Виды и описание стальных задвижек в трубопроводной арматуре

Трубопроводная арматура. Классификация ─ виды, типы, разновидности

Мир трубопроводной арматуры огромен и разнообразен, и при первом знакомстве может показаться хаотичным и малопонятным.

Но если разобраться в принципах его классификации, предложенной в нормативных документах, он станет хорошо структурированным и упорядоченным. Классификация ─ очень удобный и полезный инструмент, отводящий каждому изделию свое место и позиционирующий его относительно других изделий, задач, которые он должен решать, принципиального устройства, особенностей конструктивного исполнения, использованных в нем материалов и т. д.

Применительно к трубопроводной арматуре можно говорить о двух основных принципах классификации ─ видах и типах трубопроводной арматуры.

Виды трубопроводной арматуры

Своего рода водоразделом между различными видами арматуры является ее функциональное назначение, в зависимости от которого она распадается на несколько крупных сегментов: запорная, обратная, предохранительная, распределительно – смесительная, регулирующая, отключающая.

Запорная арматура является одним из наиболее распространенных и востребованных видов трубопроводной арматуры. Благодаря ее использованию, удаётся той или иной степенью герметичности полностью перекрывать поток рабочей среды. Поэтому герметичность и ресурс герметичности служат базовыми показателями функциональности и качества запорной трубопроводной арматуры.

Применительно к запорной арматуре говорят о двух состояниях – «открыто» и «закрыто». Промежуточное положение рабочего органа может не предусматриваться.

Сфера ее применения чрезвычайно широка и охватывает морской транспорт, глубоководные аппараты, авиационную и космическую технику, атомную энергетику и, конечно же, кровеносные сосуды российской экономики ─ магистральные нефте- и газопроводы.

Современный трубопровод представляет собой сложный комплекс инженерных сооружений, любые сбои в работе которых, чреватые нарушением нормального хода технологического процесса, могут привести к тяжелейшим экономическим и экологическим последствиям.

Повсеместное распространение запорной арматуры ярко иллюстрирует тот факт, что по умолчанию слова «запорный», «запорная» в сочетании с типом (подробнее о типах будет сказано ниже) арматуры не применяют. Например, не говорят «запорная задвижка», хотя именно задвижки являются самым распространенным типом запорной арматуры.

***
Обратная арматура (называть ее арматура обратного действия не рекомендуется) служит для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды.
***
Задача предохранительной арматуры ─ защитить оборудование от аварийного превышения давления или иных параметров рабочей среды посредством автоматического сброса ее избытка. Пожалуй, одним из самых ярких примеров предохранительной арматуры является предохранительный клапан, установленный на паровом котле.

Предохранительная арматура вносит весомый вклад в обеспечение безотказной работы и общей надежности систем трубопроводного транспорта, промышленных и энергетических установок. Она сводит на нет последствия выхода параметров рабочей среды за границы допустимого, по какой бы причине они не происходили: поломка оборудования, ошибка обслуживающего персонала, внутренние физические процессы или воздействие сторонних факторов.
***
С помощью распределительно-смесительной арматуры происходит распределение потока рабочей среды по определенным направлениям и его смешивание. Впрочем, возможно полное «разделение труда». В этом случае трубопроводная арматура, предназначенная только для распределения потока, называется распределительной, а только для его смешивания ─ смесительной.
***
Очень важное место в общей номенклатуре трубопроводной арматуры занимает регулирующая арматура, обеспечивающая точное и надежное регулирование параметров рабочей среды, без чего невозможна организация экономичных и безопасных технологических процессов и формирование сложных многокомпонентных производственных цепочек.
Регулирующая арматура в своем «чистом» виде и в комбинации с запорной обеспечивает условия нормального функционирования оборудования и его хорошую управляемость на самых ответственных объектах, включая АЭС. На фоне усложнения условий работы в электроэнергетике (повышение начальных параметров теплоносителей, рост единичной мощности энергетических установок) ее актуальность только возрастает.
***
Отключающая арматура (иногда ее называют защитной) предназначена для перекрытия потока рабочей среды при превышении заданной, непредусмотренной технологическим процессом, величины скорости его течения за счет изменения перепада давления на чувствительном элементе. Отличие от предохранительной трубопроводной арматуры в том, что поток не стравливается, а лишь отключается конкретный элемент.
К комбинированной относится арматура, сочетающая функции вышеупомянутых видов. Они носят «говорящие» названия, из которых следует, функции каких видов арматуры они совмещают. Например, запорно-регулирующая арматура (не рекомендуется называть запорно-дроссельная ) или запорно-обратная арматура.
Невозвратно-запорная и невозвратно-управляемая арматура выполняют функцию обратной арматуры, в которой может быть осуществлено принудительное закрытие или ограничение хода запирающего элемента, а в невозвратно-управляющей ─ еще и ограничение его хода.

Типы трубопроводной арматуры

Основных типов арматуры еще меньше, чем видов ─ всего четыре: задвижка, клапан, кран, дисковый затвор. Принадлежность к каждому из них определяется конструктивными особенностями, выражающимися в направлении перемещения запирающего или регулирующего элемента относительно потока рабочей среды.

Тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно к оси потока рабочей среды, носит название задвижка.

Клапан (лучше не называть его вентилем из-за неоднозначности и расплывчатости этого термина) ─ тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды.
В кране запирающий (регулирующий) элемент, выполненный в форме тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси (этому может предшествовать возвратно-поступательное движение) произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды.
В дисковом затворе имеющий форму диска запирающий (регулирующий) элемент поворачивается вокруг оси, расположенной перпендикулярно или под углом к направлению потока рабочей среды.
Каждый из этих типов поддается более детальному структурированию. Так, задвижки в зависимости от конструкции седла и затвора бывают клиновыми и параллельными, с выдвижным или невыдвижным штоком (шпинделем).
Клапаны с затвором в форме тарелки называют тарельчатыми, а в виде конусной иглы ─ игольчатыми. Кроме того, клапаны могут быть односедельными и двухседельными .
Краны разделяют на конусные, цилиндрические, шаровые.
У каждого из перечисленных типов трубопроводной арматуры свои преимущества и недостатки, а в соответствии с ними – более и менее предпочтительные области применения.
Так, особенностью задвижек являются значительная строительная высота (размер от горизонтальной оси проходного сечения корпуса арматуры до верхнего торца шпинделя, штока или привода при полном открытии арматуры), малая строительная длина (линейный размер арматуры между наружными торцевыми плоскостями ее присоединительных частей к трубопроводу или оборудованию), малое гидравлическое сопротивление, большое усилие на привод затвора, достаточно неторопливое срабатывание, а при загрязненных жидкостях – износ поверхности седла. Задвижки гораздо лучше справляются с ролью запорной арматуры, нежели регулирующей.
В отличие от задвижек самый распространенный вид трубопроводной арматуры ─ клапаны ─ обладают малой строительной высотой, большой строительной длиной, быстрым срабатыванием, значительным гидравлическим сопротивлением, высокой герметичностью. Клапаны входят в конструкцию большинства регуляторов.
Краны, так же как и клапаны, имеют малую строительную высоту и быстрое срабатывание. И как задвижки ─ малую строительную длину.
У дискового затвора (от названия «заслонка» правильнее воздержаться) малые строительная высота, строительная длина, усилие на привод затвора, гидравлическое сопротивление и быстрое срабатывание.

