Уніфіковані газорозрядні рампи для технічних газів
Понад 14 років ТОВ "НВО Моніторинг" виготовляє нестандартні газорозрядні рампи відповідно до вимог замовників. За цей час розроблено понад півтори сотні різних модифікацій рамп із застосуванням різної вітчизняної та зарубіжної арматури, регуляторів тиску (фото. 1). Це, в першу чергу, арматура та регулятори тиску компаній: "Барнаульський арматурний завод", ВАТ "Крас", ВАТ "Сплав", "Airflow" (Італія), "HOKE" і "Go regulator" (США), "GCE" ( Швеція), "SHiN Heung" (Ю.Корея). Створення обладнання за індивідуальними замовленнями звичайно дозволяє максимально задовольнити будь-які побажання Замовника, але, з іншого боку, призводить до збільшення обсягу проектно-конструкторських робіт, збільшення терміну виготовлення обладнання і, як наслідок збільшення ціни виробу. Зростаюча кількість замовлень на виробництво газорозрядних рамп призвела до необхідності їх класифікації та створення уніфікованих рядів, які максимально відповідають технологічним вимогам та вимогам промислової безпеки.
2. Класифікація розрядних рамп. За своїм призначенням розрядні рампи можна розділити на три класи:
2.1. Рампи для технічних газів і газових сумішей. Це найбільш затребуваний тип рамп, що застосовується для газоподібних продуктів поділу повітря (кисень, азот, аргон), для інших інертних газів (гелій, вуглекислота, елегаз і т.д.), а також для горючих газів (водень, метан, пропан, ацетилен). При цьому технічними газами можна називати гази звичайної чистоти (до 99,995%), що виробляються у великих масштабах за стандартними технологіями.
2.2. Рампи для високочистих газів. Високочисті гази застосовуються набагато в менших масштабах, переважно в газоаналітичних цілях, для процесів високих технологіймікроелектроніка, оптоволоконне виробництво та ін.). Споживання таких газів висуває високі вимоги до труб, арматури, регуляторів, фітингів та інших пристроїв, які використовуються у складі газорозрядних рамп.
2.3. Рампи для спеціальних (агресивних та токсичних) газів. До цих газів можна віднести такі як: аміак, хлор, сірководень, діоксид сірки, флюбор, силани, фосфіни, арсини та ін. Робота з такими газами вимагає спеціальних схемних рішень та арматури, що виключають попадання робочого середовища в навколишню атмосферу і навпаки. Крім того, скидні (продувні) потоки з рамп направляються в спеціальні реактори знешкодження газів. У цьому матеріалі розглядаються аспекти лише першого класу рамп – для технічних газів та газових сумішей на їх основі.
3. Уніфіковані рампи для технічних газів.
3.1. При створенні уніфікованого ряду рамп було створено такі причины: 3.1.1. Використовуються два типи джерела компримованого балонного газу: - індивідуальні балони об'ємом 40 і 50л з робочим тиском 150 і 200 бар;
3.1.2. Балони можуть бути українського виробництва (Первоуральський новотрубний завод) з діаметром 219мм, або імпортні, європейського стандарту з діаметром 229мм, наприклад, виробництва "Worthington Cylinders Gmbh" (Австрія). [1]. 3.1.3. Приєднувальні різьби у балонів з технічними газами - відповідно до українського стандарту: - кисень, інертні гази G3/4", - водень, горючі гази W21,8х1/14?LH - ацетилен - спецприєднання під затискач. 3.1.4. Для стандартизації системи газозабезпечення балонним газом прийняти наступне: - індивідуальні балони застосовувати до кількості балонів в однійгілки рампи, що дорівнює 6, - при споживанні більшої кількості газу використовувати моноблоки, в одній гілки не більше чотирьох. 3.1.5. Застосовувані арматура, регулятори тиску та інші елементи рамп повинні мати високу надійність і ремонтопридатність. 3.1.6. Несуча конструкція рампи повинна бути розбірною для зручності компактного пакування та транспортування при відвантаженні Замовнику, а так само проста у складанні персоналом без спеціальної підготовки. У конструкції повинні використовуватися стандартні для серії елементи та технічні рішення.
