ОГНЕЗАДЕРЖИВАЮЩИЙ КЛАПАН. ПРОТИВОВЗРЫВНЫЙ КЛАПАН

ОГНЕЗАДЕРЖИВАЮЩИЙ КЛАПАН (ПРОТИВОПОЖАРНЫЙ КЛАПАН) — это механическое устройство с нормируемым пределом огнестойкости (см. ПРЕДЕЛ ОГНЕСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИИ), автоматическим и дистанционным управлением для перекрытия вентиляционных каналов или проемов в ограждающих строительных конструкциях [1].

КЛАПАН ПРОТИВОПОЖАРНЫЙ — это автоматически и дистанционно управляемое устройство для перекрытия вентиляционных каналов (см. ВЕНТИЛЯЦИЯ) или проемов в ограждающих строительных конструкциях зданий, имеющее предельные состояния по огнестойкости, характеризуемые потерей плотности и потерей теплоизолирующей способности:

· нормально открытый (закрываемый при пожаре (см. ПОЖАР));

· нормально закрытый (открываемый при пожаре или после пожара);

· двойного действия (закрываемый при пожаре и открываемый после пожара) [2].

Рис. 1. Виды противопожарного клапана: 1 – клапан двойного действия; 2 – клапан нормально открытый; 3 – клапан нормально закрытый

Дымовой клапан - клапан противопожарный нормально закрытый, имеющий предельное состояние по огнестойкости, характеризуемое только потерей плотности, и подлежащий установке непосредственно в проемах дымовых вытяжных шахт (вертикальных огнестойких каналов) в защищаемых коридорах.[3]

Назначение

Огнезадерживающие клапаны используются при монтаже систем общеобменной вентиляции практически в каждом здании. Строительные и пожарные нормы (см. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ ПО ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ) предполагают применение этих устройств практически во всех системах вентиляции. В условиях повседневной эксплуатации здания данное оборудование, как такового участия не принимает, но предусмотреть установку клапанов необходимо в каждом объекте, где существует принудительная вентиляционная система.

Противопожарный клапан устанавливают в противопожарной преграде (см. ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ПРЕГРАДА) или непосредственно у преграды (либо за ее пределами), со стороны защищаемого помещения (см. ОБЪЕКТ ЗАЩИТЫ), обеспечивая на участке воздуховода от преграды до заслонки клапана предел огнестойкости противопожарной преграды.

Нормально закрытый противопожарный клапан, открываемый при пожаре, предназначенный для установки в системах приточной и вытяжной противодымной вентиляции (см. ПРОТИВОДЫМНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ), а также в случаях, отличных от тех, когда устанавливается дымовой клапан.

Противопожарный клапан двойного действия — нормально открытый клапан, закрываемый при пожаре и открываемый после пожара, устанавливаемый в системах вентиляции, обслуживающих помещения, которые защищаются АУГП (см. АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ), АУПП (см. АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ) и АУАП (см. АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА АЭРОЗОЛЬНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ).

Дымовой клапан, предназначенный для установки в проемах дымовых вытяжных шахт для удаления дыма из коридоров и холлов на путях эвакуации (см. ЭВАКУАЦИОННЫЙ ПУТЬ).

Критерии огнестойкости

Предел огнестойкости конструкции противопожарного клапана определяется временем от начала нагревания испытуемого образца до наступления одного из предельных состояний при заданном перепаде давления (см. ОГНЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ).

Учитываются два вида предельных состояний противопожарных клапанов по огнестойкости:

· I — потеря теплоизолирующей способности;

· Е — потеря плотности.

Обозначение предела огнестойкости клапанов состоит из условных нормируемых предельных состояний и цифры, соответствующей времени достижения одного из них (первого по времени) в минутах, например:

· I 120 — 120 мин по признаку потери теплоизолирующей способности;

· EI 60 — 60 мин по признакам теплоизолирующей способности и потери плотности независимо от того, какой из двух достигается ранее.

Когда для конструкции нормируются (или устанавливаются) различные пределы огнестойкости по различным предельным состояниям, их обозначение состоит из двух частей, разделенных наклонной чертой, например:

Е 120/I 60 — требуемый предел огнестойкости по признаку потери плотности — 120 мин, а по признаку потери теплоизолирующей способности — 60 мин.

Цифровой показатель в обозначении предела огнестойкости должен соответствовать одному из чисел следующего ряда: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180 (п. 4.1.1, ГОСТ Р 53301-2019).

Потеря теплоизолирующей способности противопожарных клапанов характеризуется повышением температуры (см. ТЕМПЕРАТУРА. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ) в среднем более чем на 140 °С или локально более чем на 180 °С на необогреваемой поверхности заслонки клапана, а также на наружных поверхностях его корпуса на расстоянии 0,05 м (не менее чем в четырех точках сечения на указанном расстоянии) и узла уплотнения корпуса клапана в проеме ограждающей конструкции.

Вне зависимости от первоначальной температуры указанных поверхностей значение локальной температуры должно быть не более 220 °С в любых точках (в том числе, где ожидается локальный прогрев, — стыки, углы, теплопроводные включения) (п. 4.1.2, ГОСТ Р 53301-2019) [3].

Предел огнестойкости конструкции противопожарного клапана определяется временем от начала нагревания испытуемого образца до наступления одного из предельных состояний при заданном перепаде давления. [3]

Конструкция противопожарного клапана

Рис. 2. Устройство противопожарного клапана: 1 – корпус клапана; 2 – заслонка; 3 – кожух; 4 – привод; 5 – тепловой замок; 6 – люк обслуживания; 7 – ключ; 8 – кольцо фиксатора заслонки; 9 – ТРУ; 10 – клеменная колодка; 11 – указатель положения заслонки, 12 – гнездо под ключ для ручного взвода пружины привода; 13 – рычаг ручного срабатывания привода заслонки

Устройство противопожарного клапана состоит из следующих элементов:

1. Корпус. Он может быть квадратного, круглого или прямоугольного сечения. Изготавливается из металлических сплавов, не подверженных коррозии, или оцинкованной стали. Имеет один фланец — стеновое исполнение или два присоединительных элемента, для канального варианта монтажа.

2. Заслонка — поворотной конструкции, располагающейся полностью внутри корпуса. Может быть только цельной, для обеспечения надежности и плотности изделия; дроссельные заслонки, предназначенные для регулировки потоков воздуха, что состоят из нескольких частей, соединенных между собой, для КП не применяются. Для установки на вентиляционные прямоугольные короба большого сечения изготавливаются с несколькими заслонками, называемые многостворчатыми.

Корпуса огнезадерживающих клапанов выпускаются в двух вариантах исполнения — для внутреннего и наружного размещения привода.

Для обеспечения необходимого предела стойкости к воздействию огневого потока (см. ТЕПЛОВОЙ ПОТОК), способного распространяться по вентиляционному коробу/каналу, заслонку и стенки корпуса обрабатывают термостойкими покрытиями/красками (см. ТОНКОСЛОЙНОЕ ВСПУЧИВАЮЩЕЕСЯ ОГНЕЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ), отвечающими требованиям по огнезащите металлических конструкций (см. КОНСТРУКТИВНАЯ ОГНЕЗАЩИТА).

3. Привод. Он может быть пружинным, электромагнитным или электромеханическим. Управление приводом осуществляется дистанционно или в автоматическом режиме. В качестве побудительной внешней системы в большинстве случаев используются установки АПС с тепловыми, газовыми, дымовыми пожарными извещателями (см. ДЫМОВОЙ ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ), способными фиксировать тление (см. ТЛЕНИЕ), начальную стадию возгорания органических веществ.

ПРОТИВОВЗРЫВНОЙ КЛАПАН — это клапан, предназначенный для защиты от разрушительного давления взрыва (см. ВЗРЫВ) внутри технологического оборудования посредством сброса избыточного давления и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановлении рабочего давления в оборудовании [1].

Предохранительное устройство — предохранительная арматура всех типов (клапаны, мембраны или сочетания их), предназначенная для защиты оборудования и трубопроводов от превышения давления путем сброса избытка рабочей среды [4].

