Kliknij, aby pobrać artykuł

Inżynieria
Bezwykopowa
INFRASTRUKTURA WODNA I ŚCIEKOWA
Fot. 1. Przepustnice centryczne w różnych konfiguracjach zabudowy
Przepustnice – alternatywne
rozwiązanie dla zasuw
dr inż. Marek Brzozowski
K.A.M. AVK ARMADAN sp. z o.o.
Tak jak w życiu codziennym, tak i w branży
wodno-kanalizacyjnej, postęp naukowo-techniczny
przynosi co chwilę nowe rozwiązania, w tym także
w szeroko rozumianych zaworach odcinających. Najpopularniejsze wśród nich to zasuwy i przepustnice.
O ile w przypadku zasuw mówimy głównie o trybie
pracy zamknij/ otwórz, o tyle w przypadku przepustnic dochodzi jeszcze tryb pracy regulacyjnej. Baza
urządzeń dostępnych na rynku ciągle się powiększa,
a producenci prześcigają się w rozwiązaniach technicznych, czego przykładem może być Firma AVK posiadającą chyba najszerszą ofertę
przepustnic na rynku, w zależności od wykonania oraz przeznaczenia. Podobnie jak
w przypadku zasuw, przepustnice możemy
podzielić na kilka kategorii:
1. Rodzaj transportowanego medium:
– instalacje wodociągowe (sieci wodociągowe, stacje uzdatniania wody, hydrofornie, stacje podnoszenia ciśnienia, przepompownie itp.),
– instalacje ściekowe (kanalizacja ciśnieniowa i podciśnieniowa, oczyszczalnie ścieków, przepompownie,
tłocznie ścieków itp.),
– instalacje przemysłowe (różnego rodzaju ciągi technologiczne, systemy
tłoczące, ciągi chłodnicze, kotłownie,
instalacje wentylacyjne itp.),
– instalacje gazowe (sieci gazowe, powietrzne, stacje gazowe, systemy napowietrzania, stacje redukcyjne itp.),
– instalacje przeciwpożarowe (głównie
instalacje tryskaczowe).
2. Typ zabudowy:
– do zabudowy podziemnej – montowane głównie na instalacjach sieciowych,
60
Zasuwy i przepustnice
należą do najpopularniejszych rozwiązań w branży
wodno-kanalizacyjnej. Firma
AVK dysponuje szerokim
wyborem produktów, w zależności od ich wykonania
i przeznaczenia
kwiecień - czerwiec
– do zabudowy w komarach – montowane głównie na sieciach magistralnych zamkniętych kanałach przerzutowych zrzutowych,
– do zabudowy obiektowej – instalacje wewnątrz
obiektowe (SUW, Oczyszczalnie, przepompownie, tłocznie elektrociepłownie, elektrownie
wodne itp.).
Oba powyższe kryteria wymuszają z kolei trzy
inne kategorie, a mianowicie typ zabudowy, rodzaj wykonania oraz sposób sterowania.
Te z kolei parametry decydują o właściwościach głównie hydraulicznych oraz użytkowych przepustnicy, którymi dość często
kierują się inwestorzy przy ich wyborze
dla swoich obiektów, mając na uwadze
dwie poprzednie kategorie. Najczęściej
stosowanym rozwiązaniem, ze względu
na szeroką paletę możliwości techniczno-użytkowej, stanowią przepustnice centryczne. Mogą one występować w różnych konfiguracjach zabudowy (fot. 1):
– międzykołnierzowe – montowane między dwoma kołnierzami;
– międzykołnierzowe ze śrubami centrującymi;
– jednokołnierzowe;
– dwukołnierzowe krótkie;
– dwukołnierzowe długie (z opcją montażu by-passu).
Zaletą konstrukcji centrycznej oferowanej przez AVK (rys. 1) jest:
– 100% szczelności w obu kierunkach
przepływu uzyskane poprzez centryczny dysk oraz pozycję trzpienia;
Rys. 1. Cechy konstrukcyjne przepustnicy
2 / 2014 [54]
INFRASTRUKTURA WODNA I ŚCIEKOWA
– niewielka strata ciśnienia ze względu na symetryczny dysk
o małej grubości;
– możliwość pracy przepustnicy w warunkach wysokiej próżni;
– wystąpienie efektu samooczyszczenia gdy przepustnica jest
zainstalowana z trzpieniem w pozycji poziomej;
– gumowe uszczelnienie przytwierdzone do korpusu przepustnicy;
– dobra charakterystyka przepływu i niski współczynnik Kv;
– możliwość doboru przepustnicy ze względu na rodzaj uszczelnienia jak i funkcje kontrolne;
– możliwość doboru przepustnicy w zależności typu zabudowy, medium, ciśnienia, temperatury;
– konstrukcja górnej części trzpienia oraz jego wsparcie w górnej i dolnej części na łożyskach przeciwdziała rozerwaniu
przepustnicy;
– brak potrzeby bieżącego utrzymania;
– długi czas użytkowania;
– duży zakres średnic – Dn 40–Dn 2500.