3.2. Типи рамп для технічних газів.
Газорозрядні рампи можна розділити на типи за кількома ознаками:
3.2.1. За типом використовуваного газу: - рампи для кисню та інертних газів, - рампи для водню, метану, оксиду вуглецю та інших горючих газів, - рампи для пропану (необхідність виділення цього типу обґрунтовується суттєвою відмінністю габаритів пропанового балона від балонів інших горючих газів), - рампи для ацетилену (тут необхідність виділення цього типу обґрунтовується вимогами до безпечного робочого тиску ацетилену при його транспортуванні трубопроводом) [2,3].
3.2.2. За типом джерела газу: - рампи для індивідуальних балонів, - рампи для моноблоків (відрізняються від балонних конструктивом, при однаковому схемному рішенні).
3.2.3. За технологічним виконанням: - рампи з однією гілкою, коли всі джерела газу знаходяться на одному колекторі, з якого проводиться одночасна їх розрядка (див. рис.2), - рампи з двома гілками (рис. 3), коли частина джерел газу підключено до першого колектора (1), а інша частина - до другого (2). При цьому гілки об'єднуються в рампу через щит перемикань та редукування (3). Таке підключення дозволяє забезпечитибезперервний процес видачі газу при перемиканні розрядки гілок.
Виділення щита перемикання та редукування в окремий вузол обґрунтовано умовами уніфікації, а також тим, що часто цей щит раціонально розмістити ближче до точки споживання для зручності обслуговування оператором, а джерела тиску повинні розміщуватись відповідно до вимог правил [4] у загальному випадку на значному віддалення від точки споживання.
3.2.4. За рівнем автоматизації рампи: - з ручним перемиканням гілок рампи (див. рис. 3), - напівавтоматична (рис. 4): з автоматичним перемиканням з однієї (витраченої) гілки на іншу та ручним поверненням у вихідний стан після заміни балонів, - автоматична (рис. 5) - повністю автоматизована за винятком процесу заміни балонів.
3.2.5. За типом несучої конструкції: - з кріпленням на стіні (приміщення або зовнішня стіна будівлі), - з кріпленням на стіні, з опорою на підлогу (для приміщень з низькою несучою здатністю стін).
3.2.6. За типом розміщення: - рампа, що відкрито розміщується на вулиці або в приміщенні, - рампа в шафовому, закритому варіанті виконання. рамп для технічних інертних газів та кисню (рис. 2-5), водню та інших горючих газів (рис.6), ацетилену (рис.7).
Щит перемикань і редукування може з'єднуватися безпосередньо з гілками рампи, або розміщуватися в зоні, що обслуговується оператором, і з'єднуватися з гілками за допомогою трубопроводів. Для редукування газу на щиті використовуються регулятори тиску компанії "GCE", що відповідають вимогам замовника. В окрему групу уніфікованих рамп можна віднести рампи для технічних газів,що розміщуються в захисній металевій шафі. Такі рампи найчастіше використовують лабораторії чи споживачі малих кількостей газу. Ця група рамп заслуговує на окрему увагу і матеріал про неї буде викладено в окремій статті.
1. А.Г.Рубан. Інноваційне забезпечення лідерства над ринком газових балонів. Технічні гази-2008.-№2.-С. 49-55. 2. ГОСТ 5457-75 Ацетилен розчинений та газоподібний технічний. Технічні умови. ЦК СРСР за стандартами. 3. В.М. Антонов, А.С. Лапідус. Виробництво ацетилену, " Хімія " , Москва, 1970, стр.24. 4. ОСТ 290.004-02 Правила з проектування виробництв продуктів поділу повітря. Москва 2002.