Ринок регулюючої арматури залишається динамічним

Для квітневого випуску наша команда з Valve World склала скромний огляд промисловості регулюючої арматури. Починаючи з ринкових прогнозів, ми зосереджуємося на міркуваннях під час вибору перед переглядом дослідницької роботи, яка може принести переваги для наступного покоління продуктів регулюючої арматури.

Прогнози та інвестиції

Усі показники здаються позитивними для сектору регулюючої арматури. Згідно з останнім ринковим прогнозом (Polaris Market Research), світовий ринок зросте з 10,53 мільярда доларів США у 2025 році до 17,07 мільярда доларів США до 2034 року, показуючи CAGR 5,5%. Polaris вказує на те, що все більш широке застосування автоматизації в різних галузях промисловості підвищує попит на регулюючі клапани. На додаток до зростання в традиційних секторах, таких як фармацевтика, нафта і газ, виробництво електроенергії тощо, вони припускають, що розширення інфраструктурних проектів, зокрема у сфері водопостачання та очищення стічних вод, також викликає потребу в передових системах регулюючої арматури.

До 2034 року світовий ринок регулюючих клапанів може зрости до 17,07 мільярдів доларів США.

Тим часом Market Research Future вказує на те, що ринок регулюючих клапанів може досягти 15,50 мільярдів доларів США до 2032 року, хоча вони підкреслюють, що недолік стандартизації є проблемою, з якою стикається галузь. «Це створює реальні проблеми при спробі створити різні марки регулюючих клапанів. Наприклад, тільки в Індії налічується понад 600 виробників регулюючої арматури. Таким чином, брендинг і унікальність є справжньою проблемою. Відсутність сертифікації також була ключовою проблемою», – заявляють у Polaris. Як і багато інших дослідницьких компаній, вони спостерігають найбільше зростання в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні, а також у Північній Америці. MarketsAndMarkets прогнозує подібне сильне зростання, відзначаючи зростання попиту на поворотні клапани «завдяки їх ефективності, надійності та універсальності».

Ці обнадійливі ознаки підкріплюються хорошими новинами від самих виробників регулюючої арматури. Наприклад, у 2024 році преса високо оцінила новий цифровий контролер клапанів DVC7K від Emerson за його гнучкі можливості підключення, простий-у-користуванні інтерфейс і те, як він дає змогу користувачам аналізувати дані в реальному-часі для оцінки продуктивності та надійності. Коротше кажучи, нова технологія контролера клапанів покращує продуктивність, надійність і час безперебійної роботи як запірно-запірних, так і регулюючих клапанів-і, як наслідок, цілого технологічного заводу чи об’єкта-в широкому спектрі програм переробної промисловості.

Постачальники також інвестують у нові потужності. Тому в січні 2025 року IMI оприлюднив плани щодо нового виробничого підприємства вартістю 38 мільйонів доларів США в Лейк-Форест, Каліфорнія, США. Кевін МакКоун, президент із автоматизації процесів в Америці, сказав: «Наш перехід до Лейк-Форест є важливим кроком для IMI. Цей новий сайт дозволить нам краще обслуговувати клієнтів завдяки інвестиціям у наш висококваліфікований персонал і новітні виробничі можливості. Це модернізує наші процеси та забезпечить нам важливий простір для розробки проривних інженерних рішень на двох наших ключових ринках».

Планується, що новий сайт, який переважно підтримуватиме бренд приводів і регулюючих клапанів CCI, запропонує покращений простір для співпраці співробітників, добробуту та продуктивності. Будівництво фінансуватиметься-за рахунок продажу поточного об’єкта IMI в Ранчо Санта-Маргарита, штат Каліфорнія, і компанія планує завершити переїзд до початку 2026 року.

Розуміння проблем

Враховуючи характер роботи, яку очікують виконувати регулюючі клапани, у процесі вибору слід враховувати різні фактори, які, як відомо, впливають на продуктивність. Тому постачальники часто розміщують корисні ресурси та поради на своїх веб-сайтах.

Наприклад, Control Valve (Zhejiang) рекомендує уникати тривалої роботи з відносно невеликим отвором, оскільки це може призвести до надмірного зносу ущільнювальної поверхні через надзвичайно високу швидкість потоку.

