Pytanie: Rola zaworów ze standardem „NAMUR” w automatyzacji zaworów przemysłowych w przemyśle chemicznym i przetwórczym.

W przemyśle chemicznym, petrochemicznym, naftowym i gazowniczym oraz w oczyszczalniach wody przepływ cieczy kontrolowany jest za pomocą dużych zaworów procesowych, takich jak zawory kulowe, zawory motylkowe i zawory klinowe. Te ciężkie zawory są otwierane i zamykane przez obrót o 90° przy użyciu pneumatycznych zaworów obrotowych (często konstrukcji typu „zębatka–koło zębate” lub „yoke scotch”).

Aby sterować tymi zaworami obrotowymi elektrycznie, inżynierowie korzystają z zaworów elektromagnetycznych. Jednak w surowych środowiskach przetwarzania chemicznego stosowanie standardowych zaworów szeregowych zawory elektromagnetyczne podłączenie za pomocą zewnętrznego przewodu elastycznego jest wysoce niezalecane ze względu na ryzyko uszkodzeń mechanicznych, korozji oraz wycieków pod ciśnieniem. Zamiast tego przemysł procesowy wykorzystuje system montażowy zgodny ze standardem NAMUR. Poniżej zespół inżynierów AIRWORK omawia rolę zaworów zgodnych ze standardem NAMUR, ich korzyści techniczne oraz sposób, w jaki zapewniają one bezpieczeństwo automatyzacji procesów w kluczowych zastosowaniach B2B.

1. Co to jest standard „NAMUR”?

NAMUR to skrót od niemieckiej nazwy Normenarbeitsgemeinschaft fuer Mess- und Regeltechnik in der Chemischen Industrie, co w tłumaczeniu oznacza Stowarzyszenie ds. Standardów w zakresie pomiaru i regulacji w przemyśle chemicznym. To europejskie stowarzyszenie opracowało wytyczne standaryzacyjne mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa, niezawodności oraz światowej wymienialności komponentów sterowania procesami.

Głównym standardem określającym interfejsy pneumatyczne jest norma VDI/VDE 3845, znana powszechnie jako standard NAMUR. Specyfikacja ta definiuje ustandaryzowany kształt mocowania, odstęp śrub oraz położenie otworów w płaskiej powierzchni obrotowego siłownika pneumatycznego. Elektrozawór zgodny ze standardem NAMUR (np. seria AIRWORK 4M) jest zaprojektowany z odpowiadającymi sobie otworami i otworami pod śruby, co umożliwia jego bezpośrednie zamocowanie na płaskiej powierzchni siłownika bez konieczności stosowania dodatkowych przewodów pneumatycznych lub wsporników.

2. Zalety techniczne bezpośredniego montażu zgodnego ze standardem NAMUR

Bezpośredni sposób montażu zaworów NAMUR zapewnia kilka kluczowych zalet w porównaniu do tradycyjnego montażu w linii przewodów:

• Eliminacja Rurki i elementy łączące: W konfiguracji niezgodnej z normą NAMUR do dwóch portów siłownika obrotowego należy prowadzić dwie osobne linie rur poliuretanowych lub ze stali nierdzewnej, wychodzące od zaworu sterującego. Każde połączenie rur, kolanko oraz gwintowane elementy łączące stanowią potencjalne miejsce wycieku. W zakładzie chemicznym, w którym występują agresywne opary lub siły wibracyjne, takie rury mogą ulec degradacji, pęknięciu lub rozluźnieniu się pod wpływem drgań. Zawór zgodny z normą NAMUR jest bezpośrednio przykręcany do korpusu siłownika za pomocą uszczelek pierścieniowych typu O-ring montowanych na powierzchni styku. Dzięki temu całkowicie eliminuje się zewnętrzne rury, elementy łączące oraz wsporniki, redukując liczbę potencjalnych miejsc wycieku do zera.
• Ochrona mechaniczna i oszczędność przestrzeni: Usunięcie zewnętrznego przewodzenia sprawia, że zawór i siłownik stają się jednostką integralną, solidną i skondensowaną. Taka zwarta konstrukcja jest znacznie lepiej chroniona przed przypadkowymi uszkodzeniami mechanicznymi (np. upadającymi narzędziami lub przypadkowym deptaniem przez operatorów) oraz zajmuje znacznie mniej miejsca w ciasnych galeriach rurowych.
• Uniwersalna wymienialność: Ze względu na ścisłe standaryzowanie wzorów otworów montażowych i konfiguracji przyłączy menedżerowie zakupów B2B mogą zakupić zawór NAMUR od jednego producenta (np. JZPNU) i zamontować go bezproblemowo na siłowniku obrotowym innego producenta. Ta globalna zgodność upraszcza zarządzanie zapasami oraz skraca czasy wymiany podczas konserwacji zakładu.