Конструкция предохранительного клапана

Противовзрывной клапан является распространенным средством защиты аппаратуры от превышения давления. Широкое применение имеют клапаны пружинного, откидного и других типов, которые выбирают в соответствии:

· с расчетами пл. сбросных отверстий;

· пропускной способностью;

· параметрами рабочего давления и давления срабатывания;

а также с учетом конкретных условий работы защищаемой аппаратуры. 

Рис. 3. Устройство предохранительного клапана: 1 – неподвижный сердечник; 2 – винты крепления крышки; 3 – затвор; 4 – уплотнительное кольцо; 5 – корпус; 6 – крышка; 7 – электрический коннектор; 8 – электромагнитная катушка

Общие требования к предохранительным клапанам

1. Рычажно-грузовые клапаны допускается устанавливать только на стационарных сосудах.

2. Конструкцией грузового и пружинного клапана должно быть предусмотрено устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы сосуда. Возможность принудительного открывания должна быть обеспечена при давлении, равном 80 % давления настройки.

Допускается устанавливать клапаны без приспособлений для принудительного открывания, если оно недопустимо по свойствам рабочей среды (вредная, взрывоопасная и т. д.) или по условиям проведения рабочего процесса. В этом случае проверку клапанов следует проводить периодически в сроки, установленные технологическим регламентом, но не реже одного раза в 6 месяцев при условии исключения возможности примерзания, прикипания, полимеризации или забивания клапана рабочей средой.

3. Пружины клапанов должны быть защищены от недопустимого нагрева (охлаждения) и непосредственного воздействия рабочей среды, если она оказывает вредное воздействие на материал пружины.

4. Массу груза и длину рычага рычажно-грузового клапана следует выбирать так, чтобы груз находился на конце рычага.

Отношение плеч рычага не должно превышать 10:1. При применении груза с подвеской его соединение должно быть неразъемным. Масса груза должна быть не более 60 кг и указана (выбита или отлита) на поверхности груза.

5. В корпусе клапана и отводящих трубопроводах должна быть предусмотрена возможность удаления конденсата из мест его скопления.

6. Клапаны и их вспомогательные устройства должны быть сконструированы так, чтобы при отказе любого управляемого или регулирующего органа, или при прекращении подачи энергии на клапан управления была сохранена функция защиты сосуда от превышения давления путем дублирования или иных мер.

7. Клапаны, приводимые в действие с помощью электроэнергии, должны быть снабжены двумя независимыми друг от друга источниками питания. В электрических схемах, где отключение энергии вызывает импульс, открывающий клапан, допускается один источник питания.

8. Рабочая среда, применяемая для управления клапанами, не должна подвергаться замерзанию, коксованию, полимеризации и оказывать коррозионное воздействие на материал клапана.

9. Конструкция клапана должна обеспечивать его закрывание при давлении не менее 95 % давления настройки.

10. Клапан должен быть снабжен не менее чем двумя независимо действующими цепями управления, которые должны быть сконструированы так, чтобы при отказе одной из цепей управления другая цепь обеспечивала надежную работу клапана [4].

Основные недостатки:

· противовзрывной клапан ненадежен при использовании в среде, склонной к кристаллизации, полимеризации и т. д.;

· противовзрывной клапан дает существенные протечки в закрытом состоянии, что сопряжено с потерями ценных продуктов и загрязнением окружающей атмосферы.

Этих недостатков удается избежать при совместном применении предохранительных мембран и противовзрывных клапанов специальных модификаций. Такое комбинированное противовзрывное (предохранительное) устройство работает как мембрана до первого срабатывания и как предохранительный клапан — до замены сработавшей мембраны. Противовзрывной клапан с предохранительной мембраной обладает высокой надежностью, абсолютной герметичностью, малой чувствительностью к склонности среды кристаллизоваться и полимеризоваться, высоким быстродействием.

Статью «Противопожарные и дымовые клапаны систем вентиляции: виды, критерии выбора, места установки» см. по ссылке.

Литература

1. Лит. Энциклопедия «Пожарная безопасность», ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2019.

2. СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности».

3. ГОСТ Р 53301-2019 «Клапаны противопожарные вентиляционных систем. Метод испытаний на огнестойкость».

4. ГОСТ 12.2.085-2017 «Арматура трубопроводная. Клапаны предохранительные. Выбор и расчет пропускной способности».