Plinska armatura i oprema: vrste + značajke odabira

Plinovod predstavlja inženjersku konstrukciju, čiji svaki element i sklop rješava važan određeni funkcionalni zadatak i odgovoran je za sigurnost, kvalitetu i neprekidnost funkcioniranja mreže. Raznovrsna plinska armatura i oprema razlikuju se po složenosti izvedbe, po materijalu izrade, po namjeni i po vrstama.

Armatura za plinovode – to je opsežna klasa pribora i uređaja koji se montiraju na plinovodima, kao i na aparatima. Pomoću njih se vrši isključivanje/uključivanje, promjena smjera, količine, tlaka plinskog toka ili potpuno uklanjanje plinova. Široki asortiman ovih dijelova je klasificiran, zahvaljujući čemu se može dovoljno lako razumjeti pitanje klasifikacije plinske armature.

Hajdemo zajedno razumjeti sve raznolikosti armature za plinske cjevovode i značajke njezina odabira.

Namjena plinske armature i opreme

Plinska armatura i plinska oprema namijenjeni su za ugradnju na cjevovode koji se koriste za transport, opskrbu i distribuciju plavog goriva. Pomoću ovih mehanizama uključuje se i isključuje dovod, promjena tlaka, količine, smjera plinskog toka. Armaturi su svojstvene takve osnovne karakteristike kao nazivni tlak (uvjetni) i nazivni promjer.

Pod nazivnim tlakom uzima se max tlak pri temperaturi 20 stupnjeva, pri kojem se jamči dugotrajna služba različitih spojeva elemenata i sklopova s cjevovodom. Uvjetni prolaz (DN) – to je karakteristika koja se koristi u cjevovodnim mrežama kao opći parametar spojnih dijelova.

Plinski cjevovod uključuje ne samo cijevi, već i veliku količinu plinske armature koja osigurava njegovo pouzdano funkcioniranje

Veći dio vrsta armature sastoji se od zapornog ili pak od prigušnog uređaja. To su konstrukcije u obliku kućišta s vanjske strane zatvorenog poklopcem.

Unutar kućišta pomiče se zatvarač. Kao rezultat pomicanja zatvarača u odnosu na njegova sjedišta, mijenja se površina dijela kroz koji prolazi plin. Taj proces uzrokuje promjenu hidrauličkog otpora.

Jednostavna konstrukcija, pristupačna cijena i mogućnost korištenja plinskih zaklopki u širokom rasponu temperatura – to su glavne prednosti plinskih zaklopki.

Površine zatvarača i sjedišta koje dolaze u dodir tijekom isključivanja dijelova plinovoda nazivaju se brtvenim. U uređajima prigušnog tipa, površine zatvarača i sjedišta koje tvore regulirani prolaz za prijenos radnog medija nazivaju se prigušnima.

Klasifikacija armature za plinovode

Sve postojeće vrste plinske armature, ovisno o njezinoj namjeni, mogu se podijeliti na:

• zapornu. Armatura koja se koristi za povremeno isključivanje pojedinih dijelova plinovoda, uređaja, aparature. U ovu vrstu spadaju plinski ventili, zaporni ventili;
• sigurnosnu. Služi za sprječavanje rizika povišenja tlaka plina iznad utvrđenih granica. U ovu vrstu armature spada ispusni sigurnosni ventil;
• regulacijsku. Namijenjena za promjenu i održavanje tlaka u zadanim granicama. To su zaklopke, klapne i sl.;
• povratnog djelovanja. Za sprječavanje promjene smjera kretanja plina;
• hitnu i odsječnu. Za brzo automatsko zaustavljanje kretanja plina prema hitnom dijelu u slučaju kvara zadanog režima. U ovu vrstu spada sigurnosno-zaporni ventil;
• za odvod kondenzata. Ona koja uklanja u automatskom načinu rada kondenzat koji se nakuplja u kondenzatnim sabirnicama i na donjim dijelovima cjevovodnih mreža;
• kontrolnu. Određuje tlak prolazne mase, temperaturu itd.

