Выбор шарового крана для авиационного топлива: ручное, электрическое или пневматическое?

Краткое резюме: Шаровые краны для авиационного топлива следует выбирать как полный комплект клапан-привод. Ручное управление подходит для доступных, редко используемых точек изоляции. Электрический привод полезен там, где предпочтительны электрическая инфраструктура и дистанционное управление. Пневматический четвертьоборотный привод часто привлекателен там, где имеется инструментальный воздух и требуется быстрое и повторяемое включение-выключение. Для пневматической установки двойного действия во взрывоопасной зоне электромагнитные клапаны, бесконтактные концевые выключатели, распределительные коробки и кабельные вводы должны соответствовать указанной классификации взрывоопасной зоны. Проектный диапазон, например, от -20°C до +150°C, должен быть проверен для всего клапана, седла, уплотнений, привода и аксессуаров; ее не следует представлять как нормальную температуру самого авиационного топлива.

Авиационное топливо — это легковоспламеняющийся углеводородный продукт, поэтому выбор клапана зависит не только от того, может ли клапан открываться и закрываться. Упаковка должна обеспечивать надежную изоляцию, совместимое уплотнение, соответствующий электростатический контроль и правильную интеграцию с принципами работы и безопасности топливной системы аэропорта.

Шаровые краны часто используются для изоляции топлива, поскольку работа на четверть оборота проста, а полнопроходная конструкция может обеспечить относительно беспрепятственный путь потока. Один и тот же клапан может поставляться с рычагом, редуктором, пневмоприводом или электроприводом. Правильный выбор зависит от рабочей частоты, требований к дистанционному управлению, доступных утилит, философии отключения и классификации опасных зон.

Шаровой кран авиационного топлива установлен в трубопроводе подачи топлива в аэропорту
При выборе авиационного топливного клапана следует учитывать всю систему подачи топлива, опасную зону и философию эксплуатации.

1. Почему шаровые краны используются в авиационных топливных системах

При перекачке топлива обычно ожидается, что клапан обеспечит надежную двухпозиционную изоляцию, а не постоянное дросселирование. Полнопроходной шаровой клапан может уменьшить ненужные ограничения при полностью открытом положении. Предприятия по производству авиационного топлива также уделяют большое внимание чистоте систем, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию, поскольку качество топлива должно быть защищено на всех этапах хранения и распределения гидрантов.

Типичные требования проекта могут включать полнопроходной, противовыбросовой шток, антистатическую конструкцию, пожаробезопасную конструкцию с соответствующими доказательствами, совместимые седла и уплотнения, фланцевые или приварные концы, индикацию положения и дистанционную обратную связь.

Важно: Пожаробезопасность, антистатичность и взрывозащищенность — разные требования. Клапан, прошедший испытания на огнестойкость, не делает автоматически его электрические аксессуары пригодными для использования в опасной зоне, а сертифицированный по взрывобезопасности концевой выключатель сам по себе не делает клапан пожаробезопасным.

2. Ручной, электрический и пневматический шаровой клапан.

Фактор Руководство Электрический Пневматический
Источник питания Оператор Электроснабжение Сжатый воздух
Типичная обязанность Локальное включение/выключение Дистанционное включение/выключение или модуляция Быстрое дистанционное включение/выключение; модулирующий, когда он спроектирован
Рабочая частота Низкий Зависит от проекта Хорошо подходит для частых поездок на велосипеде при правильном размере.
Удаленная обратная связь Требуется добавленный переключатель Обычно интегрированный Коробка концевых выключателей или датчики приближения
Опасная зона Электрическая обратная связь все еще нуждается в проверке. Привод/аксессуары требуют соответствующей сертификации. Электрические аксессуары требуют соответствующей сертификации.
Неудачное действие Остается позиционированным вручную Требуется накопленная энергия/резервное копирование, если требуется движение после потери питания. Двойное действие зависит от логики подачи воздуха/управления; пружинный возврат может обеспечить действие накопленной энергии
Лучше всего подходит Локальная нечастая изоляция Удаленные объекты без приборного воздуха Автоматизированные топливные системы с приборным воздухом

Ручное управление

Рычаг или коробка передач обычно являются самым простым выбором, когда клапан доступен, операции выполняются нечасто и не требуется автоматическое отключение или дистанционное управление. Для больших клапанов или более высокого рабочего крутящего момента может потребоваться редуктор.

Электрический привод

Электрический привод полезен там, где имеется электроэнергия, а приборный воздух отсутствует. В классифицированных зонах привод, клеммный отсек, органы местного управления, сальники и аксессуары должны соответствовать требованиям проекта для опасных зон.

