КАК СВЕРНУТЬ ТРУБОПРОВОДНУЮ АРМАТУРУ

Во многих случаях можно заметить, что арматура «свертывается». Она свертывается внутри себя самой, (клапан, привод и позиционер становятся единым целым), внутри контура (как минимум, существенная часть информации может быть обработана внутри контура регулирования без значительного участия системы автоматизации). Происходит свертывание компонентов арматуры (например, механические детали заменяются элементами программирования, не имеющими материальных деталей) и внутри технологических схем. При проектировании многих узлов установок, в которые ранее входила арматура, она уже не предусматривается и даже не может быть предусмотрена, в связи со сложностью ее установки и обслуживания. Примером являются подводные трубопроводы, в частности газопровод «Северный поток».

В арматуре хорошо заметно свертывание ее подсистем. Входя в собственно арматурный узел, подсистемы теряют свои корпуса, крепежные элементы и уже не могут быть разделены функционально и технически от основного узла. Например, позиционер включает элементы подсистемы для работы и диагностики клапана, за счет насыщения его сенсорами, конечными выключателями, сменными элементами, например, платами, золотниками и др., рис.1. Ранее эти элементы устанавливались на клапан отдельно.

Рис. 1. Подсистемы позиционера ND9000

Или вместо двух клапанов грубого и тонкого регулирования устанавливается один с наиболее широким диапазоном регулирования, рис.2.

Рис. 2. Пример свертывания контура регулирования за счет применения клапана с широким диапазоном расходной характеристики

Общая линия свертывания — развертывания системы регулирования показана на рис.3.

Рис.3. Линия развертывания – свертывания регулирующих клапанов и системы регулирования

Одновременно начинается свертывание системы, рис.4.

Рис.4. Линия свертывания системы регулирования

Иллюстрация свертывания, включая полное, когда элементы системы клапана уже не могут существовать отдельно приведена на рис. 5.

Рис. 5. Свертывание системы клапана Источник www.metso.com

Из рис. 5 заметно, что «свертывается не только сам клапан, в частности, за счет совмещения рабочего органа (затвора) с осью потока, но и система в целом – «клапан-привод-позиционер».

Подведем итоги. Из проведенного обзора видны основные направления свертывания арматуры по некоторым основным надсистемам. Схема свертывания арматуры представлена ниже:

Рис. 6. Схема «свертывания» арматуры

Отметим, что рассмотрены не все надсистемы. Ими, в связи с появлением новых требований, могут выступать и транспортные системы (арматура приобретает специальные грузозахватные устройства, системы маркировки и отличимости); экологические системы — так, можно рассмотреть вопрос «усложнения» арматуры, с целью дальнейшего упрощения ее утилизации; более развитая система обслуживания, в частности, многие клапаны развиваются в направлении «ремонта на трубопроводе», без снятия корпуса клапана с трубопровода.

Продолжая обобщать, можно видеть, что свертывание может происходить двумя путями:

повышением числа выполняемых функций и уменьшением количества элементов. К наиболее ярким примерам первой части относится, например, появление в арматуре функций, присущих клапану с встроенными датчиками давления и перепада давлений или с расширенными возможностями диагностики, способными заменить часть функций АСУ ТП.

Уменьшение количества элементов происходит за счет внутреннего свертывания. Это легко увидеть в переходе от поршневого привода к зубчато-реечному, где два поршневых привода одностороннего действия заменяются одним приводом с подачей воздуха с двух сторон, рис.7.

Рис. 7. Свертывание в приводах. Замена поршневых приводов зубчато-реечными

Особо следует выделить увеличение доли выполнения функций за счет роста программируемой связи частей, не требующей дополнительных материальных элементов. Так, механические концевики заменяются электромеханическими и электронными, функции диагностики чаще передаются бесконтактным датчикам, цифровым контроллерам и др.

Задача свертывания по времени исполнения, например, настройки клапанов, часто встречается при монтаже и вводе в эксплуатацию. Благодаря большому количеству арматуры в технологических схемах подход к арматурному хозяйству как к системе с множеством однотипных элементов делает эффективным такие механизмы свертывания как более полное использование программируемых элементов, стандартизация программирования и более полное использование автоматически выполняемых функций. Экономия из расчета на 100 регулирующих клапанов по данным компании Метсо при этом может составить свыше 20 000 евро, а относительная стоимость позиционера ND9000 по сравнению с электропневматическим позиционером NE с учетом временных затрат на ввод в эксплуатацию уменьшается на 17-20%.

Таким образом, арматура свертывается. Свертывание происходит через уменьшение ее размеров, усилий и времени выполнения функций с переходом к все более нематериальным способам выполнения своих функций. Она свертывается как внутри себя, так и через свертывание своих подсистем или растворяется в своих надсистемах, становясь все более их интегрированной частью. Для определения особенностей развития арматуры как технической системы во всей взаимосвязи с надсистемами нам потребуется более глубокое рассмотрение.

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *