TL;DR / Краткое руководство
| Экран | Номинальный проход | Миллиметры | Дюймы | Первая техническая проверка |
|---|---|---|---|---|
| 20 меш | ≈840 мкм | ≈0,840 мм | ≈0,0331 дюйма | Улавливание крупного мусора благодаря увеличенной открытой площади и сниженной склонности к засорению |
| 60 меш | ≈250 мкм | ≈0,250 мм | ≈0,0098 дюйма | Средняя степень улавливания, когда в последующих участках требуется более тонкая защита |
| 100 меш | ≈150 мкм | ≈0,150 мм | ≈0,0059 дюйма | Использование тонкой очистки допустимо только в тех случаях, когда система может выдержать повышенный риск загрязнения и падения давления |
Это полезные номинальные ориентиры, а не гарантированные размеры ячеек для каждого сита. Плотность сетки указывает количество отверстий на линейный дюйм; она не определяет диаметр проволоки, тип плетения, площадь просвета, прочность сита или коэффициент пропускной способности готового фильтра. Стандарт ASTM E11 регулирует номинальные размеры отверстий и допуски для сит, используемых в испытаниях, в то время как промышленные Y-образные сетчатые фильтры должны проверяться с учетом фактической конструкции, указанной поставщиком. Практическое правило простое: выбирайте самое крупноячеистое сито, которое все же обеспечивает защиту самого маленького критического прохода вниз по потоку. Выбор, основанный исключительно на номере сетки, может привести к чрезмерному перепаду давления (ΔP), кавитации на всасывании насоса или недостаточной защите оборудования.
Строгое соблюдение последовательности выбора позволяет избежать большинства ошибок. Во-первых, необходимо уточнить допустимый размер частиц у производителя насоса, клапана, расходомера или форсунки. Во-вторых, следует определить гранулометрический состав загрязнений и ожидаемую нагрузку, включая мусор при запуске. В-третьих, следует составить короткий список вариантов размера ячейки сетки и рассчитать потери при промывке при максимальном расходе. В-четвертых, повторите гидравлическую проверку при запланированном значении, запускающем очистку. Наконец, убедитесь, что сетка и опорный узел способны выдержать указанный поставщиком предельный перепад давления. Если какие-либо данные отсутствуют, рассматривайте размер ячейки как предварительный. Не приобретайте элемент с более мелкой сеткой для компенсации отсутствующих технологических данных.
Полная таблица соответствий сетчатых элементов Y-образных фильтров
В приведенной ниже таблице использованы общепринятые номинальные значения для полотняного переплетения. Фактические размеры ячеек могут варьироваться в зависимости от диаметра проволоки и типа переплетения, поэтому, если допустимый размер частиц является жестким ограничением, следует указывать размер ячейки в микронах. ASTM E11-24 определяет допуски на размер ячеек испытательных сит; он не обеспечивает автоматическую сертификацию промышленных фильтрующих сеток.
| Сетка | Микроны | мм | Дюймы | Тип / конструкция экрана | Типичное промышленное применение |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 2,000 | 2.00 | 0.0787 | Перфорированный лист или толстая плетеная сетка | Крупный сварочный шлак и остатки после ввода в эксплуатацию |
| 12 | 1,680 | 1.68 | 0.0661 | Перфорированный лист или толстая плетеная сетка | Крупная вальцовая окалина и трубная ржавчина |
| 14 | 1,410 | 1.41 | 0.0555 | Перфорированный лист или толстая плетеная сетка | Грубая предварительная фильтрация |
| 16 | 1,190 | 1.19 | 0.0469 | Перфорированный лист или толстая плетеная сетка | Общие загрязнения в трубопроводе |
| 18 | 1,000 | 1.00 | 0.0394 | Тяжёлая плетеная сетка, часто на опорах | Защита насоса от крупных загрязнений |
| 20 | 840 | 0.840 | 0.0331 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Засоры в всасывающем патрубке насоса и общий мусор в трубопроводе |
| 25 | 710 | 0.710 | 0.0280 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Крупный песок и накипь |
| 30 | 590 | 0.590 | 0.0232 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Защита насосов и технологической воды |
| 35 | 500 | 0.500 | 0.0197 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Мелкая трубная ржавчина и крупный песок |
| 40 | 420 | 0.420 | 0.0165 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Защита насоса в случаях, когда требуется более тщательный улавливатель |