Пневматический привод

Пневматические приводы широко используются в четвертьоборотных шаровых кранах, поскольку они могут обеспечить небольшой выходной крутящий момент и относительно быстрый и повторяемый ход. Для выбора по-прежнему требуется фактический крутящий момент клапана, минимальное доступное давление воздуха, необходимое время перемещения, частота циклов и пропускная способность вспомогательного оборудования.

Сравнение ручного электрического и пневматического привода шарового крана для авиационного топлива
Выбирайте привод с учетом режима работы, коммунальных услуг, требований к управлению и реакции на отказ, а не только размера клапана.

3. Пневматический привод двойного действия.

Пневматический привод двойного действия использует сжатый воздух для управления направлениями открытия и закрытия. Для шарового крана с углом поворота 90 градусов обычно используются реечные или кулисные механизмы. Эта конфигурация может подойти для изоляции авиационного топлива, когда требуется движение с принудительным приводом в обоих направлениях.

Двойное действие не означает отказоустойчивости. Стандартный привод двойного действия по своей сути не переходит в режим закрытия или открытия после потери приборного воздуха. Если топливная система требует определенного безопасного положения, рассмотрите утвержденную архитектуру отключения, которая может использовать пружинный возврат, накопленную пневматическую энергию, логику блокировки или другое инженерное решение.

Типичная комплектация может включать привод двойного действия, взрывобезопасный электромагнитный клапан, регулятор воздушного фильтра, бесконтактные переключатели открытия/закрытия, визуальный индикатор положения, регуляторы скорости, трубки/фитинги, кронштейн и муфту.

4. Взрывозащищенные бесконтактные концевые выключатели

Привод может быть пневматическим, но устройства обратной связи у него электрические. Бесконтактные концевые выключатели подтверждают полностью открытое и полностью закрытое положение для системы управления. В засекреченной зоне авиационного топлива они должны быть выбраны в соответствии со схемой взрывозащиты и классификацией зоны проекта.

IECEx — это международная система сертификации оборудования, используемого во взрывоопасных средах, основанная на стандартах, включая серию IEC 60079. Вместо этого или дополнительно в проектах могут быть указаны требования ATEX, NEC/CEC или национальные требования.

Пневматический шаровой кран для авиационного топлива со взрывозащищенным концевым выключателем и электромагнитным клапаном
Весь пневматический комплект следует проверить на пригодность для использования в опасной зоне.
Элемент концевого выключателя Подтвердите в запросе цен
Классификация территорий Зона или Отдел
Сертификация IECEx, ATEX, NEC/CEC или требования проекта
Газовая группа Согласно исследованию опасной зоны
Температурный класс По классификации проектов
Технология переключения Индуктивная близость, механическая или одобренная альтернатива
Сигнал NAMUR, контакт, PNP/NPN или требование системы управления
Корпус Защита от проникновения и коррозии
Кабельные вводы Требования к резьбе и сертифицированному сальнику

5. Как действовать при температуре от -20°C до +150°C?

Если в проекте указано от -20°C до +150°C, проверьте этот диапазон по номинальному давлению и температуре клапана, седлу, уплотнению штока, уплотнениям корпуса, уплотнениям/смазке привода, соленоиду, бесконтактным переключателям, кабельным сальникам и трубкам. Значение +150°C следует рассматривать как требования к конструкции клапанного блока проекта если в технической документации конкретно не указано, что это рабочая температура авиационного топлива.

6. Сиденья, антистатический дизайн и пожарная безопасность.

Выбор седла зависит от фактического топлива, присадок, давления, температуры, требований пожарной безопасности и режима езды на велосипеде. ПТФЭ и армированный ПТФЭ представляют собой распространенные семейства мягких седел для изоляции чистых углеводородов, тогда как седла из PEEK или инженерных металлических седел могут рассматриваться там, где пределы давления и температуры выбранного мягкого седла недостаточны.

Поскольку авиационное топливо легковоспламеняющееся, проект может потребовать обеспечения непрерывности электрической цепи/антистатических свойств между шаром, штоком и корпусом. Пожаробезопасная конструкция направлена ​​на устранение другой опасности. Если требуются огневые испытания, укажите применимый стандарт и проверьте область действия сертификата для предлагаемого клапана. В зависимости от конструкции и проекта ссылки могут включать API 607, API 6FA или ISO 10497.

Связанный контент Vcore: Пожаробезопасный шаровой кран и Шаровые краны в опасных зонах.

7. Полная проверка комплекта авиационного топливного клапана.

