Клапаны предохранительные

Предохранительный клапан – защита системы от избыточного давления

Предохранительный клапан является распространенным видом запорной арматуры, который необходим для защиты коммуникации и подключенных устройств от скачков давления и последующих разрушений. Это надёжное устройство, защищающее системы от избыточного давления рабочей среды (воды, пара, газа и др.). Предохранительный сбросный клапан совместим с рабочими средами в двух агрегатных состояниях: жидкость и газ.

Клапаны предохранительного характера относятся к арматуре прямого действия и зависят от уровня давления. В обычных условиях клапан закрыт. Когда давление в системе превышает заданное значение, запорный механизм открывается и сбрасывает избыточную среду в атмосферу или дренажную линию. Для этой задачи клапан сбрасывает лишнюю среду из системы. Когда давление приходит в норму, то сброс останавливается , и клапан автоматически возвращается в исходное положение. Такие устройства необходимы в отоплении, водоснабжении, трубопроводах, технологических установках , а также в других технологических и промышленных объектах.

Принцип работы и конструкция

В основе работы предохранительного клапана лежит пружинный или пилотный (непрямого действия) механизм.

• Пружинный клапан: В классическом пружинном исполнении тарелка (или мембрана) удерживается в седле силой пружины. Если давление рабочей среды достигает настроечного значения, то давление преодолевает сопротивление пружины, и тарелка приподнимается, открывая проход для сброса среды. Когда давление нормализуется, золотник прижимается к седлу, возвращаясь в исходное положение. При этом давление должно быть ниже нормы на 10-15% для того, чтобы система снова стала герметичной.
• Пилотный клапан (непрямого действия): В клапанах непрямого действия (пилотных) используется перепад давления: при достижении установленного значения небольшая часть среды через управляющий канал направляется к пилотной тарелке. Давление под основной тарелкой создает дополнительную силу, направленную вверх, что облегчает ее открытие при меньшем усилии со стороны основной пружины. Пилотная схема позволяет уменьшить усилие на пружину и сделать сброс более плавным при больших объемах потока.
• Рычажно-грузовые клапаны: Такие клапаны используют тяжесть груза на рычаге, чтобы удерживать тарелку до тех пор, пока давление не превысит настроечное значение. Эти конструкции дают визуальную индикацию срабатывания, поскольку при подъеме груза это видно невооруженным глазом.

Материал корпуса подбирается в зависимости от давления, температуры и химической среды. Применяются бронза, латунь, нержавеющая, углеродистая и легированная сталь, а также чугун и ковкий чугун. Внутри располагаются запорный орган (тарелка, мембрана или рычажная система), пружина или пилотный узел, а также уплотнительные элементы из EPDM, NBR, PTFE, графита или металлических прокладок.

Типы предохранительных клапанов

Основная классификация запорной арматуры для трубопроводов производится по принципу действия.

По принципу действия:

• Клапаны прямого действия: Наиболее распространены пружинные клапаны прямого действия, которые реагируют мгновенно и не требуют дополнительных управляющих каналов. Они подходят для систем с относительно стабильным давлением и умеренными объемами сброса. К их плюсам можно отнести универсальность и простоту монтажа, эксплуатации, обслуживания.
• Клапаны непрямого действия (пилотные): Предназначены для высоких давлений и больших пропускных способностей, поскольку часть среды через пилотную тарелку уменьшает нагрузку на основной запорный элемент и продлевает срок службы уплотнений.
• Магнито-пружинные клапаны: В их конструкции предусмотрены автоматические датчики. Для их работы необходимо электрическое воздействие. Менее простые, но требующие минимального вмешательства в работу со стороны персонала.

По характеру подъема запорного элемента:

• Клапаны пропорционального действия: Применяются для несжижаемой среды. Если давление внутри системы повышается, то клапан открывается и среда сбрасывается.
• Двухпозиционные клапаны: Открываются полностью при достижении избыточного давления. В основном применяются для газа.

Отдельная категория клапанов предохранительного назначения — промышленная арматура, выполняющая аварийные функции.

Материалы корпуса и уплотнителей

• Бронза и латунь: Корпус из бронзы часто применяют в системах горячего водоснабжения и паропроводах при температурах до +110 °C, а уплотнители в таких клапанах обычно делают из EPDM или графита. Латунные модели подходят для горячей воды (до +110 °C) и давлений до 16 бар, и они часто устанавливаются на бытовых котлах и водонагревателях.
• Нержавеющая сталь: Используется в агрессивных средах и там, где требуется гигиена (пищевая и фармацевтическая промышленности), её температурный диапазон обычно до +150 °C (иногда до +200 °C), а уплотнители выполняются из PTFE, графита или их комбинаций.
• Углеродистая и легированная сталь: Рассчитаны на высокие температуры (до +350 °C) и давление до 40–63 бар, что делает их востребованными в паровых котельных.
• Чугун и ковкий чугун: Применяют в магистральных системах с давлением до 25 бар и температурой до +120 °C, а уплотнители обычно из EPDM или графита.
• Уплотнители: Используются EPDM, NBR, PTFE, графит и металл. EPDM подходит для воды, NBR — для масел, PTFE — для химии, графит — для пара и высоких температур.