| 45 | 354 | 0.354 | 0.0139 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Общий процесс предварительной фильтрации |
| 50 | 297 | 0.297 | 0.0117 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Метры и более крупные контрольные проходы |
| 60 | 250 | 0.250 | 0.0098 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Регулирующие клапаны, пилотные клапаны и среднеосадочные отложения |
| 70 | 210 | 0.210 | 0.0083 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Уменьшение размеров пилотных проходов и приборов |
| 80 | 177 | 0.177 | 0.0070 | Тканый вкладыш с опорным цилиндром | Электромагнитные клапаны и каналы точного регулирования |
| 100 | 149 | 0.149 | 0.0059 | Тонкотканая подкладка с опорным цилиндром | Прецизионные форсунки, измерительные приборы и контрольно-измерительное оборудование |
| 120 | 125 | 0.125 | 0.0049 | Тонкотканая подкладка с опорным цилиндром | Мелкие частицы, образующиеся в процессе производства |
| 140 | 105 | 0.105 | 0.0041 | Тонкотканая подкладка с опорным цилиндром | Небольшие распылительные каналы, где это указано |
| 170 | 88 | 0.088 | 0.0035 | Тонкотканая подкладка с опорным цилиндром | Надежная защита форсунок |
| 200 | 74 | 0.074 | 0.0029 | Тонкотканая подкладка с опорным цилиндром | Очень маленькие отверстия там, где это предписывает производитель устройства |
Колонка «Применение» представляет собой предварительный отбор, а не технические требования к заказу. Начните с максимально допустимого размера частиц, указанного производителем последующего оборудования, затем проверьте расход, чистое перепадение давления (ΔP), ожидаемую нагрузку от загрязнений и доступ для технического обслуживания.
За пределами диаграммы: почему количество ячеек ≠ гарантированная фильтрация
Число ячеек — это только количество шагов. В простом квадратно-переплетном плетении каждый шаг содержит одно отверстие плюс один диаметр проволоки:
Размер ячейки (мкм) ≈ (25 400 / Mesh) − диаметр проволоки (мкм)
При одинаковом количестве ячеек более толстая проволока образует меньшую апертуру. Кроме того, она занимает большую часть поверхности сетки. Приблизительная геометрическая площадь открытых ячеек равна:
% Площадь сечения = [Сечение / (Сечение + Диаметр проволоки)]² × 100
Рассмотрим два сита с размером ячейки 60 меш. Их шаг составляет 25 400 / 60 = 423,3 мкм.
- При использовании проволоки толщиной 0,19 мм (190 мкм) размер отверстия составляет примерно 233,3 мкм, а площадь просвета — примерно 30,41 TP3T.
- При использовании проволоки толщиной 0,16 мм (160 мкм) размер отверстия составляет около 263,3 мкм, а площадь просвета — около 38,71 TP3T.
Оба сита продаются с номиналом 60 меш, однако у версии с более тонкой проволокой размер просвета примерно на 13% больше, а площадь просвета — примерно на 27% больше по сравнению с версией с более толстой проволокой. Хотя сопротивление у него может быть меньше, его проволока также может иметь меньший запас прочности. Проволока большего диаметра может быть более прочной, но меньшая открытая площадь приводит к увеличению скорости потока через каждое отверстие.
Не следует напрямую преобразовывать это соотношение в фиксированное значение ΔP. Итоговый результат также зависит от общей площади сетки, геометрии корпуса, плотности и вязкости жидкости, расхода, степени загрязнения, а также от данных по коэффициентам Kv/Cv, предоставленных поставщиком. Для реальной линии необходимо получить кривую потерь давления в чистом фильтре для предлагаемого размера корпуса и сетки, а затем произвести расчёт при нормальном и максимальном расходе. Зафиксируйте эту базовую кривую в чистом состоянии во время ввода в эксплуатацию.
Строительная механика: перфорированный лист и тканая проволочная сетка
Перфорированный экран изготавливают путем пробивания отверстий в листовом металле и скручивания его в цилиндр. Он отличается жесткостью и прочностью, но, как правило, имеет крупную ячею. Руководство по фильтрам компании Spirax Sarco описывает типичные размеры отверстий в перфорированном сите — от примерно 0,8 до 3,2 мм. Таким образом, перфорированное сито само по себе является практичным выбором для отсева обычных загрязнений, особенно когда требуемый размер отверстия превышает примерно 1 мм.