Компонент Проверка ключей Причина
Шаровой кран Размер, класс, диаметр отверстия, материалы, седло, утечка Производительность изоляции
Привод Крутящий момент при минимальном давлении воздуха плюс утвержденный запас Надежный полный ход
Система двойного действия Реакция после потери эфира/сигнала Определяет поведение при завершении работы
Соленоид Напряжение, расход, сертификация Ex, состояние неисправности Управляет воздухом привода
Бесконтактные переключатели Сертификация Ex и тип сигнала Обратная связь по позиции
Антистатический Требуемые доказательства проектирования/испытаний Электростатическая непрерывность
Пожаробезопасный Стандарт испытаний и область действия сертификата Характеристики утечки в условиях пожара
Температура Весь пакет квалифицирован Аксессуары могут быть ограничивающими
Заводская сборка и функциональные испытания пневматического шарового крана для авиационного топлива
Клапан, привод, соленоид, переключатели и обратная связь должны быть функционально проверены как один узел.

8. Пример конфигурации запроса предложения

Клапан: Полнопроходной фланцевый шаровой кран для подачи топлива в авиационные турбины
Функция: Изоляция включения-выключения
Операция: Пневматический четвертьоборотный привод двойного действия
Обратная связь: Взрывозащищенные концевые выключатели открытия/закрытия
Контроль: Электромагнитный клапан, сертифицированный по взрывозащите, напряжение должно быть подтверждено
Температура: Проектный диапазон от -20°C до +150°C, при условии полной проверки комплектации.
Безопасность: Требования к антистатичности и пожаробезопасности согласно техническому заданию проекта
Площадь: Зона/раздел, группа газа и температурный класс подлежат подтверждению
Тестирование: Испытание клапана на давление/утечку и функциональное испытание собранного привода
Документы: GA, техническое описание, размеры привода, сертификаты Ex, применимые доказательства огневых испытаний, MTR и протоколы испытаний.

9. Какой привод выбрать?

Руководство: лучше всего подходит для доступных, редко используемых точек изоляции без требований автоматического отключения.

Электрический: практично там, где есть электроэнергия, а приборный воздух отсутствует и требуется дистанционное управление.

Пневматический: практично там, где доступен надежный сжатый воздух и требуется быстрый, повторяемый поворот на четверть оборота. Принцип отключения должен определять, подходит ли устройство двойного действия или пружинного возврата.

Более широкое сравнение см. Руководство по выбору привода клапана и Руководство по выбору крутящего момента привода клапана.

Пневматические шаровые краны в системе хранения и перекачки авиационного топлива в аэропортах
Автоматизация авиационного топлива должна быть спроектирована вокруг всего пакета клапанов и классифицированной зоны.

10. Контрольный список запроса предложений

  1. Тип топлива: Джет А, Джет А-1 или другой.
  2. Размер и диаметр клапана.
  3. Класс давления и рабочее/расчетное давление.
  4. Рабочая и расчетная температура.
  5. Материалы корпуса, шара, штока, седла и уплотнения.
  6. Стандарт торцевого соединения.
  7. Ручное, электрическое или пневматическое управление.
  8. Двойного действия или пружинного возврата.
  9. Минимальное/максимальное давление воздуха в приборе.
  10. Время открытия/закрытия.
  11. Требуемый ответ на отказ.
  12. Напряжение соленоида и состояние неисправности.
  13. Бесконтактные переключатели открытия/закрытия.
  14. Опасная зона/подразделение.
  15. Группа газа и температурный класс.
  16. Требование IECEx/ATEX/NEC/CEC.
  17. Требование антистатичности.
  18. Стандарт/сертификат пожарной безопасности.
  19. Требования к проникновению/наружному воздействию/коррозии.
  20. Чертежи, сертификаты и протоколы испытаний.

Часто задаваемые вопросы

Является ли пневматический шаровой кран автоматически взрывобезопасным?

Нет. Электрические аксессуары, такие как электромагнитные клапаны и бесконтактные переключатели, должны быть пригодны и сертифицированы для использования в указанной опасной зоне.

Является ли пневматический привод двойного действия аварийно-закрытым?

Не по своей сути. Он использует воздух для движения в обоих направлениях; требуемая реакция после потери воздуха или управления должна быть спроектирована отдельно.

Зачем использовать бесконтактные концевые выключатели?

Они обеспечивают дистанционное подтверждение того, что клапан достиг требуемого открытого или закрытого положения. В опасной зоне их сертификация и установка должны соответствовать классификации проекта.

Может ли комплект клапанов быть рассчитан на температуру от -20°C до +150°C?

Да, если весь клапан, седло, уплотнения, привод и аксессуары соответствуют данному проектному диапазону.