким требованиям она должна отвечать? Несложно посчитать, что температурный диапазон работы на воде составляет 110 °С; для газа температурный диапазон будет уже 120 °С. Но если арматура универсальная, то температурный диапазон должен покрывать крайние точки работы и воды и газа. В таком случае, температурный диапазон получается уже 190 °С. Таким образом, конструктив конкретно взятого универсального крана должен выдерживать гораздо больший температурный диапазон и сохранять свою функциональность (герметичность).Следующий фактор, который существует при эксплуатации – последствие нарушения герметичности или протечки. Безусловно, всем известно, что газ очень взрывоопасен, это крайне пожароопасная среда. И критерии надежности здесь должны быть намного выше. А с точки зрения идентификации протечек здесь возникает намного больше требований к надежности арматуры.
Протечка арматуры при сопоставлении водной среды и газовой также имеет свои особенности. Мы посчитали на основе тарифов населения стоимость 1 м3 среды для тепловых сетей и для газовых. На примере расчета для Барнаула мы получили значения: 6,34руб/м3 – цена для газа, 0,225руб/м3 – цена для водяного теплоносителя. Разница почти в 30 раз! Протечку на воде достаточно легко обнаружить: можно идентифицировать визуально.Причем это относительно безопасно для окружения.
С газом немного другая ситуация: здесь необходим поиск протечек с помощью специальных средств: либо газоанализатор, либо запах, либо мыльный раствор. При этом всегда сохраняется угроза пожара или даже взрыва.
Каким же требованиям должна отвечать универсальная арматура? Вероятнее всего, самым жёстким. Универсальная арматура на самом деле не столь проста, ведь она должна учитывать и воду, и газ. Действительно ли та продукция, которая сейчас представлена на рынке,учитывает все эти аспекты эксплуатации? Или это некоторое предположение, и выбор осуществляется в пользу цены за счет надежности конструкции? Чтобы проверить это на практике, мы подобрали образцы самой простой и доступной продукции – шаровые краны DN 50, в паспорте которых рекомендованы и тепловые сети, и природный газ.
Мы внимательно изучили эти образцы и сделали определенные выводы. Особое внимание мы уделяли горловине крана (ведь это герметичность с внешней средой и безопасная эксплуатация в дальнейшем). Отмечу, что у всех трех представленных образцов был разный конструктив горловины и шпинделя.
В одном образце в качестве уплотнения использован фторопласт – материал, который имеет температурный коэффициент расширения в 50 раз меньший, чем сталь. Это значит, что если произойдет перепад температур, то верхнюю гайку этого крана придется подтягивать, чтобы сохранить герметичность горловины. Если цикл меняется (с минуса на плюс), то фторопласт уходит в зону пластичной деформации,и герметичность опять же начинает теряться.Таким образом, чтобы сохранить герметичность, несколько циклов подряд необходимо подтягивать гайку. У этой операции есть свой предел, после которого придется ремонтировать уплотнение горловины.
В процессе рассмотрения других образцов мы также отметили некоторые закономерности, которые наталкивают нас на необходимость дальнейшего изучения этой темы. Это касается в том числе и совместимости материалов в зависимости от условий эксплуатации. К примеру, эффективная температура эксплуатации (нижняя граница) бутадиеннитрилового каучука, который используется в качестве уплотнения в одном из образцов, составляет -35 °С. Если температура снизится, то это каучуковое уплотнение станет жестким, начнет быстро истираться и в конечном итоге его придется заменить. Хотя сама конструкция шпинделя и горловины образцов, на наш взгляд, достаточно удачная, но реализация при этом немного страдает: уплотнения уже при монтаже и сборке немного повредились, соответственно, какая-то их часть уже не работает, поэтому возникает вопрос, будет ли эффективен такой кран.
В заключение отмечу, что в процессе своей деятельности мы стремимся понимать реальные условия эксплуатации трубопроводной арматуры, реальные проблемы, с которыми сталкиваются производители и конечные потребители. Именно это будет предметом исследований нашего издания, именно в этом направлении мы пойдем и делаем первые шаги. И я буду благодарен всем представителям газовых хозяйств, которые пройдут этот путь с нами.
