Спасательный круг в суровую зиму: систематические стратегии профилактики и контроля для эксплуатации и технического обслуживания клапанов в зимний период 

В зимний период при низких температурах условия эксплуатации клапанов значительно ухудшаются, что приводит к частым проблемам, таким как замерзание, заклинивание, утечки и разрушение корпуса клапана. Неадекватное управление может привести не только к остановке завода, но и к утечкам среды, повреждению оборудования или даже инцидентам, связанным с безопасностью. В связи с этим в отрасли широко признано, что управление клапанами в зимний период должно быть сосредоточено на четырех ключевых аспектах: предотвращение замерзания и затвердевания, обеспечение теплоизоляции и беспрепятственного потока, предотвращение заклинивания и защита от отказа уплотнений. Целевые меры должны быть реализованы с учетом условий установки клапана, конструкции и характеристик среды.

I. Предотвращение замерзания и обледенения — основная задача при эксплуатации клапанов в зимний период

В системах транспортировки воды, нефтепродуктов и различных химических веществ затвердевание среды или замерзание скопившихся жидкостей при низких температурах может легко привести к расширению объема, что в свою очередь вызывает разрыв корпусов клапанов, седел или соединительных трубопроводов. Следовательно, клапаны, установленные на открытом воздухе или в трубопроводных галереях, обычно требуют использования специальных изоляционных рукавов. Они должны полностью покрывать критические холодные точки, такие как фланцы, штоки клапанов, сливные отверстия и вентиляционные отверстия, при этом обеспечивая водонепроницаемость и герметичность изоляционного слоя, чтобы предотвратить отказ из-за проникновения дождя или снега и последующего замерзания.

Для трубопроводов, по которым транспортируются среды, склонные к затвердеванию, особенно важны интегрированные системы парового или электрического обогрева. Эксплуатационные подразделения должны регулярно контролировать температуру обогрева, которая обычно поддерживается на 10–20 °C выше точки замерзания среды. Это предотвращает как затвердевание среды, так и разрушение уплотнений из-за перегрева. Клапаны, работающие в прерывистом режиме или выведенные из эксплуатации на длительный срок, после остановки должны быть тщательно осушены от остаточных жидкостей. При необходимости клапан должен быть изолирован глухими фланцами, после чего он должен быть полностью обернут изоляцией и иметь четкую идентификационную маркировку.

Не меньшего внимания требует защита от замерзания подземных клапанов. Попадание воды в камеры клапанов при низких температурах легко приводит к замерзанию штока и седла. Поэтому операторы должны регулярно проверять уплотнения камер, ремонтировать трещины, удалять скопившуюся воду и лед, а также устанавливать антифризные устройства на штоке для обеспечения надежной работы.

II. Дифференцированное зимнее обслуживание различных типов клапанов
Из-за конструктивных и эксплуатационных различий для различных типов клапанов в условиях низких температур возникают различные факторы риска. Задвижки и проходные клапаны в зимний период подвержены коррозии штока и усадке сальника. Во время эксплуатации обычно требуется регулярное частичное открытие и закрытие, а также нанесение на штоки клапанов смазки, устойчивой к низким температурам, для предотвращения заклинивания резьбы и застревания при работе.

В случае шаровых и дроссельных клапанов особое внимание следует уделять состоянию смазки подшипников штока и уплотнительных седел. Клапаны, оснащенные пневматическими или электрическими приводами, требуют особо тщательной гидроизоляции и утепления механизма привода. Необходимо предотвратить попадание конденсата в воздушный контур или внутрь двигателя, где при низких температурах он может привести к повреждению оборудования.

Обратные клапаны, конденсатоотводчики, сливные клапаны и пробоотборные клапаны особенно подвержены замерзанию и блокировке в зимний период. Эти клапаны обычно имеют небольшой диаметр и низкую пропускную способность, что делает их очень уязвимыми для выхода из строя из-за замерзших примесей или конденсата. Следовательно, необходимо увеличить частоту проверок, своевременно очищать фильтры и сливать скопившиеся жидкости. Предохранительные клапаны и редукционные клапаны должны проходить специальную калибровку перед наступлением зимы, чтобы предотвратить снижение характеристик пружины и ухудшение надежности уплотнения из-за низких температур.

III. Стандартизированная эксплуатация является ключом к предотвращению повреждения клапанов в зимний период

В условиях низких температур материалы клапанов демонстрируют пониженную прочность, и любое ненадлежащее обращение может непосредственно привести к поломке штока или повреждению корпуса. На объекте повсеместно соблюдается принцип «сначала проверьте, потом работайте, открывайте и закрывайте осторожно». После подтверждения отсутствия замерзания, блокировок или аномалий клапаны следует открывать или закрывать медленно.

В случае замерзания или заклинивания строго запрещается использовать гаечные ключи для принудительной эксплуатации или ударять по корпусу клапана. Правильная процедура заключается в изоляции трубопроводов выше и ниже по течению, а затем в применении теплой воды температурой 40–50 °C для равномерного и постепенного размораживания замерзшего участка. Испытательная эксплуатация должна начинаться только после того, как сердечник клапана восстановит полную подвижность. Клапаны противопожарной системы относятся к приоритетным активам, требующим поддержания полного давления воды и эффективной изоляции в течение всей зимы для обеспечения быстрого развертывания в чрезвычайных ситуациях.

IV. Укрепление основ управления в зимний период посредством институционализированных инспекций и материальной поддержки

Для снижения рисков выхода из строя в зимний период эксплуатационные подразделения обычно ведут специальные журналы инспекций, в которых указывается частота инспекций в зависимости от местоположения и критичности клапанов. Объем инспекций включает состояние изоляции и обогрева, состояние уплотнений, внешний вид клапанов и надежность их работы, а также состояние потока среды в трубопроводах выше и ниже по течению.

Одновременно с этим важной мерой для обеспечения готовности к чрезвычайным ситуациям является предварительное складирование низкотемпературных смазочных материалов, изоляционных материалов, трубопроводов обогрева и запасных частей для критически важных клапанов. Благодаря усовершенствованию ведения журналов, четкому распределению обязанностей и улучшению оперативного обучения можно эффективно минимизировать человеческий фактор. Это позволяет трансформировать управление клапанами в зимний период из реагирования на чрезвычайные ситуации в принятие проактивных превентивных мер.