Разновидности трубопроводной арматуры

Подобно тому, как в математике множества распадаются на подмножества, виды арматуры можно структурировать на разновидности.

● разновидности по назначению и области применения

Самое большое из этих «подмножеств» ─ разновидности по назначению и области применения.
В качестве классификационных признаков могут быть использованы особенности эксплуатации – вакуумная арматура, криогенная арматура; или особенности функционирования, например, отсечная арматура (запорная арматура с минимальным временем срабатывания). Основанием для разделения также являются: место установки (приемная арматура ─ обратная арматура, устанавливаемая на конце трубопровода перед насосом) и наличие дополнительных опций (арматура с обогревом).
Но наиболее весомая причина разделять трубопроводную арматуру на разновидности ─ ее назначение: контрольная арматура, противопомпажная арматура, редукционная арматура, спускная арматура, пробно-спускная арматура и т. д.
Области применения трубопроводной арматуры не могут не накладывать на нее особые требования. Арматура, используемая в газовом хозяйстве, должна быть герметичной в связи с высокой пожаро- и взрывоопасностью являющегося в данном случае рабочей средой ─ газа.
Трубопроводная арматура для нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей из-за достаточно высокой химической агрессивности нефти должна обладать повышенной коррозионной стойкостью. Еще более агрессивная среда, включая концентрированные кислоты и щелочи, воздействует на трубопроводную арматуру, применяемую в химической промышленности.

● разновидности по присоединению к трубопроводу

По этому признаку арматуру разделяют на фланцевую, бесфланцевую , межфланцевую (т. е. бесфланцевую , устанавливаемую между фланцами трубопровода). Муфтовая арматура снаряжена присоединительными патрубками с внутренней резьбой. Арматура под приварку – патрубками для приварки к трубопроводу. Присоединительные патрубки есть и у штуцерной арматуры.

● разновидности по конструкции и формообразованию корпуса

Исходя из положения патрубков, можно говорить о проходной арматуре (присоединительные патрубки соосны или взаимно параллельны) или угловой арматуре (оси входного и выходного патрубков расположены перпендикулярно или не параллельно друг другу). Производится также арматура со смещенными осями патрубков.

Если площадь сечения проточной части меньше площади отверстия входного патрубка ─ это неполнопроходная арматура. Если примерно равна или больше ─ полнопроходная арматура.
По методу изготовления корпусных деталей выделяют арматуру литую, литосварную , литоштампосварную , штампосварную .

● разновидности по типу уплотнений

Арматура, у которой герметизация штока, шпинделя или иного подвижного элемента относительно окружающей среды обеспечивается сальниковым уплотнением, носит название сальниковая арматура.

Арматура, у которой для герметизации сальниковое уплотнение не применяется, называется бессальниковой арматурой. В этот разряд попадают сильфонная и мембранная арматура.

Алфавиты большинства языков мира содержат по несколько десятков букв. Но это не помешало им накопить сотни тысяч слов, с использованием которых написаны миллионы книг. Так и с трубопроводной арматурой ─ ее невероятное разнообразие складывается из сравнительно небольшого, измеряемого единицами, иногда десятками, количества классификационных единиц. И появилось оно не случайно, а в силу необходимости дать ответ на огромное количество вопросов, найти алгоритм решения большого числа задач.
Трубопроводной арматуре предъявляется столь широкий набор требований, что зачастую технические решения, с помощью которых можно добиться их выполнения, вступают в конфликт между собой, и появление большого числа разнообразных конструкций является одним из путей его преодоления. А классификация ─ лучший способ в этом разнообразии не потеряться.

Какими бывают задвижки для трубопроводов, устройство и принцип работы

Эксплуатация любой трубопроводной промышленной магистрали предусматривает наличие элементов, перекрывающих поток жидкости, газа, сыпучих материалов и других видов рабочих тел при необходимости обслуживания или ремонта. Функции запора и регулировки потока движущегося вещества в линиях выполняют задвижки для трубопроводов, имеющие различное назначение и конструктивное исполнение.

Область применения

Задвижки используют в качестве запорной и регулирующей поток арматуры в трубах, иногда с их помощью управляют объемом подачи за счет снижения условного диаметра прохода.

Задвижки редко применяются в быту, в основном они служат для регулировки водо- и газоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве, в магистралях для транспортировки газа, нефти, пищевой и химической промышленности при подаче технологических компонентов в производственном процессе.

Запорные элементы используют на трубопроводах с большими условными диаметрами прохода, применяемые материалы изготовления – недорогие черные и цветные металлы в различных сочетаниях.

Рис.1 Запорное оборудование для водоснабжения

Что такое задвижки: назначение и основные конструктивные элементы

Задвижкой называют вид трубопроводной арматуры, предназначенной для перекрытия или регулирования потока вещества, проходящего по магистрали. Они могут работать в среде с газообразными, сыпучими, жидкими веществами различной вязкости и химической активности.

Основными конструктивными элементами в системе задвижки любой конструкции являются:

  • Корпус. Состоит из основной части и крышки, первая помещается непосредственно в магистраль, а вторая служит для крепления и управления перемещением запорного элемента. Корпус выполняют из металла: стальных сплавов, нержавейки, латуни, алюминия, ковкого чугуна, последний покрывают антикоррозионными слюдосодержащими красками или эпоксидными грунтовками.
  • Запор. Элемент (заслонка) имеет конструктивное исполнение в виде металлического клина, шибера, диска или гибкой трубы из эластичных материалов, для повышения герметичности металл иногда покрывают резиной (эластомер). При перемещении узел плотно входит в профильное седло, расположенное в корпусе, и герметично перекрывает канал.
  • Приводная система. Предназначена для управления перемещением заслонки в узле, представлена механическими конструкциями в виде маховика, перемещающегося на выдвижном или стационарном штоке, также используются пневматический, электрический и гидравлический приводы.

Рис. 2 Трубопроводные задвижки из стали – параметры по ГОСТ 9698-86

Достоинства задвижек

Основные параметры задвижек регламентированы ГОСТ 9698-86, используемые в промышленности изделия имеют следующие особенности:

  • Простота конструкции. Корпус состоит из основной части, помещаемой в линию посредством фланцевого или муфтового резьбового (для малых диаметров) соединения, его крышка крепится гайками или болтами – это упрощает процедуру установки, демонтажа и ремонта устройства.
  • Высокие технические характеристики. Задвижная арматура в зависимости от назначения и условий эксплуатации выдерживает рабочую температуру от -60 до +565 С., давление от 0,16 до 25 Мпа. (1, 6 – 250 бар.) в стальных конструкциях. При этом предел давлений для чугуна составляет 25 бар., для изделий из цветных металлов – 40 бар.
Читайте также:  Для чего нужен конденсатор

Рис. 3 Запорная чугунная фланцевая арматура

  • Универсальность. Устройства могут работать в магистралях любого назначения с высокой химической активностью передаваемых веществ, рассчитаны на использование в трубопроводах диаметров от 15 до 2000 мм.
  • Высокие гидравлические характеристики. Задвижные устройства подбирают по внутреннему диаметру трубопроводов, имеющему стандартные значения, поэтому они не влияют на гидравлическое сопротивление в линии. Плавное перемещение заслонки при перекрытии потока транспортируемого вещества позволяет избежать гидравлического удара в системе. Конструкция задвижных элементов и корпусного седла рассчитана на создание высокой герметичности перекрываемого канала.
  • Хорошая ремонтопригодность. Монтаж и ремонт арматуры и фитингов с задвижками легко провести при наличии простого инструмента и комплектующих – разводных сантехнических ключей, прокладок. Заслонки и прокладки в случае износа просто снять и поменять на новые.
  • Длительный срок службы. Корпусные детали и затворы изготавливаются из прочных долговечных материалов, рассчитанных на использование в конкретной рабочей среде, внутренние заслонки делают из коррозионно-устойчивых металлов – это существенно увеличивает их эксплуатационный срок.