Для тонкой фильтрации требуется иная конструкция. Плетеная проволока может обеспечивать размер ячеек до десятков микрон, однако не следует ожидать, что тонкая сетчатая вставка сама по себе выдержит резкий скачок перепада давления. Для сетки с размером ячейки 60, 100 или мельче, используемой в Y-образных фильтрах, следует указать в качестве конструкции плетеную вставку, уложенную на перфорированный опорный цилиндр. Направление потока должно прижимать сетку к опоре, а не отрывать её от неё. Уточните у поставщика крепление сетчатой вставки, перфорацию опоры, номинальное давление сжатия и конструкцию сменного сита.
Это различие имеет значение при закупорке. Вкладыш с опорой передает нагрузку на опорный цилиндр. Вкладыш без опоры или с неправильной ориентацией может деформироваться, разорваться или отклеиться по шву. Корпус может оставаться герметичным, в то время как функция фильтрации уже утрачена.
Раздельно рассматривайте три термина, относящиеся к данной области. Общая площадь экрана — это наружная поверхность цилиндрического элемента. Открытая площадка — это доля площади тканого слоя, занимаемая отверстиями, а не проволокой. Эффективная площадь фильтрации — это полезная открытая площадь после вычета швов, опор и участков, закрытых корпусом. Даже большой цилиндр, изготовленный из сетки с низкой открытой площадью, может создавать препятствия, в то время как компактный элемент может быстро забиваться, даже если его металлическая сетка имеет высокую открытую площадь. Запрашивайте данные о потере давления в собранном фильтре, а не оценивайте его рабочие характеристики только по образцу сетки.
Подбор размеров сетки с учетом защиты последующего оборудования
Защищаемое оборудование определяет верхний предел размера частиц. Система трубопроводов определяет, насколько мелкое сито можно использовать без недопустимого перепада давления (ΔP) или необходимости технического обслуживания. Прежде чем выбрать размер ячейки, необходимо учесть оба этих фактора.
| Оборудование последующих этапов | Практический диапазон запуска | Почему | Обязательная инженерная проверка |
|---|---|---|---|
| Всасывание центробежного насоса | В качестве диапазона для первоначального отбора предпочтительны ячейки размером 20–40 меш | Сита с более крупными ячейками задерживают сварочный шлак, окалину и ржавчину, при этом требуя меньшего давления всасывания, чем сита с мелкими ячейками | Включить потери в фильтре при чистом и загрязнённом состоянии в показатель NPSHa; соблюдать требуемый производителем насоса запас NPSH |
| Регулирующий клапан / электромагнитный клапан | 60–80 меш, если это необходимо для сидений, пилотов или небольших портов | Более тщательная очистка снижает вероятность застревания мусора в камерах триммирования или пилотных каналах | Руководствуйтесь наименьшим внутренним проходом и требованиями производителя к фильтрации, а не размером клапанной линии |
| Конденсатоотводчик / вспомогательная линия котла | Часто с размером ячейки 20–60 меш, подбирается с учетом особенностей уловителя и характера мусора | Накипь и магнетит могут забивать сиденья; термоциклирование также создает нагрузку на уплотнительную прокладку, экран и соединительную крышку | Убедитесь в соответствии значений давления и температуры пара, материала сетки, ориентации установки и процедуры слива |
| Расходомер / форсунка для мелкого распыления | 100–200 меш, если производитель устройства указывает этот диапазон | Небольшие просветы могут забиваться мелким песком, фрагментами ПТФЭ или твердыми частицами, образующимися в процессе производства | Следует рассматривать использование сетки 100–200 меш как обязательное только в тех случаях, когда этого требует производитель расходомера или форсунки; необходимо проверять чистое перепадение давления (ΔP) и частоту очистки |
На всасывании насоса потери в сетчатом фильтре непосредственно снижают доступный чистый положительный напор всасывания (NPSHa). Компания Grundfos объясняет что при недостаточном давлении на входе жидкость может достичь давления пара и начать кавировать. Сито с размером ячейки 100 меш может казаться более безопасным на графике распределения частиц, однако при этом снижает гидравлическую безопасность насоса. Проверьте кривую насоса при максимальном ожидаемом расходе и учтите в расчете NPSH условие загрязнения сита или уставку сигнализации.
