Обратный клапан BS 1868, API 6D, API 602

Обратный клапан предотвращает возможное повреждение обратного потока для защиты оборудования, такого как насосы и компрессоры. Обратные клапаны позволяют потоку жидкости только в одном направлении и блокируют обратные потоки. Этот тип клапанов доступен с литыми и коваными корпусами (BS 1868, API 6D, API 602) и в нескольких исполнениях, таких как поворотный, шаровый, подъемный, запорный и поршневой.

Определение обратного клапана

Вкратце, обратный клапан - это защитное устройство, которое предотвращает протекание жидкости в нежелательном направлении внутри трубопроводной системы или трубопровода (поскольку обратные потоки могут повредить оборудование выше по потоку).

Как работает обратный клапан?

Клапан пропускает жидкость только в желаемом направлении (при достаточном давлении) и блокирует любой поток в противоположном направлении. Кроме того, клапан автоматически закрывается при падении давления. Поэтому очень важно, чтобы клапан был установлен в правильном положении!

Обратите внимание, что этот тип клапана выполняет свои функции без внешних усилий или приведения в действие. Это ключевое отличие от запорных клапанов или шаровых задвижек, которым для работы требуется внешнее усилие (сила, колесо, шестерня или привод).

Ключевые стандарты, которые охватывают этот тип клапана:

• BS 1868: стандартный тип, из углеродистой и легированной стали
• API 6D: для трубопроводов
• API 602 / BS 5351: кованая сталь (поворотный, шаровый, поршневой)
• API 603: стопорный тип из нержавеющей стали
• ASME B16.34 (номинальное давление и температура)
• ASME B16.5 / ASME B16.47 (фланцевые концевые соединения)
• ASME B16.25 (стыковые сварные соединения).

Клапаны из литой стали доступны с фланцевыми и стыковыми сварными концами.

Кованые клапаны небольшого размера поставляются с резьбовыми и сварными враструб соединениями.

Эти клапаны представлены следующим символом на диаграммах трубопроводов P&ID:

Части обратного клапана

Он состоит из корпуса, крышки, диска, соединительной шпильки и кольца седла. На изображении можно увидеть части клапана.

Тип диска будет определять тип клапана. Наиболее распространенные типы обратных клапанов:

Поворотный

• шарнирный
• с наклонной пластиной

С толкателем

• поршневой
• шаровой

С двойной пластиной
Стопорный

Поворотный обратный клапан

Диск в клапане поворотного типа неуправляем, так как он полностью открывается или закрывается. Этот клапан работает, когда в линии есть поток, и полностью закрывается, когда потока нет. Турбулентность и перепад давления в клапане очень низкие. Конструкция дисков и седел может быть металлической или металлической или композитной.

Угол между седлами и вертикальной плоскостью называется углом седла и варьируется от 0 до 45 градусов. Обычно углы седел находятся в диапазоне от 5 до 7 градусов. Большие углы седла уменьшают перемещение диска, что приводит к быстрому закрытию, что сводит к минимуму возможность гидравлического удара. Вертикальное седло имеет угол 0 градусов.

Поворотный клапан обеспечивает полный беспрепятственный поток и автоматически закрывается при снижении давления. Обычно устанавливается в комбинации с задвижками, поскольку они обеспечивают относительно свободные комбинации потока.

Стандартный клапан поворотного типа состоит из корпуса клапана, крышки и диска, соединенного с шарниром.

Поворотные клапаны используются для пожаротушения и предотвращения наводнений в канализационных системах. Они также предназначены для работы с такими материалами, как газ, жидкости и другие типы сред.

Поворотный клапан с наклонной пластиной

Клапан поворотного типа с наклонной пластиной предназначен для преодоления некоторых недостатков обычных клапанов поворотного типа. Конструкция поворотного диска позволяет клапану полностью открываться и оставаться устойчивым при более низких скоростях потока и быстро закрываться, когда поток прекращается. Куполообразный диск плавает в потоке, а поток жидкости - как на нижней, так и на верхней поверхности диска. Поскольку диск подпружинен, когда давление прямого потока уменьшается, сила пружины помогает клапану быстро закрыться. На изображении выше можно увидеть поток из клапана.

Поворотные клапаны с наклонной пластиной доступны в исполнении с пластинами и с проушинами.

Шаровый обратный клапан с толкателем

Конструкция седла обратного клапана с толкателем аналогична шаровому клапану. В качестве диска обычно используется поршень или шар.

Обратные клапаны с толкателем особенно подходят для работы под высоким давлением, когда скорость потока высока. Диск отлично устанавливается на седло с полным контактом. Они подходят для установки в горизонтальных или вертикальных трубопроводах с восходящим потоком.

Когда поток входит ниже седла, диск поднимается от седла под давлением восходящего потока. Когда поток останавливается или переворачивается, обратный поток и сила тяжести заставляют диск опускаться на седло. Обычно используется в системах трубопроводов, которые используют шаровые клапаны в качестве регулирующего клапана.

Здесь можно увидеть плунжерный или поршневой тип и шаровой обратный клапан. Эти клапаны обеспечивают превосходные герметичные характеристики по сравнению с обратными клапанами. В некоторых конструкциях типа заглушки используется пружина для удержания диска в закрытом положении. Это гарантирует, что клапан пропускает жидкость только при наличии достаточного давления в направлении потока.

Шаровой клапан очень прост, поскольку он просто работает по принципу гравитации. Когда в потоке достаточно давления, он поднимает шар вверх, но когда давление снижается, шар опускается и закрывает отверстие.

Шаровые и поршневые обратные клапаны могут быть установлены как горизонтально, так и вертикально.