Рис. 4 Виды задвижек из цветных металлов

Минусы

При изготовлении запорной арматуры для удешевления часто используют чугун, подобные конструкции имеют следующие недостатки:

  • Высокий вес задвижек затрудняет монтаж узлов при больших диаметрах трубопроводов – может понадобиться несколько рабочих или специальная подъемная техника для удержания массивной детали. К примеру, вес чугунного запора с условным проходом 1600 мм. Согласно ГОСТ 9698-86 составляет 10025 кг.
  • Чугун относится к коррозионно неустойчивым материалам, со временем его внутренняя поверхность ржавеет, покрывается раковинами и известковым налетом – это приводит к нарушению герметизации при перекрытии потока.
  • Еще к одним недостатком чугуна относится его хрупкость, приводящая к необратимой поломке изделия при сильных ударных воздействиях.
  • Дешевое сальниковое уплотнение с набивкой, какое находит применение в бюджетных чугунных изделиях, не является достаточно герметичным по сравнению с современными торцевыми уплотнениями – в процессе его эксплуатации нередко возникают утечки транспортируемого вещества.

Рис. 5 Принцип работы затвора клинового типа

Задвижки для трубопроводов – виды и классификация

Задвижные узлы имеют разные конструктивные и физические параметры, по конструкции и классификации задвижек их подразделяют на следующие классы:

  1. По технологии изготовления корпуса:
  • Сварные.
  • Литые – основной метод формообразования корпусов.
  • Кованые или штампованные – технология применяется для создания высокопрочных корпусов, детали соединяются между собой сваркой.
  • Комбинированные – производятся из кованых и штампованных деталей посредством сварки.
  1. По типу уплотнения:
  • Графитоармированные, жидкометаллические.
  • Сальниковые – подвижной шпиндель или шток отделяется от рабочей среды сальниковой прокладкой, пропитанной маслом и сжатой накидной гайкой или специальной деталью – сальником.
  • Сильфонные – герметичность достигается за счет использования гофрированных упругих оболочек из металлических и синтетических материалов.

Рис. 6 Разборка клиновидной системы (корпус, вид клина задвижки)

  1. По типу передачи усилия к заслонке:
  • Вращательное – применяется в ручных механических системах, где винтовой шпиндель перемещается за счет маховика.
  • Поступательное – шток имеет цилиндрическую форму и перемещается за счет передачи ему усилия гидравлическим или электрическим способом.
  1. По типу привода:
  • Ручной – для передачи усилия используют маховик и шпиндель с резьбой.
  • Электрический – управление задвижкой происходит перемещающимся шпинделем, который является якорем электрокатушки.
  • Гидравлический – на подвижный шток с заслонкой, помещенный в герметичный цилиндр, оказывает давление гидравлическая жидкость.
  • Пневматический – шпиндель передвигается за счет давления на его поверхность сжатого воздуха.

  1. По конструктивному исполнению затворного узла:
  • Клиновые. Затвор имеет клиновидную форму, при опускании располагается между двумя наклонными седельными поверхностями.
  • Параллельные (одно- или двухдисковые, шиберные). Затворный элемент сделан в форме плоского диска или шибера, которые запирают канал, опускаясь в небольшие профильные углубления в корпусе.
  • Шланговые. При работе системы затворный механизм сдавливает эластичный резиновый шланг, перекрывая тем самым канал движения вещества.
  • Поворотные. Запорный элемент в виде диска располагается в канале трубы на его центральной линии, при работе он разворачивается вокруг центральной оси и перекрывает поток проходящего вещества.

Клиновые задвижки

Устройство задвижки данного типа представляет собой заслонку с расположенными под углом поверхностями, которая при отпускании располагается в клинообразном седельном гнезде.

Жесткий клин

Модель отличается невысокой стоимостью, простотой, жесткостью, надежностью и хорошими параметрами герметичности, при изготовлении требует использования высокоточного оборудования. Клин шарнирно подвешен к шпинделю, размещенному в верхней крышке, и опускается в канал по встроенным в корпус направляющим, система способна работать с большими перепадами давления. К недостаткам относится сложный ремонт и заклинивание при воздействии высоких температур в результате линейного расширения металла при нагревании.

Рис.8 Двухдисковый клин – конструкция

Клин с двумя дисками

Клиновые модели данного типа состоят из заслонки в виде двух размещенных под углом дисков с разжимной деталью между ними (имеет вид шарообразного грибка) – это позволяет ей самоустанавливаться, обеспечивая при этом высокую плотность перекрытия канала и исключая заклинивание.

Типы задвижек с двумя дисками имеют сложное конструктивное исполнение и соответственно дороги, их преимущества – малый износ затворных и седельных поверхностей за счет отсутствия контакта по пути перемещения, высокая степень герметизации, небольшое прилагаемое усилие для закрывания прохода.

Устройства выпускают только с выдвижным штоком, многие модели бывают с кольцевыми уплотнениями на затворных дисках, позволяющими повысить герметизацию прохода.

Рис. 9 Разновидности поворотных систем

Упругий клин

В данной конструкции привод затвора разрезан на две части и между ними расположен пружинящий элемент – это позволяет перемещаться уплотнительным элементам относительно друг друга на небольшой угол, обеспечивая тем самым лучший контакт с седельным кольцом. При изготовлении не требуется высокоточная подгонка, исключено высокотемпературное заклинивание, к недостаткам относится повышенная истираемость плоскостей клина в результате раннего вступления в контакт при опускании.

Поворотные

Устройство такого типа называют дисковым поворотным затвором, при работе диск располагается в потоке вещества и перемещается по его направлению. Диски используются в системах с диаметром трубопроводов до 1200 мм. при температурах среды от -200 до +450 С. и давлении до 600 бар. Устройство имеет простую конструкцию, малые размер и массу, хорошо герметизирует перекрываемый канал, легко ремонтируется. К недостаткам относят высокое сопротивление потоку, работу только в одну сторону, невозможность использования в среде с повышенной вязкостью и загрязненностью.

Параллельные (шиберные)

В данных устройствах поверхности седел и затворного диска параллельны, при опускании диск (шибер) герметично перекрывает проход за счет давления на его поверхность проводимой среды. К недостаткам относят большие энергозатраты на перемещение в результате трения уплотнительных колец седла и шибера на всем пути движения и соответственно повышенное истирание герметизирующих поверхностей. Используется при пониженных требованиях к герметичности, легко обслуживается и ремонтируется.