Prema načinu upravljanja armatura može biti dvije vrste: upravljana i automatska. Prva se pokreće ručnim manipulacijama ili pomoću pogona: pneumatskog, hidrauličkog, elektromagnetskog, električnog.

Proces ručnog upravljanja razlikuje se primjenom velikih napora i gubitkom vremena. Mnogo češće se ugrađuje pogon i zadržava mogućnost hitnog upravljanja u slučaju kvara. A druga djeluje pomoću uređaja automatskog aktiviranja.

Prirubnički spoj plinovoda koristi se na prijelazima s podvodnog ili podzemnog dijela na nadzemni. Ta vrsta spojeva pomaže u borbi protiv elektrokemijske korozije.

Prema načinu priključivanja, oprema i svaka armatura za sustave opskrbe plinom mogu biti:

• prirubničke – koriste se za armaturu s prolazom medija većim od 50 mm. Spajanje na cijevi ostvaruje se vičanim spajanjem prirubnica. Glavna prednost takvog spoja – mogućnost višekratnog premještanja, veća čvrstoća i pouzdanost. Također se može istaknuti univerzalna primjenjivost. Kao nedostakak navodi se samo veća masa i veće dimenzije takvih dijelova;
• spojničke – koriste se za priključivanje opreme s prolazom 65 mm i manje. Priključivanje se vrši pomoću spojnica s unutarnjim navojem. Nedostakak spojničkih spojeva je što se navoj postupno troši;
• čepne s vanjskim navojem. Jedan se uređaj uvija pomoću navoja u drugi uređaj;
• zavarivački – to su danas rijetko koritšteni nerastavljivi spojevi. Prednosti ovog načina – pouzdana nepropusnost i svođenje na minimum održavanja. Nedostacima se može pripisati poteškoća dmontaže spoja prilkom potrebe za popravkom, kada se dionica plinovoda jednostavno odreže;
• bradavne – spajanje armatuere vrši se pomoću bradavice;
• stezne – cijevni priključci spajaju se s prirubnicama cijevi pomoću vijaka s maticama, koji su smješteni uzduž armatuere;
• priključne – spajanje armature vrši se pomoću priključka, matice za privijanje i brtvenih prstenova. To je pouzdana metoda spajanja s mogućnošću dmontaže.

Osim gore navedenih, postoje i drugi načini spajanja plinske armature, ali se ne koriste tako često.

Plinski prirubnički filtar neophodan je za čišćenje plinske okoline od prašine i nečistoća, čime se povećava vijek trajanja i pouzdanost rada plinskih uređaja

Također ne treba zaboraviti da će funkcionalnost cjevovoda i pouzdanost cijelog plinskog distribucijskog sustava ovisiti o kvaliteti izvedenog spoja.

Uvjetne oznake plinske armature

Armatura koja se koristi u plinskom gospodarstvu standardizirana je. Na svakom dijelu obavezno stoji šifra koja se sastoji od 4 dijela.

Prve 2 znamenke šifre – to je vrsta armature:

• 11 – slavine za cjevovode;
• 14,15 – zaporni ventili;
• 16 – povratni podizni ventili;
• 17 – sigurnosni ventili;
• 19 – povratni zakretni ventili;
• 25 – regulacijski ventili;
• 30, 31 – zaporne zasune;
• 32 – zatvarači.

Na drugom mjestu u šifri nalazi se oznaka materijala izrade kućišta: ugljični čelik – c, kiselootporni nehrđajući čelik -nž, sivi lijev – č, nodularni lijev – kč, bronca, mjed – br, vinilplast – vp, legirani čelik – lč, aluminij – a.

Plinski zasun od lijevanog željeza mnogo je manje podložan koroziji, ali je krhkiji od sličnog uređaja izrađenog od čelika.

Na trećem mjestu u šifri nalazi se redni broj dijela. Na četvrtom je oznaka materijala od kojeg su izrađeni brtveni prstenovi: bronca ili mjed – b, nehrđajući čelik – nž, guma – g, ebonit – e, babit – bt, brtveni prstenovi nedostaju – bk.