3. Elastyczność funkcjonalna: możliwość przekształcenia zaworu 3/2 na zawór 5/2 i odwrotnie

Jedną z najbardziej eleganckich cech inżynierskich wysokiej klasy zaworów NAMUR jest ich elastyczność funkcjonalna. Siłowniki obrotowe stosowane w procesach występują w dwóch głównych konfiguracjach:

• Siłowniki dwustronnego działania: Wymagają dopływu sprężonego powietrza do napędu tłoka w obu kierunkach (otwarcie i zamknięcie), co wymaga zastosowania zaworu pięciokierunkowego.
• Siłowniki jednostronnego działania (ze sprężyną powrotną): Używają sprężonego powietrza do napędu tłoka w jednym kierunku (zazwyczaj otwarcie), natomiast przy wydaniu powietrza powrót tłoka (zamknięcie) realizowany jest za pomocą mocnych wewnętrznych sprężyn mechanicznych. Wymagają one zastosowania zaworu trzykierunkowego.

Aby uniknąć konieczności magazynowania osobnych zaworów NAMUR 3-drogowych i 5-drogowych, producenci tacy jak JZPNU projektują swoje zawory NAMUR (np. serię AIRWORK 4M) jako zawory 5-drogowe, które można łatwo przekształcić w zawory 3-drogowe za pomocą prostej, odwracalnej płytki konwersyjnej (nazywanej również uszczelką lub płytką przejściową), dołączanej do zaworu.

• Gdy płytka jest zamontowana w pozycji 5/2, wszystkie pięć portów jest aktywnych, co umożliwia pełną kontrolę nad siłownikiem dwustronnego działania.
• Po odwróceniu płytki do pozycji 3/2 jeden z portów roboczych jest zamknięty, a powietrze wydechowe z komory sprężyny siłownika jest ponownie wprowadzane do wnętrza zaworu. Dzięki temu zapobiegano wpływowi korozji powodowanej przez chemiczne gazy atmosferyczne do komory sprężyny siłownika, co wydłuża jego żywotność.

4. Przetrwanie w surowych środowiskach procesowych

Ponieważ zakłady chemiczne i procesowe mają do czynienia z materiałami niebezpiecznymi, łatwopalnymi i korozyjnymi, zawory NAMUR muszą spełniać ścisłe normy bezpieczeństwa środowiskowego i elektrycznego:

• Odporność na korozję: zawory NAMUR są narażone na działanie agresywnego powietrza morskiego, kwasowych oparów oraz warunków zewnętrznych. Wysokiej jakości zawory NAMUR wyposażone są w obudowy z aluminium poddanego hartowaniu anodowemu lub powleczonego lakierem epoksydowym albo wykonane z mosiądzu stalowego 316, w połączeniu z elementami zaciskowymi ze stali nierdzewnej.
• Stopień ochrony przed dostaniem się ciał obcych i wody (klasa IP): zawory powinny posiadać stopień ochrony IP65 lub IP67, aby zagwarantować, że woda z mycia pod wysokim ciśnieniem lub ulewny deszcz oraz drobna pyląca chemia nie przenikną do obudowy elektrycznej.
• Cewki zapobiegające wybuchom (ATEX/Ex): w strefach chemicznych, w których występują palne gazy lub pyły, standardowe połączenia elektryczne mogą iskrzyć, co może spowodować katastrofalne wybuchy. Zawory NAMUR muszą być połączone z certyfikowanymi cewkami elektromagnetycznymi zapobiegającymi wybuchom (np. cewkami typu Ex d odpornymi na wybuch lub Ex ia bezpiecznymi w sposób niezawodny zgodnie z dyrektywą ATEX), które ograniczają energię elektryczną i zapobiegają zapłonowi.

Zalety marki AIRWORK (JZPNU)

W Zhejiang Jinzhi Pneumatic Technology Co., Ltd. (JZPNU) oferujemy wysoce niezawodne zawory standardu NAMUR z serii AIRWORK 4M (w tym modele 4M210 i 4M310), zaprojektowane specjalnie do automatyzacji procesów:

• Podwójna funkcjonalność 5/2 i 3/2: Nasze zawory NAMUR są wyposażone w wymienne płyty uszczelniające, umożliwiające natychmiastową konwersję na miejscu w celu dopasowania do siłowników procesowych jedno- lub dwustronnego działania.
• Wysoka odporność na czynniki zewnętrzne: Każdy zawór serii 4M jest wykonany z wysokiej jakości uszczelek NBR/HNBR oraz posiada obudowy cewek zgodne ze standardem DIN z klasyfikacją IP65, zapewniając niezawodną ochronę przed wnikaniem wody i cząstek stałych.
• Wersje przeciwwybuchowe: Oferujemy różnorodne cewki przeciwwybuchowe z odpowiednimi certyfikatami, dzięki czemu nasze zawory NAMUR mogą być bezpiecznie stosowane w strefach zagrożenia wybuchem – strefa 1 i strefa 2.
• Wysokie przepływy (Cv): Nasze wewnętrzne tłoczki są precyzyjnie frezowane w celu zapewnienia maksymalnych przepływów, co gwarantuje szybkie i pewne cykle otwierania i zamykania nawet dużych kulowych i motylkowych zaworów procesowych.

Wybierając zawory sterujące zgodne ze standardem NAMUR marki AIRWORK, nabywcy B2B oraz integratorzy systemów działający w sektorach chemicznym, spożywczym i przetwarzającym mogą zagwarantować pełną zgodność mechaniczną, zmniejszyć nakład pracy przy montażu, wyeliminować ryzyko przecieków oraz zapewnić bezpieczną i ciągłą automatyzację procesów.