Рис.10 Шиберные параллельные задвижки

Шланговые

При транспортировке агрессивной химической среды в системе, задвижки должны иметь высокую защиту от коррозии – лучшим вариантом в этом случае является использование устройств шлангового типа. Узел имеет рабочий канал в виде эластичного гибкого шланга, который при перекрытии потока сжимается в средней части.

Рис. 11 Шланговый тип задвижки – принцип действия

Маркировка

Маркировка задвижной трубопроводной арматуры регламентируется в соответствии с ГОСТ 4666-75, она выполняется на корпусе или табличке с указанием следующих данных:

  • наименование предприятия;
  • давление, температура;
  • проходной диаметр;
  • марка стали в случае использования материалов со специальными свойствами (повышенной коррозионной, температурной стойкостью);
  • знак качества при его наличии.

Рис. 12 Примеры маркировки

Монтаж запорной арматуры в системах водоснабжения

Установка задвижки в магистральный трубопровод промышленного назначения проводится квалифицированными специалистами, при этом наиболее часто используется соединение элементов друг с другом с помощью фланцев. При проведении работ в водопроводной магистрали действуют, соблюдая следующие особенности установки:

  1. Съем запорной арматуры водопровода проводят только при отсутствии рабочей жидкости в системе, при необходимости трубы в местах соединений защищают от грязи, окалины, известкового налета.
  2. Перед монтажом запорной арматуры проверяют качество фланцев – фланцевая шайба не должна иметь трещин, царапин, выемок и прочих дефектов.
  3. Запорная арматура водопровода размещается на строго прямолинейной части магистрали и ровных участках земной поверхности – это позволяет избежать чрезмерных напряжений в местах изгибов и перекосов, вызывающих протечки. При монтаже тяжелых узлов используют дополнительные жесткие опоры.
  4. При эксплуатации не допускается прилагать чрезмерное усилие к маховикам, посредством которых приводятся в действие запорные заслонки – это может привести к поломкам и трещинам.
  5. Монтаж следует проводить с обвязкой мягким стропом, избегая крепления за шток или штурвал и стараясь не повредить защитное покрытие – это приводит к преждевременной коррозии. Падение с высоты и механические удары недопустимы.

Рис. 13 Способы монтажа и настройки запорных устройств

Перед выбором запорной арматуры необходимо учитывать ее характеристики в соответствии с ГОСТ – наиболее высокими параметрами обладают стальные промышленные изделия. Для бытового использования подходят задвижные узлы для трубопроводов из цветных металлов – они имеют небольшие размеры условного прохода и доступный монтаж с помощью резьбовых муфт.

Ознакомительное видео про задвижки для трубопроводов

Виды и типы современной трубопроводной арматуры

Чтобы разобраться в огромном количестве деталей для монтажа трубных систем, объединенных общим названием трубопроводная арматура, существует несколько критериев, которые объясняют разделение и позволяют ориентироваться в фасонных изделиях для коммуникационных линий.

Виды арматуры для трубопроводов

Современные трубопроводные системы — сложный комплекс инженерных сооружений, каждый элемент которых выполняет определенную функцию, любые сбои в налаженной работе комплекса могут привести к авариям и иметь определенные экологические или экономические последствия.

Одним из основных критериев, который логично делит все арматурные изделия для трубопроводных систем, считается функциональное назначение. Иными словами, отличие каждой детали определяется тем, для чего она используется.

Таким образом, трубопроводную арматуру можно разделить на шесть групп по той функции, которую выполняет каждая из них в системе.

Запорные устройстваПредназначены для герметичного полного перекрытия движения рабочей среды. Именно степень герметичности определяет качество деталей этой группы.
РегулирующаяПрименяется для регулирования потока, количество и скорость транспортируемой среды. Она определяет безопасность и экономичность технологических процессов.
Отключающая или защитнаяОбеспечивает перекрытие движения рабочей среды в определенном элементе при превышении допустимых технологических параметров. В отличие от предохранительной арматуры подача рабочей среды прерывается на определенном участке, за счет отключения одного элемента.
ПредохранительнаяНаправлена на предотвращение аварийных ситуаций по любой из причин: от ошибки оператора, до превышения рабочих параметров сети. Задача — предотвратить нежелательные последствия нарушений.
Распределительно-смесительнаяДетали для разделения потока на отдельные ветви или смешивание нескольких потоков в один. Возможны варианты арматуры, которая выполняет только распределительную или только смесительную функцию.
ОбратнаяПредназначена для автоматического предотвращения обратного потока жидкости в системе.

Обратите внимание! Совмещение обозначенных действий возможно в деталях комбинированного типа, например, в устройствах запорно-регулирующих.

Типы устройств

Принадлежность к какому-либо типу арматуры для трубопроводов определяется конструкцией устройств.

Выделяют четыре типа:

ЗадвижкаПередвигаясь перпендикулярно по отношению к движению рабочей среды устройство перекрывает его.
ЗатворВыполнен в виде диска, который перемещается параллельно движению рабочей среды или под углом.
КлапанПеремещение путем вращения параллельно движению потока тела самого затвора или только его части.
КранЗапорный элемент, который вращается вокруг собственной оси, при этом он может находится в различном положении по отношению к оси потока.

Классификация по различным параметрам

Помимо функциональных различий и особенностей конструкции критериями для деления устройств на группы служит их назначение и сфера применения.

По сфере применения

По особенностям применения устройства разделяют на четыре разновидности:

  • Детали общего назначения, которые могут использоваться в различных отраслях.
  • Арматуру специального назначения (эти устройства должны обладать определенными характеристиками, которые оговариваются специально).
  • Санитарно-техническая, которая используется в трубах, предназначенных для оснащения бытового оборудования.
  • Фасонные детали для особых условий эксплуатации, например, для магистралей, транспортирующих агрессивные вещества.
  • Для трубопроводов судостроительной или транспортной промышленности.

Логично, что арматура для газопроводов должна отличаться высокой степенью герметичности. Для трубопроводов, транспортирующих нефть, важнейшим является антикоррозийная устойчивость, для труб, применяемых в химической промышленности важным критерием является инертность к агрессивным химическим соединениям.

По типу соединения

В зависимости от способа соединения, арматура делится на несколько групп:

  • Фланцевая — разборные детали, которые могут многократно разбираться, например, при ремонте или для прочистки. Крепится на болты. Распространена в системах, работающих в системах с высоким давлением и температурой.
  • Муфтовая арматура с резьбой. Подходит для труб из металлопластика, полиэтиленовых и полипропиленовых трубных изделий.
  • Арматура под сварку — самая надежная, сварка осуществляется в раструб или встык.
  • Арматура для цапкового крепления (устройства небольшого размера, которые способны работать под высоким давлением, с наружной резьбой).
  • Устройства под штуцерное соединение (детали с наружной резьбой, диаметром не более 15 мм).
Читайте также:  Какую сантехнику выбрать для ванной

По методу герметизации

В зависимости от того, каким образом происходит герметизация стыков, различают:

Классификация, виды и назначения трубопроводной арматуры

Рынок металлопроката стал особо популярен за счет производства промышленной арматуры, которая применяется при построении трубопровода. Трубопровод – специальное сооружение, которое служит для переноса веществ в различном агрегатном состоянии (жидком, твердом и газообразном) под воздействием разницы давления в поперечных сечениях трубы. Он представляет собой сложную конструкцию из труб, контрольно-измерительных приборов, автоматики, опорных конструкций, изоляционных материалов и трубопроводной арматуры, которая является его основной частью.