Jak wspomniano powyżej, jedną z zalet przepustnic centrycznych jest możliwość ich wykonania w różnych konfiguracjach
materiałowych. Wybór materiału zależy od:
– ciśnienia roboczego;
– medium dla którego będzie miała zastosowanie;
– temperatury;
– wymagań ze względu na korozję.
Wulkanizowanie przepustnic odbywa się przy użyciu metody wtryskowej, a jej sprawdzenie obejmuje: zdzieralność
powłoki, jednorodność, stopień elastyczności po ściśnięciu
oraz twardość. Zaletą uszczelki przytwierdzonej do korpusu
(rys. 2) jest:
– brak deformacji uszczelki – zarówno w przypadku zastosowania przepustnicy w warunkach próżniowych, jak i w warunkach częstego operowania przepustnicą, nie występują
deformacje uszczelki, dzięki czemu nie ma tarcia pomiędzy
uszczelką a korpusem;
– brak korozji – uszczelnienie będące integralną częścią korpusu powoduje, że nie ma on bezpośredniego kontaktu z medium. Tym samym nie ma potrzeby wykonywania korpusu
z drogiego, niekorodującego materiału, takiego jak brąz czy
stal nierdzewna.
Rodzaj wykonania przepustnicy zależy w dużej mierze od zastosowania. Standardowe zastosowanie, przy pokryciu powłoką o grubości 200 μ (przy zabudowie podziemnej), przewiduje
odporność przepustnicy na wodę i surowy olej, wodę skażoną
chemikaliami, kwasy, płyny alkaliczne, ścieranie i wysoką temperaturę. Dodatkowa ochrona (opcjonalna) zakłada grubsze powłoki o 150 μ, przy zanurzeniu przepustnicy w wodzie morskiej
czy surowych olejach. Specjalne zastosowanie żywic alkydowych, poliuretanu w połączeniu z farbą epoksydową, pozwala
na stosowanie przepustnic w bardzo trudnych środowiskach,
dopuszczających atmosferyczne zanieczyszczenia chemiczne,
obecność płynów agresywnych, węglowodorów alifatycznych,
spalin, smarów. Moment obrotowy przepustnic jest składową
Czynniki te wpływają na dobór uszczelnienia. Spośród ogólnie znanych, najczęściej proponowane to:
– EPDM – może być używana dla mediów zawierających
węglowodany
alifatyczne, aromatyczne
i chlorowe, kwasy o niedużym stężeniu i alkohole.
Odporna jest na ozon oraz
zmienność warunków atmosferycznych. Może być
stosowana w zależności
od rodzaju medium w zakresie temperatur od -40C
Rys. 2. Sposób przytwierdzenia uszczelniedo +120C;
nia do korpusu przepustnicy
– NBR – może być używana
dla mediów zawierających
węglowodory alifatyczne,
oleje i tłuszcze. Doskonale
nadaje się do gazu. Może
być stosowana, w zależności od rodzaju medium,
w zakresie temperatur od
0C do +90C;
– FPM (viton) – całkowicie
odporna na węglowodory
alifatyczne aromatyczne
i fluorowe oraz kwasy
tlenowe. Posiada wysoką
odporność na ozon oraz
zmianę pogody. Może
być stosowana, w zależności od rodzaju medium,
w zakresie temperatur od
Tab. 2. Zestawienie współczynnika Kv
0C do +200C.
kwiecień - czerwiec
Inżynieria
Bezwykopowa
Tab. 1.