Технические характеристики

• Диаметр (DN): 10–300 мм. Муфтовые клапаны — для Ду 15–50 мм, фланцевые — для Ду 65–300 мм.
• Номинальное давление (PN): Варианты от 1 до 63 бар (в зависимости от модели). Ру 6–16 бар — для водоснабжения и отопления, Ру 25–63 бар — для пара и агрессивных сред.
• Давление срабатывания: 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 5, 6, 7, 8 и 10 бар — для бытовых систем, до 16, 25, 40, 63 бар — для промышленности.
• Рабочая температура: От –60°С до +560°С (в зависимости от исполнения).
  - Латунь/бронза — до +110 °C.
  - Нержавеющая сталь — до +200 °C.
  - Углеродистая сталь — до +350 °C.
  
• Тип присоединения: Муфтовый (резьбовой) или фланцевый.
• Рабочие среды: Вода, пар, воздух, газы, растворы гликоля, аммиак, масла, нефтепродукты, углеводороды, неагрессивные и агрессивные жидкости.

Области применения

Предохранительные клапаны широко применяются в:

• Системах водоснабжения, отопления и пароснабжения: Поддерживают давление на заданном уровне и предотвращают его превышение.
• Промышленных установках: Используются для контроля давления в технологических линиях и системах обработки жидкостей. В компрессорах и гидравлических прессах — используются клапаны из углеродистой стали с графитовыми уплотнителями, рассчитанные на давление до 40 бар.
• Коммунальных сетях: Применяются в инженерных системах городского хозяйства для защиты трубопроводов и оборудования от избыточного давления.
• Бытовые системы: В жилых домах предохранительные клапаны Ду 15 с настройкой 3–3,5 бар устанавливаются на бойлерах и котлах, чтобы сбросить избыточное давление при перегреве воды или отказе расширительного бака.
• Химическая и нефтегазовая промышленность: Применяют нержавеющие модели Ду 25–50 с PTFE-уплотнителями, настроенные на 16–25 бар, которые обеспечивают безопасную работу с агрессивными средами при повышенных температурах.

Преимущества

• Надежная защита трубопроводов: Клапан обеспечивает контроль давления в системах, предотвращая аварийные ситуации и повреждения оборудования.
• Высокая герметичность соединений: Качественные уплотнения гарантируют минимальные потери давления и устойчивость к агрессивным средам.
• Длительный срок работоспособности и предсказуемость.
• Простота внедрения в действующую коммуникацию.
• Возможность подбора конструкции и параметров, подходящей для конкретного трубопровода и вида рабочей среды.
• Использование в различных климатических зонах вне зависимости от температурного режима.
• Горизонтальная и вертикальная установка.
• Легкость монтажа и обслуживания: Фланцевое и муфтовое присоединения обеспечивают простую установку и надежное крепление.

Критерии выбора

При выборе предохранительного клапана необходимо учитывать совокупность параметров и обращать внимание на рабочую среду, средние и предельно допустимые показатели давления.

• Настроечное давление: Оно должно быть примерно на 10–15% выше рабочего давления системы , но не превышать максимально допустимое давление  оборудования, чтобы избежать ложных срабатываний.
• Номинальное давление (Ру): Указывает на максимально допустимое давление, при котором клапан сохраняет герметичность и прочность. Для бытовых установок достаточно Ру 6–16 бар, для промышленных — 25, 40 или 63 бар.
• Диаметр условного прохода (Ду): Подбирается исходя из требуемой пропускной способности: для котлов и бойлеров — Ду 15–20 мм, для технологических линий — Ду 25–50 мм, а для магистралей — Ду 65 и выше.
• Материал корпуса: Выбор зависит от условий эксплуатации: латунь и бронза — для температур до +110 °C; чугун и сталь — до +350 °C; нержавеющая сталь — для агрессивных химических сред при температуре до +200 °C.
• Тип уплотнений: Определяется рабочей средой: EPDM применяют для горячей воды, NBR — для масел и тёплой воды, PTFE — для агрессивных жидкостей, графит или металл — для высокотемпературных и паровых систем.
• Способ подключения: Муфтовое соединение используется в небольших системах, где важна простота монтажа, а фланцевое — в магистралях, где требуется высокая надёжность и герметичность.

Монтаж и обслуживание

Клапан устанавливают строго по стрелке на корпусе, чтобы выпускной патрубок был направлен в сторону, свободную от препятствий (для безопасного сброса среды). Перед клапаном рекомендуют монтировать фильтр грубой очистки, чтобы исключить попадание частиц на седло. При резьбовом соединении необходимо использовать ленту ФУМ или уплотнительные прокладки, а при фланцевом — прокладки из EPDM, графита или никелированные кольца.

Для проверки работоспособности (примерно раз в полгода) аккуратно поднимают ручной рычаг сброса, если он предусмотрен, и контролируют, чтобы тарелка возвращалась в закрытое положение без заеданий. При появлении протечек или если тарелка заедает, очищают седло, заменяют уплотнения и проверяют целостность пружины.

Доставка и сервис

Предохранительные клапаны из латуни, бронзы, нержавеющей и углеродистой стали доступны к заказу с доставкой по всей России, включая Москву и Санкт-Петербург. Мы отправляем товар в течение 1–2 рабочих дней, организуя курьерскую доставку, работу с транспортными компаниями или самовывоз. В ассортименте представлены модели с резьбовым (муфтовым) и фланцевым подключением, с настройкой давления от 1,5 до 10 бар для бытовых задач и до 63 бар для промышленных.

В случае заводского брака или несоответствия характеристик действует оперативный обмен и возврат в течение гарантийного срока. Нужна помощь с подбором? Наши инженеры помогут выбрать оптимальный клапан под конкретные условия эксплуатации — по давлению, диаметру, температуре и составу рабочей среды. Свяжитесь с нами уже сегодня — мы подберем надежное решение для вашей системы.