Трубопроводная арматура – специальный механизм трубопровода, который позволяет управлять потоками веществ за счет изменения площади поперечного сечения.

Виды трубопроводной арматуры

Всего выделяют 7 видов таких изделий по назначению: запорная, регулирующая, предохранительная, защитная, фазоразделительная, смесительно-распределительная, контрольная.

  1. Запорная – представлена задвижками, кранами, заслонками и вентилями. Обеспечивает полное прекращение движения рабочей жидкости в трубах для ее спуска в среду, либо для поступления в контрольные и измерительные приборы.
  2. Регулирующая – представлена вентилями, саморегулирующимися клапанами, конденсатоотводчиками и специальными приборами, которые регулируют необходимый уровень потока. Обеспечивает возможность изменения температуры, напора, давления и расхода вещества в определенном агрегатном состоянии.
  3. Предохранительная – представлена предохранительными и перепускными клапанами, а также мембранным предохранителем. При повышении давления в сосуде выше нормы обеспечивает автоматическое открытие клапана и сброс лишнего вещества.
  4. Защитная – представлена отсечными и обратными клапанами, либо пневмозадвижками. Обеспечивает автоматическое аварийное отключение отдельного участка или всего трубопровода при критическом изменении показателей рабочего материала.
  5. Фазоразделительная – представлена маслоотделителями, вантузами и конденсатоотводчиками. Служит для автоматического разделения фаз рабочего вещества, которое находится в разных агрегатных состояниях и их удаления.
  6. Смесительно-распределительная – представлена в виде специальных кранов-смесителей, которые распределяют потоки, и клапанов. Обеспечивает смешивание различных потоков рабочего вещества в один, либо разделяет один поток на несколько потоков, идущих в разных направлениях.
  7. Контрольная – представлена пробко-спускными кранами, датчиками уровня. Служит для определения движения и уровня рабочего материала, который находится в определенном агрегатном состоянии.

Классификация трубопроводной арматуры

Классификация таких специальных сооружений связана с их функциональным предназначением.

  1. По методу уплотнения или герметизации арматура бывает мембранная, где герметиком является мембрана, сильфонная ( герметиком является металлическая оболочка из нержавеющей стали), шланговая ( герметиком является шланг), сальниковая ( герметиком является сальниковый уплотнитель).
  2. Управление такой конструкцией бывает нескольких видов : дистанционное, при котором управление происходит благодаря устройствам автоматического срабатывания) и ручное или с помощью электрического, пневматического, гидравлического или электромагнитного привода.
  3. Присоединение армированной конструкции к трубопроводу происходит благодаря таким деталям, как муфта, фланец, штуцер и патрубок с буртиком. Отсюда и происходят названия соединений :муфтовый, фланцевый, цапковый и штуцерный. А также используют сварку для соединения армированной конструкции и трубы.
  4. Не каждый вид изделия способен выдерживать давление в 200 МПа и температуру в 800 градусов. Поэтому все виды основной части трубопровода деляться на оборудование, которое способно сохранять вакуум, выдерживать абсолютное давление (до 0,2 МПа), низкое (до 1,5 МПа), среднее ( до 15 МПа), высокое (до 90 МПа), и сверхвысокое давление ( свыше 90 МПа).
  5. По температурный параметра выделяют жаропрочное оборудование, температура которого составляет более 700 градусов, криогенную ( ниже 160 градусов), арматуру низких (от -10 до -50 градусов), средних ( от -50 до 300 градусов) и высоких ( от 300 до 700 градусов) температур.
  6. По области применения различают армированные сооружения: промышленного всеобщего (хозяйство) и специального назначения (для повышенного давления, высоких и низких температур, токсических сред), специализированные (под заказ), судовые ( при постройке различных морских суден) и сантехнические (различные бытовые приборы).

Виды и классификация трубопроводной арматуры тесно связаны между собой, так как выполняют функции связанные с эффективной и безопасной работой трубопровода.

Типы трубопроводной арматуры

Всего различают 4 типа оборудования: клапан, дисковый затвор, кран, задвижка.

Клапан представляет собой специальное сооружение, в котором регулятор движется параллельно потоку вещества, которое находится в трубе. Различают таральчатые, игольчатые, односедельные и двухседельные клапаны. При таком типе армированной конструкции, как задвижка, регулятор движется под углом 90 градусов к потоку рабочего материала. Регулятор в кране вращается вокруг себя и не связан с руслом вещества. Различают шаровые, конусные и дисковые краны. Если регулятор имеет дисковидную форму, вращается вокруг себя и располагается перпендикулярно к потоку рабочего вещества, то такой тип трубопроводной арматуры называется дисковым затвором. В заключении отметим, что помощь в создании данного материала про трубопроводную арматуру нам оказали сотрудники профильной компании Атис Сталь, поставляющей данную категорию продукции на российский рынок.

Материал для изготовления оборудования

Выбор материала для изготовления такого оборудования зависит в первую очередь от среды эксплуатации и функциональных возможностях. Например, керамика и стекло имеют высокую устойчивость к агрессивным средам и используются в химической промышленности. Для отопительных систем используют стальную арматуру (низкоуглеродистую или легированную), так как она является жаропрочной. Также для изготовления используют чугун, титан, алюминий, латунь, никель, бронза и неметаллические материалы( винипласт, полиэтилен, капролактам, графит и другие).

Виды запорной арматуры: краны, клапаны, заслонки и задвижки. Их характеристики

Запорная арматура — это разные, с конструктивной точки зрения, приспособления, которые применяются для регулировки или полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводной конструкции. Среда, транспортируемая по коммуникации, может быть трёх видов: жидкой, парообразной, газовой. Эти изделия монтируются на трубопроводы с разными показателями давления и используются практически во всех случаях.

Основные виды запорной арматуры

На сегодняшний день существует множество изделий, которые относятся к одному большому строительному сегменту — запорной арматуре. Такие приспособления используются в различных сферах человеческой деятельности; в большинстве случаев являются незаменимыми. Запорная арматура может производиться из разных материалов. Рассмотрим их:

В пластиковых коммуникациях эксплуатируются элементы пластиковой запорной арматуры. Запорная трубная арматура классифицируется по двум основным показателям, первый из которых — эксплуатационная область. Рассмотрим основные разновидности трубопроводной арматуры в зависимости от области использования:

1. Промышленная. Такие изделия используются для различных целей на производствах, а также в народном хозяйстве. Изготавливается промышленная арматура серийно в больших объёмах для водопроводов, коммуникаций, транспортирующих пар, отопительных линий и т. д.

2. Общепромышленная. Такая запорная арматура используется в нестандартных условиях. Например, в коммуникациях с высокими показателями давления, температуры, при низких температурах, в трубопроводных конструкциях, которые осуществляют транспортировку агрессивных химических веществ, токсичных и радиоактивных продуктов. К этой разновидности запорных изделий можно отнести:

  • устойчивые к коррозийным воздействиям;
  • криогенные;
  • фонтанные;
  • изделия с обогревом;
  • арматуру для сыпучих сред.