В случае форсунок следует подбирать сетку в соответствии с диаметром отверстия, а не ориентироваться на универсальный номер. Компания «Spraying Systems Co.» заявляет что жидкостный фильтр должен задерживать частицы, размер которых превышает размер отверстия форсунки. В руководстве по эксплуатации оборудования приводятся рекомендации по использованию сеток с размером ячейки от 30–50 меш до 200 меш в зависимости от конструкции форсунки. Именно из-за таких различий определяющим фактором являются технические характеристики форсунки.
При обслуживании паровых систем требуется такая же строгость. Запускайте систему постепенно, проверьте допустимое давление и температуру для смонтированного фильтра-сепаратора, а также осмотрите сетку и уплотнительные элементы после циклов термической нагрузки. “800 WOG” — это обозначение давления для холодной воды, не подверженной гидравлическим ударам, нефти и газа; это не номинальное давление пара в 800 psi.
Перепад давления (ΔP), динамика забивания и разрушение сетки
Очистка фильтра начинается с перепада давления, определяемого расходом и площадью проходного сечения. По мере того как мусор покрывает поверхность, в оставшихся отверстиях скорость потока увеличивается. Затем ΔP растет нелинейно, и этот рост может ускориться ближе к концу цикла очистки. Следите за динамикой ΔP при сопоставимом расходе; показание, снятое при половинном расходе, нельзя напрямую сравнивать с базовым значением при полном расходе.
Используйте два отвода давления или манометра: один — перед клапаном, другой — после него. При вводе в эксплуатацию зафиксируйте значения ΔP в чистом состоянии при нормальном и максимальном рабочем расходе. Установите порог для проведения технического обслуживания относительно этого базового значения. В качестве практической отправной точки запланируйте очистку или контролируемый сброс давления, когда ΔP повысится примерно на на 5–8 psi (0,35–0,55 бар) выше значения для чистого воздуха, при условии, что это допускают поставщик оборудования и технологический процесс. Это лишь сигнал к принятию мер, а не универсальное ограничение для сетчатого фильтра. В системах с насосами с низким показателем NPSH, с хрупкими сетчатыми фильтрами или чувствительными контурами регулирования может потребоваться принятие мер гораздо раньше.
Дальность соответствует Руководство по эксплуатации Y-образного фильтра компании Eaton, в котором для указанных моделей предусмотрена очистка после повышения давления на 5–10 psi. В том же руководстве содержится предупреждение о недопустимости превышения давления 20 psi на этих конкретных сетках. Не следует применять значение 20 psi к сеткам других производителей; необходимо уточнить допустимый перепад давления для конкретной конструкции.
Если ΔP продолжает расти, сетка может вогнуться внутрь, разъединиться по шву, разорваться или прижаться к опоре. Резкое падение ΔP не всегда является хорошей новостью. Если поток восстанавливается без очистки, это может означать, что сетка вырвалась и образовала обходной путь через поврежденный элемент. Корпус может выглядеть нормально, в то время как ржавчина, накипь и обломки прокладки попадают непосредственно в насос, клапан или форсунку.
После каждой очистки проверяйте сито на просвет, выявляя наличие отверстий, разрывов, ослабленных швов и необратимых деформаций. Также проверяйте опорный цилиндр, уплотнение крышки и опорные поверхности. Сито с локальным разрывом следует заменить, а не возвращать в эксплуатацию, даже если большая часть его поверхности выглядит неповрежденной.
Перед вводом в эксплуатацию следует разработать план технического обслуживания. Направьте сброс в безопасный закрытый слив или сборник, совместимый с рабочей средой, температурой и давлением. Если необходимо открыть крышку, изолируйте обе стороны, сбросьте давление, слейте жидкость и убедитесь в отсутствии энергии перед тем, как откручивать крышку. Очищайте от чистой стороны к грязной, чтобы мусор выталкивался из отверстий, а не проникал глубже в плетение. Запишите тип мусора, перепад давления (ΔP) до очистки и количество часов работы с момента предыдущего технического обслуживания. Сокращение интервала между обслуживаниями может свидетельствовать об изменении технологического процесса, загрязнении при запуске, использовании фильтра недостаточного размера или сетки, более мелкой, чем требуется для данного оборудования.