Značajke zaporne armature

Zaporna armatura najčešće se javlja u plinskim sustavima. Koristi se za regulaciju tlaka plinovoda i djeluje po istom principu kao i u vodovodima. Međutim, dijelovi u plinskoj industriji podliježu višim sigurnosnim zahtjevima.

Ako koncentracija plina u zraku dosegne kritičnu vrijednost, tada je dovoljna i najmanja iskra i može doći do prave katastrofe.

Prema vrsti gibanja funkcionalnog mehanizma, zaporna armatura za plinovode dijeli se na sljedeće vrste:

• kuglasti ventil – u kuglastom ventilu zaporni element s rotirajućim tijelom pomiče se istovremeno rotirajući oko svoje osi. U odnosu na smjer strujanja može biti postavljen proizvoljno;
• leptir zatvarač – u ovom dijelu element u obliku diska rotira oko svoje osi pod kutom ili okomito na tok;
• ventil – u dijelu se tijelo zapiranja na vretenu pomiče pravocrtno naprijed-natrag paralelno toku;
• zasun – u njemu se regulacijski element pomiče okomito na tok.

Može se sažeti da zaporna armatura uključuje uređaje koji su namijenjeni za hermetičko isključivanje dionica plinovoda. Ovi uređaji moraju jamčiti hermetičnost isključivanja, brzinu izvođenja radnji, mali hidraulički otpor i jednostavnost održavanja.

Princip rada zasuna

Najčešće se na cjevovodima od različitih vrsta zaporne armature za plinsku opremu mogu naći zasuni. Upravo se oni koriste kada je potrebno prekinuti protok plina u plinovodima s promjerima nazivnog prolaza od 50 mm do 2000 mm, kada je radni tlak u rasponu 0,1–20 MPa.

U zasunima se protok plina regulira promjenom položaja zatvarača u odnosu na brtvene površine. Vreteno neizvučno prilikom otvaranja ne izlazi iz poklopca. Pri njegovoj rotaciji za otvaranje otvora, pogonska matica se navija na njega podižući ili spuštajući zatvarač. U ovoj vrsti zasuna pogonska jedinica nalazi se unutar radnog medija, stoga je više izložena negativnom djelovanju korozije.

Oprema s izvlačnim vretenom pomiče vreteno i zatvarač okretanjem navojne čahure, pri čemu se gornji dio vretena izvlači prema gore. Prednost ovakve konstrukcije je nepostojanje utjecaja vanjskog okruženja na hodni sklop.

Zasunci se razlikuju po ustroju zatvarača na 2 tipa. Klinasti imaju zatvarač s brtvenim površinama koje su smještene pod određenim kutom jedna prema drugoj. Također se proizvode sa zglobnim zatvaračem koji se sastoji od 2 diska i punog klina. Paralelni zasunci imaju zatvarač koji se sastoji od 2 diska između kojih se nalazi odstojni klin.

Zaklopke leptirastog tipa često se primjenjuju zbog svoje jednostavnosti i pouzdanosti. Leptir glatko regulira protok plina koji prolazi kroz njega.

Za plinovode projektirane za tlak do 0,6 MPa primjenjuju se zasunci izrađeni od sivog lijeva, a za plinovode u kojima se primjenjuje tlak veći od 0,6 MPa – od čelika.

Ali koje se prednosti zasunaca mogu istaknuti u usporedbi s ostalom zapornom armaturom? U otvorenom položaju primjećuje se neznatan otpor protoku, osim toga nema okretanja plinskog medija. Zasunci imaju malu konstrukcijsku duljinu. Jednostavni su za održavanje i omogućavaju kretanje plina u bilo kojem smjeru.

Zasebno u ovoj kategoriji mogu se izdvojiti zaklopke. One pripadaju zaporno-regulacijskoj opremi, pomoću koje se regulira protok plina, a također je moguće prekinuti njegovu opskrbu u plinovodu. Zaklopke se sastoje od kućišta, zapornog diskovnog organa i pogonske osovine.

Zaklopke se mogu primjenjivati u širokom rasponu temperature ili tlaka medija. Imaju jednostavnu konstrukciju, malu masu i malu metalnu potrošnju. Zaklopke imaju malu konstrukcijsku duljinu i minimalan broj elemenata. Veliki njihov plus je pristupačna cijena.