2 / 2014 [54]
Zestawienie maksymalnych momentów obrotowych
przepustnic (Ts+Tb)
61
Inżynieria
Bezwykopowa
INFRASTRUKTURA WODNA I ŚCIEKOWA
czterech momentów:
– momentu obrotowego uszczelnienia Ts – do pokonania tarcia
dysku i uszczelnienia;
– momentu obrotowego łożyska Tb – do pokonania tarcia pomiędzy łożyskiem a trzpieniem;
– momentu obrotowego dynamicznego Td – spowodowanego
różnicą ciśnień przy przepływie wzdłuż dysku. Działa w kierunku zamykania i osiąga najwyższą wartość przy otwarciu
70–80;
– momentu obrotowego hydrostatycznego Th – spowodowanego różnicą ciśnień powyżej i poniżej dysku, przy poziomym
ustawieniu trzpienia (ma praktycznie znaczenie powyżej średnicy DN100).
Jedną z najistotniejszych cech przepustnic jest ich charakterystyka przepływu. Dla przepustnic centrycznych maksymalny
przepływ wynosi: dla płynów 4 m/s; dla gazów 30 m/s. Poniżej
zestawiono tabele wartości współczynnika Kv dla przepustnic
centrycznych firmy AVK.
Wszystkie przepustnice mogą być sterowane za pomocą obudowy z kółkiem, dźwigni (fot. 2), przekładni ślimakowej (fot.
3), napędów elektrycznych (fot. 4), napędów pneumatycznych
(fot. 5). Wszystkie przepustnice mogą być montowane zarówno
do zabudowy naziemnej, jak podziemnej. Biorąc
pod uwagę rozwiązania techniczno-materiałowe,
jak również parametry hydrauliczne (wsp.
Kv), można jednoznacznie stwierdzić, iż
na rynku nie występuje zbyt dużo produktów konkurencyjnych o podobnych parametrach. Dodatkowo potencjał AVK potwierdziło wprowadzenie
na rynek unikatowych rozwiązań,
za jakie można uznać np. przepustnicę centryczną z by-passem,
która sprawdza się magistralach
(Warszawie i Poznaniu) (fot. 6)
Oprócz opisanych powyżej przepustnic, firma AVK posiada również w swojej
ofercie przepustnice centryczne z wymiennymi uszczelnieniami, jako alternatywne rozwiązanie w stosunku do konkurencji. Stało się tak dzięki
wykupieniu firmy INTERAP w 2012 r. Przepustnice te
62
kwiecień - czerwiec
Fot. 2.
Fot. 3.
Fot. 4.
SUW w Górze Kal.
SUW w Płońsku
SUW w Bielsku
Podlaskim
Fot. 5.
Fot. 6.
Fot. 7.
SUW w Żyrardowie
Przepustnica z by-passem
na instalacji w Poznaniu
SUW w Markach
posiadają nieco inne parametry materiałowo-eksploatacyjne i są
dedykowane bardziej do przemysłu, aczkolwiek z powodzeniem montowane są również na SUW (fot. 7).
Drugą szeroką grupę przepustnic stanowią przepustnice centryczne (fot. 8), dedykowane głównie dla sieci wodociągowych.
Ideą niecentryczności przepustnicy jest przesuniecie osi trzpienia w stosunku do obu osi symetrii przepustnicy.
Przepustnice tego rodzaju mają również swoje zalety instalacyjne, takie jak:
– przepływ dwukierunkowy (nie każda przepustnica tego typu
to gwarantuje);
– dysk jest tak zaprojektowany, aby moment potrzebny przy
operowaniu przepustnicą był możliwie najniższy przy pełnej
różnicy ciśnień;
– nacisk na uszczelkę ustępuje już przy kilku stopniach otwarcia;
– tylko przy pełnym zamknięciu uszczelka jest w pełni dociśnięta do siedziska dając 100% szczelności.
Reasumując, można stwierdzić, iż na rynku
przepustnic mamy do czynienia z różnorodnością rozwiązań, z których każde ma określone zalety i preferencje zastosowania.
Należy jednak pamiętać, że podobieństwo konstrukcji nie oznacza porównywalności technicznej. Na to składa
się szereg czynników, które przede
wszystkim wynikają z doświadczenia
producenta, zastosowanej myśli technologicznej czy wreszcie materiałów
użytych do jej wytworzenia. Dlatego
należy zawsze zwracać uwagę na wykonanie tak, by porównywanie dostępnych rozwiązań odbywało się na tej samej
płaszczyźnie konstrukcyjno-materiałowej,
mając na uwadze żywotność urządzeń.

Fot. 8. Przepustnica acentryczna
2 / 2014 [54]