Тим часом MASCOT-з Австралії використав нещодавню публікацію в блозі, щоб привернути увагу до шуму регулюючого клапана. Основними причинами є вібрація, турбулентний потік газу через клапан і кавітація рідини через клапан. Варіанти зменшення шуму регулюючого клапана включають обробку джерела (наприклад, правильний розмір обрізки клапана, вибір низьких шумових обрізків, використання вбудованого дифузора тощо), а також обробку шляху (наприклад, збільшення товщини стінки труби або використання акустичної ізоляції).

MASCOT наголошує, що краще запобігти, ніж лікувати. Таким чином, вони вказують, що організації ISA та IEC розробили метод розрахунку шуму клапанів у міжнародному стандарті IEC 60534-8-3 «Клапани керування промисловими процесами – Частина 8-3: Розгляд шуму – Метод прогнозування аеродинамічного шуму клапанів керування».

KIMRAY має багато корисних ресурсів на своїх веб-сайтах, включаючи відео під назвою «Ерозія регулюючого клапана: чому це відбувається і що з цим робити». Наводячи приклад, ведучий обговорює регулюючий клапан високого тиску, встановлений у свердловині. На керованому -регулюючому клапані -шток зазнає падіння тиску 320-фунтів. І, хоча клапан мав корпус 2000 фунтів, він пропрацював менше тижня в нормальній роботі. Очевидно, коли потік проходив через тіло, пісок у потоці швидко роз'їдав метал, зрештою просвердливши дірку в дні. Варіанти протидії такій ерозії включають використання клапана з кутовим корпусом, а також розгляд використання карбіду або цирконію.

Довідник з регулюючого клапана Emerson, безумовно, не слід випускати з уваги. Шосте видання (2023) містить понад 350 сторінок, доступне у форматі PDF і містить кілька розділів на такі теми, як: цифрові контролери клапанів, аналогові позиціонери, бустери та інші аксесуари для регулюючих клапанів; вичерпний посібник із вибору найкращого регулюючого клапана для застосування; вибір і використання регулюючої арматури спеціального та важкого обслуговування; типові процедури встановлення та обслуговування регулюючого клапана тощо.

Фундаментальні дослідження

Для глибокого занурення в конкретні аспекти технології регулюючого клапана можна розглянути наступне. Команда з Китаю, наприклад, представила «Аналіз ерозійного зносу на клапанній клітці регулюючого клапана з муфтою кліткового-типу для зрідження вугілля» в жовтневому номері журналу Fluids Engineering journali за 2024 рік. У анотації зазначається, що дво-фазовий ерозійний знос рідина–тверде може легко призвести до руйнування внутрішньої структури клапанної клітки. Після вивчення характеристик течії та характеристик ерозійного зносу була отримана прогнозна формула для максимальної швидкості ерозії. Ця формула дозволяє швидко визначити оптимальні структурні параметри для шляху потоку, спрямовані на пом’якшення пошкодження клапана, спричиненого ерозійним зносом.

Водночас у випуску журналу Progress in Nuclear Energy за листопад 2024 року міститься стаття, присвячена «Дослідженню само-розпізнавання динамічної швидкості потоку в регулюючих клапанах».ii У цій статті автори пропонують метод само-вимірювання динамічної швидкості потоку регулюючого клапана, який, як вони вказують, виграє від усунення витратоміра та інших рухомих частин.

Інформацію про нову конструкцію регулюючого клапана типу -втулки див. у випуску Flow Measurement and Instrumentation за вересень 2024 р., у якому представлено клапан із комбінованою структурою серцевини клапана, що складається з внутрішньої втулки, зовнішньої втулки та пробки клапана.iii Дросельні вікна та отвори оброблені на обох втулках. Двошаровий-механізм переміщення втулки реалізовано через структуру зубчастої передачі, що забезпечує обертання внутрішньої втулки та вертикальне переміщення плунжера клапана. На думку авторів, ця конструкція може досягти вищих регульованих коефіцієнтів і точності регулювання, що робить її актуальною для проектування та дослідження регулюючих клапанів в умовах високого-перепаду тиску та високого-потоку.