Tlak na suvremenim plinovodima prati mnoštvo osjetljivih senzora koji bilježe najmanja odstupanja i prenose informacije o njima na upravljačku ploču dispečeru.

Čemu služe slavine?

Os im gore navedenih uređaja, zapornoj armaturi pripadaju slavine i ventili, potrebni za brzo priključivanje/odspajanje uređaja ili reguliranje protoka radnog medija. Ovi dijelovi se prema obliku zatvarača mogu podijeliti na kuglaste, cilindričke i konusne.

Kako bi se postigla viša razina brtvljenja u slavini, između brtvenih površina uvodi se pod tlakom posebna konzistentna mast. Ona se puni u šuplji kanal u gornjem dijelu i zavrtanjem vijka utiskuje se kroz kanale u postojeći razmak između čepa i kućišta.

U kućištu slavine kao zatvorni element ističe se kugla, a u zatvaraču je izveden prolazni otvor čiji se promjer podudara s promjerom plinovoda.

Čep se malo podiže prema gore, razmak se povećava i osigurava se lakoća okretanja. Mjedena brtva i kuglasti ventil sprječavaju istiskivanje maziva s naknadnim prodiranjem plina.

Osim ventila koji trebaju podmazivanje, u plinovodima se koriste jednostavni zakretni ventili. Mogu se podijeliti na zatezne, brtvene i samozaptivne. Mogu se instalirati na nadzemne plinovode, unutarobjektne plinovode, na pomoćne vodove (na ispusne plinovode i sl.).

Sakupljači kondenzata i kompenzatori

Za prikupljanje i uklanjanje vode i kondenzata na nižim razinama plinovoda postavljaju se kondenzacijski lonci.

Mogu biti različitog kapaciteta: veliki kapacitet je potreban ako transportirani plin ima visoku vlažnost, manji je prikladan za transport suhog plina. Osim toga, ovisno o tlaku radnog medija, kondenzacijski lonci razlikuju se na uređaje niskog, srednjeg i visokog tlaka.

Uređaji niskog tlaka – to su spremnici s inčnom cijevi koja je izvedena ispod plinskog pokrivača. Cijev završava spojnicom i čepom. Kroz nju se uklanja kondenzat, mjeri tlak i pročišćava plinovod.

Uređaji srednjeg i visokog tlaka dodatno su opremljeni još jednom zaštitnom cijevi i ventilom na unutarnjem usponskom vodu. Na vrhu usponskog voda nalazi se otvor za uravnoteženje tlaka radnog medija u kućištu i u usponskom vodu. Bez otvora, kondenzat bi pod tlakom plina ispunjavao usponski vod, što bi moglo dovesti do njegovog pucanja pri niskim temperaturama.

Plinski kondenzacijski lonac omogućit će uklanjanje vode i kondenzata iz plina koji se transportira kroz sustav plinovoda. Osobito je ovaj uređaj važan u zimskom razdoblju.

Pod utjecajem tlaka plina odvija se automatsko ispumpavanje kondenzata. Kada je slavina zatvorena, plin djeluje protiv kondenzata i on klizi prema dolje. Kada se slavina otvori, kondenzat se diže na površinu.

Tijekom rada plinovoda razlika u temperaturi može doseći nekoliko stupnjeva. Tako velika promjena može izazvati naprezanje od nekoliko desetaka MPa. Stoga je za osiguranje normalnog rada plinovoda potrebno koristiti kompenzatore. Oni mogu biti lećasti, U-oblika, lirobliki i sl.

Plinski kompenzator tlaka znatno će produljiti vijek trajanja plinskog cjevovoda. Ali pri postavljanju takvog uređaja potrebno je uzeti u obzir nazivni i maksimalni tlak plina u sustavu.

Češće su zastupljeni lećasti i sifonski kompenzatori. Kompenzatori u obliku slova U i lirastog oblika izrađuju se od savijenih, često bešavnih cijevi. Njihov glavni nedostatak su velike dimenzije. Na cjevovodima u planinskim i seizmički opasnim područjima ugrađuju se gumotkaninska uređaji koji mogu prihvatiti deformacije i u uzdužnom i u poprečnom smjeru.