3. Специальная. К этой разновидности запорных приспособлений относится продукция, изготовленная по спецзаказу. Её эксплуатационные особенности, как правило, указывается в техническом регламенте.

4. Судовая. Такая запорная арматура используется на речных и морских судах. Изделия, относящиеся к судовой запорной арматуре должны обладать определённым весом, стойкостью к специфическим условиям использования (например, к вибрации).

5. Сантехническая. Самая распространённая разновидность запорной арматуры, которую используют в хозяйственно-бытовых целях. Устанавливаются такие приспособления на различных коммуникациях и приборах, которые эксплуатируются потребителями. Любая сантехника для нормальной эксплуатации нуждается в такой арматуре. В противном случае она не будет функционировать.

Обратите внимание! Производство запорной арматуры этого типа выполняется в промышленных масштабах на предприятиях.

Такая арматура отличается небольшими показателями сечения. Её управление выполняется в большинстве случаев вручную (запорная арматура сантехники), однако, есть и исключения: газовая арматура (защитные клапаны), регуляторы давления.

Разновидности запорной арматуры по назначению

Кроме эксплуатационной области, существует ещё один показатель, по которому классифицируются все изделия этого типа — назначение. По назначению выделяют следующие разновидности запорной арматуры:

  1. Запорная. Используется для полного перекрытия потока рабочей среды в коммуникации. Такая арматура должна иметь хорошие герметизационные показатели и отличаться высокой надёжностью.
  2. Регулирующая. Применяется для контролируемого регулирования расхода рабочей среды внутри конкретной коммуникации. Регулировка осуществляется за счёт изменения рабочих параметров, к которым можно отнести:
  • температура;
  • давление.
  1. Распределительно-смесительная. Такая арматура используется для разграничения потока рабочей среды по разным направлениям или же, наоборот, для соединения потоков воедино.
  2. Предохранительная. Предохранительная или защитная арматура используется для автоматической защиты коммуникаций и различных приборов от перегрузок, которые вызываются повышенным давлением. Такие изделия способны сбрасывать излишки давления рабочей среды.
  3. Отсечная. Предназначается для полного отключения потока рабочей среды (независимо от агрегатного состояния). Такая арматура, кроме полной отсечки рабочей среды, может осуществлять её регулировку.
  4. Фазоразделительная. Используется такая арматура для автоматического разделения рабочей среды. К такой арматуре можно отнести:
  • изделия, осуществляющие отвод конденсата;
  • маслоотделители.

Шаровые и пробковые краны

Такие краны монтируются на коммуникациях, которые транспортируют различные среды: воду, пар, а также газ. К основным характеристикам этих изделий можно отнести небольшие габариты и малые показатели сопротивления. Вес таких изделий в зависимости от размеров может быть от 0,8 до 8,6 кг.

На сегодняшний день наиболее распространёнными считаются шаровые и пробковые краны. По варианту герметизации они классифицируются на два типа:

Существует три способа стыковки такой запорной арматуры с трубопроводом:

  • посредством соединительного фитинга (муфты);
  • с помощью фланца;
  • с помощью специального сварочного оборудования (приварной метод).

Пробковый кран (вентиль) используется, как правило, для коммуникаций, которые транспортируют природный газ. Рабочие показатели температуры для такой запорной газовой арматуры доходят до +50 °C. Монтаж запорной арматуры этого типа производится в любом необходимом положении с помощью муфт. Выполняются они в основном из чугуна и способны выдерживать давление, равное 0,1 МПа (1 атмосфера).

Установка фланцевых кранов разрешается на трубопроводы с рабочей температурой от −40 до +70 °C. Регулируются краны дистанционно, однако, возможен вариант ручного управления изделием при помощи специального маховика. Ремонт запорной арматуры этого типа выполняется довольно просто потому, что при монтаже можно выбрать удобное положение, позволяющее произвести это мероприятие оперативно.

Обратите внимание! Фланцевые модели производятся преимущественно из стали, которая обладает высокими прочностными характеристиками. Такие устройства монтируются на трубопровод посредством специальных элементов — фланцев (отсюда и название).

Сальниковые модели производятся из чугуна и монтируются на трубопровод посредством муфт. Такие краны эксплуатируются на водо- и нефтепроводах. Температурные показатели, при которых осуществляет свою работу сальниковый кран, могут доходить до +100 °C. Сальник изготавливается из чугуна и наполняется, как правило, резиной или пенькой. Допустимое давление рабочей среды для таких моделей составляет 1,0 МПа (10 атмосфер).

Как уже было сказано выше, шаровые модели характеризуются малыми показателями сопротивления, однако, качество этих изделий очень высокое. Их используют даже в коммуникациях, которые отличаются большими показателями сечения. Производятся такие краны из чугуна, а уплотнительные элементы из специального вещества — фторопласта. Показатели рабочего давления для таких приспособлений составляют 1,0 МПа, а эксплуатационная температура доходит до 100 °C.

Запорный клапан

На сегодняшний день наиболее распространёнными считаются запорные клапаны, которые регулируются посредством маховика или же в некоторых случаях — электропривода. Однако встречаются модели, управление которых производится дистанционным способом. Запорные клапаны — очень популярная арматура для канализационных коммуникаций. Для канализации используется различная по материалу запорная арматура, в том числе и пластиковая. Однако чаще всего применяются изделия из чугуна.

Такие устройства оснащаются специальным уплотнительным кольцом, которое изготавливается из фторопласта, резинового материала или кожи. Монтируется запорная чугунная и пластиковая арматура с электроприводом на трубопроводных конструкциях, транспортирующих воду, пар, воздух и т. д. Устанавливается такой вентиль на трубу с помощью муфт.

Температура рабочей среды запорной арматуры для канализации составляет не больше 50 °C. Продукция, регулируемая электроприводом, монтируется на коммуникации, транспортирующие рабочую среду при температуре +45 °C. Все разновидности запорной арматуры (вентилей и задвижек) в большинстве случаев выполняются из чугунного материала и используются для напорных и безнапорных канализационных коммуникаций.

Заслонки

Эти изделия эксплуатируются в коммуникациях, которые имеют показатели сечения до 2200 мм. Рассмотрим основные преимущества использования заслонок:

  • простота монтажа;
  • ремонт запорной арматуры этого типа довольно прост;
  • малый вес;
  • компактность;
  • легкоуправляемость;
  • демократичная цена.

Полезная информация! В большинстве случаев регулировка заслонок производится вручную, однако, некоторые модели оснащаются на производстве гидравлическими или пневматическими приводами.

Существуют заслонки, регулируемые с помощью электроприводов. Такие модели применяются в коммуникациях, показатели сечения которых, варьируют от 300 до 1600 мм, а давление рабочей среды составляет примерно 1,0 МПа.

