• Калинин Андрей Юрьевич, директор по развитию ООО «ВАРК»;
• Дроздов Дмитрий Владимирович, директор производственного департамента ООО «ВАРК».
В этом выпуске журнала «Вестник арматуростроителя» компания «ВАРК» рада представить читателям и непосредственным потребителям свою разработку крана шарового нового поколения.
При разработке крана шарового перед инженерами компании были поставлены несколько задач:
• увеличить надежность узла затвора;
• увеличить ресурс крана шарового;
• проработать вопрос возможности применения мягкого уплотнения на давлении свыше 10 МПа.
Все они были успешно выполнены.
В новой разработке инженерами компании было сконструировано и реализовано два уникальных конструктивных элемента.
Для решения задач был проведен анализ работы каждого узла в отдельности с определением критериев, напрямую влияющих на ресурс. Основными критериями (факторами) были определены:
1. Износ уплотнительной поверхности в процессе работы из-за трения в затворе во время совершения цикла.
2. Отсутствие защиты мягкого уплотнения в седле от воздействия твердых частиц, содержащихся в рабочей среде.
3. Эрозионный износ уплотнительной поверхности за счет попадания в зону уплотнения затвора во время совершения цикла твердых частиц, содержащихся в рабочей среде.
4. Чрезмерное контактное давление (нагрузки) в уплотнительном пояске затвора, действующее на мягкое уплотнение в седле.
Для увеличения надежности уплотнения узла затвора и обеспечения работоспособности уплотнения при давлении рабочей среды свыше 10 МПа была разработана новая конструкция составного уплотнения из полимерных и эластомерных материалов, в которой каждая ступень выполняет свою уникальную роль. Герметичность уплотнения затвора при многократных ресурсных испытаниях осталась по классу А даже при 90 % износа материала уплотнения. Также стоит отметить, что при отработке конструкции уплотнение показало уникальное свойство восстанавливаться и оставаться полностью работоспособным, даже при существенных механических повреждениях уплотнительной поверхности.
В настоящий момент новая конструкция уплотнения седла успешно прошла два полных цикла приемочных испытаний при рабочем давлении 16,0 МПа (полный перепад).
Найти решение задачи по увеличению ресурса крана шарового оказалось куда сложнее из-за конструктивных особенностей работы крана, ограниченного пространства в корпусе крана, минимальных габаритных размеров конструкции крана.
Все решения, направленные на уменьшение воздействия основных критериев, обуславливающих ресурс крана, не дали должного результата. В связи с этим специалисты компании приняли решение полностью исключить данные факторы из работы крана. Но как это сделать в условиях сильного ограничения пространства?
Поиск решения занял значительное время, но в итоге инженерами ООО «ВАРК» была сконструированна уникальная система, разгружающая седла непосредственно во время совершения цикла.
Во время цикла полностью отсутствует контакт уплотнения в седле с поверхностью пробки. Таким образом такой критерий, как износ уплотнения от трения, или эрозионный износ от попадания абразивных частиц, был сведен на нет.
Итогом работы, которая длилась без малого более трех лет, явилась разработка конструкции крана шарового с новым типом уплотнения и системой разгрузки седел.
Основные преимущества, подтвержденные на данный момент:
1. Увеличение назначенного ресурса в 1,5 раза.
2. Увеличение ресурса до списания в 2 раза.
3. Вероятность безотказной работы не менее 0,98.
Испытания продолжаются. На оба конструктивных решения ООО «ВАРК» были оформлены соответствующие патенты. Сейчас опытные образцы кранов шаровых успешно проходят комиссионные приемочные испытания.
В планах компании есть желание опробовать разработанные решения на давления до 25 МПа, что будет являться несомненным прорывом в создании крана шарового с мягким уплотнением, способным работать при высоких давлениях до 25 МПа в средах с содержанием абразивных частиц, с надежностью не ниже, чем краны с уплотнением металл по металлу, а может, и большей.
Размещено в номере: Вестник арматуростроителя, №5 (74)