Как правильно выбрать Y-образный фильтр (7-пунктный контрольный список)
Отправьте вместе с запросом следующие семь параметров. Они позволят поставщику комплексно оценить материал, сетку, размер корпуса и требования к техническому обслуживанию.
- Рабочая жидкость и совместимость: Укажите название жидкости, концентрацию, значение pH, содержание твердых веществ и хлоридов. Укажите также чистящие химикаты и рабочие среды, используемые при аварийных режимах.
- Температура: Укажите нормальную, максимальную и минимальную температуру, а также условия воздействия пара или термоциклирования.
- Класс давления: Укажите нормальное давление, расчетное давление, вероятность возникновения гидравлического удара или гидравлического удара и применимый норматив по трубопроводам.
- Расход: Укажите нормальный, минимальный и максимальный расход, а также плотность и вязкость жидкости, если это необходимо.
- Размер трубы и соединение: Укажите номинальный размер и точный стандарт резьбы или фланца. Одного слова “с резьбой” недостаточно.
- Целевой размер частиц: Укажите максимальный размер частиц, которые может пропускать последующее оборудование, в микронах, а также предполагаемый размер ячейки и диаметр проволоки, если они известны.
- Максимально допустимое ΔP: Укажите бюджет на уборку, сигнал тревоги или триггер уборки, предельное значение перепада давления на фильтре и требуемый интервал уборки.
Для резьбовых соединений, размеры которых соответствуют опубликованным габаритным размерам, Фильтр типа Y «Yzng Trong» Имеет корпус из нержавеющей стали марки 316, резьбовые соединения PT диаметром от 1/4″ до 3″, номинальное давление в корпусе 800 WOG и сетки из нержавеющей стали марки SUS 316 с размером ячейки 20, 60 или 100 меш. Используйте эти сведения в качестве ориентира, а затем проверьте семь указанных выше условий эксплуатации трубопровода. В коммерческом предложении должны быть подтверждены следующие параметры: резьба NPT и PF, допустимая температура, химическая совместимость, точная конструкция сетки и допустимый перепад давления.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Является ли сетка 60 меш всегда лучшим выбором для общего назначения?
Нет. Это среднее значение из стандартных вариантов 20/60/100, а не инженерное значение по умолчанию. Сито с размером ячейки 60 меш может оказаться слишком мелким для всасывающего патрубка насоса с небольшим запасом NPSH и слишком крупным для небольшого сопла. Выбирайте исходя из предельного размера частиц на выходе, а затем проверьте расход и условия технического обслуживания.
Что произойдет, если сетка будет слишком мелкой?
При увеличении перепада давления очистки сетка задерживает больше поступающих твердых частиц, а интервал между очистками сокращается. На всасывании насоса потеря давления на входе может снизить значение NPSHa и вызвать кавитацию. Если отложить техническое обслуживание, сетка может деформироваться или вырваться. Более мелкая сетка улучшает защиту только в том случае, если система способна поддерживать её в чистом состоянии, а оборудованию требуется меньший размер ячейки.
Как математически перевести меш в микрон?
Для простого квадратного переплетения:
Размер ячейки (мкм) ≈ 25 400 / количество ячеек − диаметр проволоки (мкм)
Одного только значения номера сетки без указания диаметра проволоки недостаточно. Например, сетка № 60 имеет шаг ячейки 423,3 мкм. Если вычесть диаметр проволоки 173 мкм, получается размер просвета около 250 мкм; при другом диаметре проволоки размер просвета будет другим. Для критически важных применений следует использовать размер просвета, измеренный или указанный производителем сетки.
Устойчива ли сетка из нержавеющей стали марки 316 ко всем химическим средам?
Нет. Молибден придает сплаву 316 более высокую стойкость к хлоридам и восстановительным кислотам, чем у сплава 304, но это не делает сплав 316 полностью устойчивым к их воздействию. Эксплуатация в условиях высоких температур или в среде с высокой концентрацией хлоридов может привести к точечной коррозии или коррозионному растрескиванию под напряжением, а сильные восстановительные кислоты могут выходить за пределы допустимого диапазона эксплуатации сплава в зависимости от концентрации, примесей и температуры. Данный Институт никеля рекомендует подбирать материал с учетом конкретных условий эксплуатации. Проверьте совместимость, учитывая название жидкости, ее концентрацию, содержание хлоридов, температуру, степень аэрации и состав чистящих средств.