Читайте также:  Изоляция трубопроводов асбестовым картоном

Трубопроводные конструкции, осуществляющие транспортировку воды, оснащаются специальными бесфланцевыми заслонками, которые способны функционировать при давлении 1,0 МПа. Такие модели оснащаются резиновым уплотнительным кольцом, посредством которого достигаются необходимые герметизационные показатели. Модели, которые регулируются вручную, монтируются на трубопровод в любом положении, а модели, регулируемые дистанционно, устанавливаются электроприводом вверх.

Помимо фланцевого способа стыковки этого изделия с коммуникацией, существует также сварочный метод. Изготавливаются эти приспособления из чугуна или стали.

Задвижки

Задвижки отличаются небольшой длиной и используются, как правило, на магистральных трубопроводах, технологических коммуникациях. Эти приспособления оснащаются специальным конструктивным элементом — шпинделем.

Шпиндель может быть двух типов:

Монтаж таких приспособлений на трубопроводную конструкцию осуществляется посредством фланцев. Материал, из которого изготавливаются задвижки, может быть разным, однако, наиболее распространены чугунные изделия. Эти приспособления эксплуатируются в коммуникациях, транспортирующих:

  • топливный газ;
  • коксовый газ;
  • нефть и масло.

В первом случае применяются задвижки, которые способны выдерживать температуру рабочей среды до 100 °C. Такие задвижки являются клиновидными двухдисковыми и оснащаются невыдвижным шпинделем. Показатель давления, при которых способны функционировать эти изделия, составляет 0,6 МПа (6 атмосфер). Регулировка этих изделий выполняется вручную.

Задвижки, монтируемые на трубопроводные конструкции, которые осуществляют транспортировку коксового газа, отличаются выдвижным шпинделем. Регулировка таких приспособлений производится посредством электропривода. Изделия, показатели сечения которых составляют 1300 мм, способны выдерживать давление в 1,8 МПа при температуре 200 °C. А детали с показателем сечения 1500 мм выдерживают давление 0,05 МПа при температуре среды 85 °C.

Для коммуникаций, которые осуществляют транспортировку нефти или же масла, используют задвижки из стали. Шпиндель в таких приспособлениях является выдвижным, также они имеют специальные патрубки. Температурная сопротивляемость таких задвижек является довольно высокой — они способны функционировать при температуре рабочей среды до 250 °C.

Какая запорная арматура для трубопроводов есть на рынке и какую лучше использовать

Функционирование трубопровода требует его постоянного обслуживания. Для этого используют разные виды трубопроводной арматуры — предохранительную, спускную, запорную и т.д. К примеру, чтобы частично или полностью перекрыть движение рабочей среды в системе, применяют запорную арматуру для трубопроводов. О характеристиках и типах арматуры трубопроводов будет рассказано в этой статье.

Виды арматуры для трубопроводов

Выделяют следующие виды трубной арматуры:

  • регулирующая;
  • запорно-регулирующая;
  • невозвратно-запорная;
  • запорная;
  • предохранительная;
  • обратная;
  • невозвратно-управляемая;
  • смесительно-распределительная;
  • дренажная (спускная);
  • отводная;
  • отключающая (защитная);
  • редукционная (дроссельная);
  • фазоразделительная;
  • контрольная.

Как нетрудно догадаться, каждая разновидность продукции предназначена для определённых целей, которым соответствует и устройство трубопроводной арматуры.

Например, запорную трубопроводную арматуру используют для перекрытия движения рабочей среды (или совокупности сред) с целью проведения профилактических работ в сети.

Предохранители служат для защиты трубопровода от превышения рабочего давления, в результате которого система может выйти из строя, путём сброса излишков перемещаемой среды.

Регулирующая арматура предназначена для поддержания нужного количества носителя с помощью изменения его расхода.

Возникновение возвратного потока, снижающего производительность системы, предотвращается обратными элементами (в частности, невозвратно-запорными и невозвратно-управляемыми).

Сброс из трубопроводной системы рабочей среды осуществляется путём использования спусковых, или дренажных, приспособлений.

Разделение фаз (при условии, что в трубах перемещается несколько фазовых состояний среды) производится при помощи фазоразделительных элементов.

Рабочее давление в системе при необходимости снижается благодаря применению редукционной арматуры.

Типы трубопроводной арматуры

Сфера использования арматуры для трубопроводов достаточно широка, она используется во всех типах промышленных трубопроводов, в том числе и в технологически опасных производствах (при перемещении ядовитых, взрывчатых, экологически опасных веществ). Поэтому характеристики трубопроводной арматуры должны полностью соответствовать государственным стандартам безопасности. Обычно производством таких изделий занимаются крупные предприятия.

Сообразуясь с планируемым применением трубной арматуры, выделяют продукцию:

  1. Общетехнического применения.
  2. Для особых условий.
  3. Промышленную специальную.
  4. Судовую и транспортную.
  5. Промышленную сантехническую.

Изделия общего назначения производятся серийно и могут применяться в любой сфере производства.

Для перемещения высокотоксичных, агрессивных, взрывоопасных веществ используют арматуру второго типа. Её же применяют в системах энергоснабжения, для которых предусмотрены особые условия работы. Читайте также: “Какие виды трубопроводной арматуры лучше использовать – характеристики, преимущества, сфера применения”.

Судоходство и транспортные перевозки осуществляются в разном климате и при варьирующихся габаритах транспортных средств, которым должна соответствовать судовая или транспортная арматура.

Специальная промышленная трубопроводная арматура выпускается по специальным проектам предприятий и в соответствии с предъявляемыми ими требованиями (подробнее: “Какая бывает промышленная трубопроводная арматура – виды и характеристики”).

Промышленные сантехнические элементы, как можно догадаться, используются при установке и эксплуатации промышленной сантехники.

Условия производства арматуры

Материал изготовления трубопроводной арматуры определяется будущей областью её применения. Если система (или участок системы) будет работать при давлении до 1,6 МПа, используется ковкий чугун; если больше — сталь. Для трубопроводов небольшого сечения используются высококачественные медные сплавы, благодаря которым не допускается коррозия элементов и прикипание арматуры к трубам.

Следует отметить, что производство арматурных элементов — дело сложное и высокотехнологичное, поэтому должно осуществляться на специальном промышленном оборудовании.

Для производства изделий необходимы:

  • печь;
  • пресс специального назначения;
  • станок для диагностики;
  • стол, на котором осуществляется сборка;
  • токарный станок;
  • сверлильный станок;
  • конвейер;
  • воздушный компрессор для покраски изделий;
  • вспомогательные инструменты и приспособления.

Запорные устройства: классификация и применением

Основные виды запорной арматуры для трубопроводов — задвижки, вентили, клапаны, краны и затворы. Для задвижек характерно движение запирающего элемента под прямым углом к продольной оси трубы, для клапанов — параллельно.

Вентили

Возможно применение вентилей на запорных изделиях диаметром до 0,3 м. Часто они применяются в конечных (тупиковых) участках системы во время ремонта. Запирающий элемент, нередко представляющий собой тело вращения или его часть, поворачивается вокруг оси, расположенной по отношению к оси трубы под произвольным углом. Могут использоваться вентили в качестве не только запорной, но и регулирующей арматуры.


Задвижки

Задвижки — это запорные элементы небольшой длины, предназначенные для работы в системах с малым гидравлическим сопротивлением.