Spojna armatura plinovoda

Tijekom montaže plinovoda može se pojaviti potreba za spajanjem cijevi od različitih materijala ili različitih promjera. U tom slučaju u mrežu se ugrađuje spojni prirubnički element – pomoćni dijelovi za spajanje.

U ovu kategoriju armature spadaju prirubnički adapteri, obujmice, čepovi, spojne spojke, koljena, križevi, T-komadi, ukratko dijelovi čijom konstrukcijom nije predviđen zaporno-regulacijski mehanizam.

Spojna armatura bit će potrebna ako se pojavi potreba za spajanjem cijevi od različitih materijala, dionica cjevovoda različitih promjera, te pri zavojima i račvanjima.

Za grananje plinovoda služe T-komadi i koljena. Ugrađuju se u slučajevima kada cijev dolazi do distribucijskog odsječka za neko naselje, ali to naselje nije krajnja točka.

Pomoću regulacijske armature cjevovod se dijeli i dio transportiranog plina odlazi u naselje, a dio se transportira dalje.

Čelični T-komadi izrađuju se od različitih vrsta čelika. Mogu se koristiti u gotovo svakom radnom okruženju. Osiguravaju visokokvalitetno spajanje cijevi i imaju dobru nepropusnost.

InstrumentiKIPiAu plinovodnim sustavima

Osim svega gore navedenog, u plinovodnim sustavima primjenjuju se brojni instrumenti KIPiA (kontrolno-mjerni instrumenti i automatika).

Osim plinske armature na plinovodima ugrađuje se KIPiA. To omogućuje stalnu kontrolu stanja opreme i tijeka tehnološkog procesa. Također omogućuje brzo otkrivanje predhavarijskih i havarijskih situacija.

Najtraženiji uređaji koji se koriste u plinskim sustavima su:

• detektori plina;
• oprema za hitno isključivanje dotoka plina;
• oprema za mjerenje volumena propuštenog plina;
• elektronski regulatori propuštenog volumena plina;
• autonomni izvori napajanja;
• plinski ventili za automatizaciju različitih procesa i optimizaciju rada cjevovoda;
• plinski regulatori za regulaciju volumena medija koji prolazi kroz neku dionicu cjevovoda.

Takvi uređaji su visokotehnološka oprema koja se koristi u različitim uvjetima.

Značajke odabira armature i opreme

Pri odabiru armature za plinske cjevovode treba posebno pažljivo razmotriti kemijska i fizička svojstva materijala od kojeg je izrađena.

Najtraženiji materijali za izradu plinske armature su lijevano željezo i čelik. To je povezano sa zahtjevima za povećanu razinu čvrstoće i pouzdanosti. Polimerni elementi, koji su izvrsni za vodovode, ovdje nisu primjenjivi, uz to ih je lako oštetiti.

Čelik je najpopularniji materijal za izradu plinske armature. Takva oprema ima pristupačnu cijenu i visoku čvrstoću.

Stručnjaci ne preporučuju korištenje opreme s brtvenim umetcima od bronce na plinskim cjevovodima. To je zato što u sastavu UNP-a (ukapljeni naftni plin) prisutan je sumporovodik koji može negativno utjecati na broncu i legure bakra.

Zaključci, korisni video na tu temu

O tome kako se obavlja tehničko održavanje zapornih ventila na plinovodu možete saznati iz sljedećeg videozapisa:

O konstrukcijskim značajkama klinastih i crijevnih zasuna govori se u ovom videu:

Svi plinski cjevovodi spadaju u objekte povišenog rizika, stoga odabiru plinske armature i opreme treba pristupiti s punom ozbiljnošću, a po potrebi se posavjetovati sa stručnjacima. Samo visokokvalitetna plinska zaporna armatura može osigurati jednostavnost održavanja, brzinu popravka i visoku nepropusnost dijelova cjevovoda.

Ako imate pitanja o temi članka ili možete dopuniti naš materijal zanimljivim informacijama, molimo ostavite svoje komentare u bloku ispod.