Обратный клапан с двойной пластиной

Обратные клапаны с двумя пластинами, на которые распространяется спецификация API 594, часто используются для защиты насосов, компрессоров и другого механического оборудования.

Обратный клапан с двойной пластиной известен как дроссельный обратный клапан, обратные клапаны со складывающимся диском, обратный клапан с двойным диском или разделенным диском. Как следует из названия, две половинки диска движутся к центральной линии с прямым потоком, а с обратным потоком две половины открываются и опираются на седло, чтобы закрыть поток (действие «Хлопание»).

Использование сдвоенного обратного клапана популярно в жидкостных и газообразных средах низкого давления. Его легкая и компактная конструкция делает его предпочтительным выбором, когда важны простор и удобство. Он на 80-90% легче обычного обратного клапана всего корпуса. Часто используется в системах, в которых используются дроссельные заслонки. Стоимость установки и обслуживания очень низкая по сравнению с другими типами.

Уплотняемый давлением обратный клапан

Этот тип имеет специальную конструкцию крышки, способную выдерживать высокое давление.

Обратный стопорный клапан

Стопорный клапан может запускать, останавливать и регулировать поток жидкости, предотвращая опасный обратный поток, который может повредить другое оборудование, такое как насосы и компрессоры.

Когда давление в системе ниже определенного значения, этот клапан автоматически закрывается для блокировки обратных потоков. Как правило, этот тип клапана имеет внешнее управление перекрытием, чтобы закрыть проход жидкости вручную (аналогично задвижке).

Запорные клапаны очень распространены на электростанциях, в котельных системах, а также при переработке нефти и газа, переработке углеводородов и в службах безопасности высокого давления. Эти клапаны доступны в тройниках и  тройном разветвлении. 

Насосный обратный клапан

Новый обратный клапан должен быть установлен каждый раз, когда новый насос вводится в эксплуатацию. Это связано с тем, что старые защитные клапаны могли быть повреждены в результате предыдущих операций открытия / закрытия или коррозии, а риск повреждения нового клапана намного превышает стоимость нового обратного клапана!

Насосный клапан предотвращает обратный поток в клапан, когда устройство отключается оператором или автоматизированной системой управления. Без обратного клапана жидкость может вернуться в насос и заставить его перемещать одну и ту же жидкость несколько раз, преждевременно сгорая.

Поэтому, чтобы продлить срок службы насоса, всегда должен быть установлен обратный клапан.

Таблица обратных клапанов

Корпус обратных клапанов меньше 2 дюймов обычно изготавливается из кованой стали (обычные марки: ASTM A105 для работы в условиях высоких температур, ASTM A350 для работы в условиях низких температур и ASTM A182 F304 / F316 для работы в условиях коррозии), тогда как корпуса обратных клапанов для отверстий большего диаметра изготовлены из литой стали (ASTM A216 WCB для высокотемпературной эксплуатации, ASTM A351 для низкотемпературных условий и ASTM A351 CF8 и CF8M - то есть SS304 и SS316).

Часть	Наименование	Углеродистая сталь	Легированная сталь	Нержавеющая сталь
1	Корпус	ASTM A216 WCB	ASTM A 217 WC9	ASTM A351 CF8M
3	Крышка	ASTM A 105	ASTM F 182 F22	ASTM A 182 F316
6	Cедловое кольцо	ASTM A105+STELLITE	ASTM A182F22+STELLITE	ASTM A182F316+STELLITE
8	Диск	ASTM A216WCB+STELLITE	ASTM A217WC9+STELLITE	ASTM F 351CF8M+STELLITE
17	Уплотнительная прокладка	COMPRESSED & BRADED GRAPHITE	COMPRESSED & BRADED GRAPHITE	COMPRESSED & BRADED GRAPHITE
17A	Прокладка	AISI 304+GRAPHITE	AISI 304+GRAPHITE	AISI 304+GRAPHITE
18	Гайка диска	ASTM A182 F6A	ASTM A 182 F6A	ASTM A 182 F316
19	Шпилька крышки	ASTM A 105	ASTM A 182 F6A	ASTM A 182 F316
19A	Запирающий элемент	ASTM A 515 Gr70	ASTM A 182 F22	ASTM A 182 F316
25	Шарнирный болт крышки	ASTM A 216 WCB	ASTM A 217 WC 9	ASTM A 351 CF8M
27	Шарнир	ASTM A 192 F6A	ASTM A162 F6A	ASTM A 182 F316
28	Ось шарнира	ASTM A 193 B7	ASTM A 193 B7	ASTM A 193 B7
28A	Шарнирный болт	ASTM A 183 B7	ASTM A 193 B7	ASTM A 193 B7
69	Шайба диска	ASTM A 182 F6A	ASTM A 182 F6A	ASTM A 182 F316
129	Гайка крышки	ASTM A 194 2H	ASTM A 194 2H	ASTM A 194 2H
129A	Глухая гайка шарнира	ASTM A 194 2H	ASTM A 194 2H	ASTM A 194 2H
132	Разделительное кольцо	ASTM A 105	ASTM A 182 F22	ASTM A 182 F316
133	Уплотнительная прокладка	ASTM A 105	ASTM A 182 F22	ASTM A 182 F316
134	Уплотнение крышки	ASTM A 182 Gr70	ASTM A 515 Gr70	ASTM A515 Gr70
198	Роликовый штифт	ASTM A 182 F6A	ASTM A 182 F6A	ASTM A 182 F316
198A	Шплинт	AISI 304	AISI 304	AISI 316

Преимущества и недостатки

Единственная функция обратного клапана - предотвращение обратного потока. Нет лучшей альтернативы. Можно выбрать лучший клапан из различных доступных типов, но нельзя дополнить невозвратный клапан другим клапаном.