По конструкции они бывают клиновыми (с составным, упругим, цельным клином) и параллельными (шиберными). В системах с небольшим давлением применяются задвижки последнего типа.

Основное предназначение задвижек — выполнять запорные функции; в большинстве случаев как регулирующие элементы они не используются. Во время работы задвижки могут быть выставлены в две возможные позиции: закрыто или открыто.

Лучше всего применять такие элементы в полнопроходных системах, то есть при отсутствии уменьшения сечения труб в патрубках. Например, задвижки идеальны для использования в магистральных трубопроводах, где рабочая среда перемещается непрерывно и с высокой скоростью.

Отличительная конструктивная особенность задвижки – присутствие шпинделя, который, в зависимости от конструкции, выдвигается или нет.

Среди недостатков этих арматурных элементов следует отметить длительность закрывания и открывания, большую относительную высоту изделия (если шпиндель выдвижной), серьёзный износ поверхностей корпуса и затвора и ограниченность применения. Задвижки применяются при температурах до 450°С, давлении до 25 МПа, в диапазоне диаметров труб 0,05-1,2 м. Рабочей средой могут являться вода, пар, щёлочи, кислоты, нефть и т.д. Читайте также: “Какие бывают трубопроводы пара и горячей воды – их особенности и правила монтажа”.

Как уже отмечалось, задвижки бывают двух основных типов: шиберные и клиновые.

В конструкцию шиберных элементов включён металлический клин, при движении разрезающий инородные элементы рабочей среды. Шиберными задвижками оснащаются трубопроводы для фекальных стоков, целлюлозно-бумажного производства и т.д.

В случае же необходимости проведения периодического ремонта элементов системы устанавливают клиновые задвижки, состоящие из чугунного корпуса, внутри которого установлен соединённый с клином вращающийся шпиндель. Клиновые задвижки используют при обслуживании систем транспортировки газов и жидкостей, не реагирующих с материалом изготовления трубопровода. Корпус и крышка таких изделий свариваются из вырезанных из листовой коррозионностойкой или углеродистой стали деталей.

Закрыванием и открыванием задвижек можно управлять вручную или при помощи электроприводов – гидравлических, пневматических или электрических. При регулировании положения элемента вручную следует позаботиться и об установке редуктора, позволяющего не затрачивать на процесс слишком много сил.

Клапаны

Предназначение клапанов – открываться и закрываться при определённых условиях, например, при достижении какого-либо уровня давления или смене направления движения рабочей среды.

Изделия подразделяют на одно- и двухсёдельные, причём обычно в производстве используется второй тип, одновременно осуществляющий распределительные и регулирующие функции.

Основываясь на направлении протекания рабочей среды, клапаны делят на угловые (направление меняется на 90°), проходные (направление не меняется) и прямоточные (линия движения среды выпрямляется).

Чтобы полностью перекрыть движение потока внутри труб, используют запорные клапаны. Эта арматура обеспечивает максимальную надёжность и герметичность системы.

Если возникает необходимость не допустить смены движения рабочей среды (к примеру, при выходе из строя насоса и повреждении или обрыве несущего канала), используют обратные клапаны.

С помощью регулирующих клапанов можно контролировать количество подаваемой в систему жидкости или газа, изменяя размер входного отверстия.

Запорно-регулирующие клапаны, как ясно из названия, осуществляют одновременно две функции.

Все клапаны, при условии надлежащего качества изготовления и установки, пригодны для работы в вакууме, коррозионных средах, в условиях повышенных температуры и давления. Эту трубопроводную арматуру сравнительно просто ремонтировать и обслуживать.

Краны

Более универсальный вариант трубопроводной арматуры – краны. Их можно использовать как запорные, регулирующие или распределительные устройства. Подходят краны для любых, в том числе вязких, жидкостей и газов. Ремонт этих приспособлений требует больших усилий и наличия опыта.

Краны состоят из затвора (или пробки) шарообразной, конусообразной или цилиндрической геометрии, с отверстием в центре, и корпуса. Производятся эти запорные элементы из латуни, бронзы, чугуна и стали, а в случае более агрессивных внутренних условий – из фарфора или специального пластика.

Краны принято подразделять на группы в зависимости от:

  • направления движения потока и количества патрубков (проходные, трёхходовые, угловые, многоходовые);
  • принципа движения затвора (с отжимом, или подъёмом, или с вращением, без подъёма, затвора);
  • способа управления (ручные, с электро-, пневмо-, гидроприводами);
  • геометрии затвора (игольчатые, конусные, шаровые, цилиндрические);
  • способа обеспечения герметичности (сальниковые или натяжные).

Основное преимущество крана – возможность регулировать объём потока. Если задвижка работает только в двух режимах – открыто или закрыто – то устройство крана позволяет, изменяя положение отверстия затвора относительно оси движения рабочей среды, добиваться полного прекращения, усиления или ослабления потока. Поэтому кран может служить одновременно и запорным, и регулирующим устройством.

Затворы: практика использования

Затворы – главнейшая часть запорной арматуры любого типа. Именно благодаря исправности затвора возможно своевременное и полное (или, при необходимости, частичное) перекрытие движения в трубопроводе потока жидкости или газа.

Соответственно, при неисправности или некачественном изготовлении затвора последствия могут быть любыми – от незначительной, безвредной течи, устраняемой простой заменой элементов конструкции, до полноценной экологической катастрофы или взрыва носителя. Поэтому особое внимание уделяется материалу изготовления затворов и условиям их эксплуатации.

Наиболее часто встречающийся тип затворов – дисковые. Они применяются в системах отопления, водоснабжения, подачи пара, неагрессивных рабочих сред или продуктов нефтепереработки. Применяются и фланцевые затворы, отличительной особенностью которых является наличие в конструкции фланца.

Затворы можно изготавливать из чугуна, однако использование стальных изделий (из легированной, нержавеющей или углеродистой стали) предпочтительнее.

Стальные затворы обладают рядом значимых преимуществ:

  • возможна работа при температуре до -60°С;
  • такие затворы могут работать в среде температурой до 700°С;
  • предназначены для использования в агрессивных рабочих средах;
  • выдерживают большое давление (до 10 МПа).

Как поворотные механизмы затворы отличаются:

  • простотой установки и ремонта;
  • компактностью (их можно крепить в ограниченных пространствах);
  • небольшими, по сравнению с задвижками, весом и габаритами;
  • простотой замены при износе изделия при большом сроке годности;
  • невысокой ценой;
  • отсутствием угрозы заклинивания или прикипания во время использования.

Можно сказать, что запорная арматура, при простоте и сравнительно небольшой цене продукции, является не только полезнейшим элементом конструкции трубопровода, но и главной гарантией безопасности как работы системы, так и здоровья и жизни обслуживающего персонала. Ведь именно благодаря запорным элементам можно вовремя остановить утечку опасной жидкости или ядовитого газа и перекрыть движение среды в нужной точке, не нарушая всего цикла работы системы.

Поэтому к выбору, качеству и установке запорной арматуры следует подходить как можно ответственнее, сообразуя свои решения не только с ценой изделий или страной происхождения, но и с предварительно произведёнными расчётами. И, разумеется, нельзя забывать о своевременном обслуживании и плановой замене столь важных для любого трубопровода элементов.

Ссылка на основную публикацию