запорная арматура для трубопроводов что это такое
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:
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:
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:
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:
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:
Как поворотные механизмы затворы отличаются:
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.
Запорная арматура для трубопроводов, ее виды и классификация
Запорная арматура — это средства разделения трубопровода на отдельные участки и регулирование давления в них. Является регулятором потока, создает определенный уровень герметичности. Широко распространена, составляет до 80% всей арматуры на трубопроводе. К запорной арматуре относятся: запорные краны, задвижки, поворотные затворы и краны.
Эта аппаратура предназначается для полного закрытия/открытия потока жидкостей различного характера в трубопроводе в соответствии с требованиями технологических процессов. К таким приспособлениям относят запорные клапаны, задвижки, затворы поворотные и краны. В свою очередь запорно — регулирующая арматура играет роль регулятора потока и создает герметичность в трубопроводной среде.
Запорная арматура всех видов предназначается для использования в следующих средах:
По большей части такая аппаратура предназначена только для работы в двух положениях: «открыто» или «закрыто» и, чаще всего, не используются в промежуточных положениях.
По своему предназначению арматура подразделяется на следующие виды:
Использование запорной арматуры на системах канализации стоков связано с необходимостью отключения отдельных ее участков для ремонта.
Для трубопроводных магистралей
Перекачка продуктов, чтобы быть эффективным средством транспортировки, производится на большие расстоянию при высоком давлении и с большой скоростью. Поэтому к подбору собственно труб и запорной арматуры – задвижкам, клапанам, затворам поворотным – и предъявляются особые требования.
Ее подбирают в соответствии с техническими нормативами, с проектным давлением, вязкостью среды, перепадами внутренней и наружной температуры. Имеет значение и степень автоматизации перекачки.
В системах магистральных водопроводных систем перекачиваемая жидкость всегда имеет в своем составе определенное количество агрессивных компонентов. Поэтому для арматуры используется химически стойкие материалы. Этими свойствами в полной мере обладает чугун, из которого изготавливаются все виды запорной арматуры для трубопроводов.
Их применяют в трубопроводах высоко и низкого давления и для перекачки различных сред. Этот же материал наиболее популярен при изготовлении трубопроводной арматуры для нефтепроводов.
На магистральных трубопроводах применяется запорная арматура размерами 8 – 2000 миллиметров.
Управление задвижками производится вручную при помощи маховиков, а в труднодоступных местах – с использованием электропривода дистанционно.
Большинство чугунных задвижек устроены с фланцевыми механизмами и могут выпускаться в различных конструктивных исполнениях:
Задвижка представляет собой литой чугунный корпус, в котором располагается плоский шибер с отверстием, соответствующим размеру трубы. Для управления применяются два вида привода: ручной для агрегатов, располагающихся в доступном месте, и дистанционный, если задвижка установлена в закрытом пространстве.
Ручной привод состоит из рукоятки в виде штурвала, винтовой пары и штока, прикрепляемого к шиберу. При вращении рукоятки винтовая пара преобразует вращательное движении в поступательное, которое через шток приводит в движение шибер в нужном направлении. Когда отверстие в нем совпадает с отверстие в трубе, возобновляется поток жидкости.
Подъем затвора обеспечивает перемещение клина по отношению к седлу, в результате чего его отверстие совмещается с отверстием в неподвижной детали, обеспечивая прохождение рабочей среды. Вращение может производиться вручную или с использованием дистанционного управления.
Такие устройства предназначаются для работы при давлении 2 — 200
Рабочая среда и запирающие элементы прибора в виде двух пластин располагаются в камере. Пластины затвора присоединены к штоку привода. При его вращении они раскрываются, пропуская воду или пар по трубопроводу.
Все представленные задвижки имеют ряд общих параметров, среди которых:
Фланцевая запорная арматура для трубопроводов используется не только на водопроводных сетях, но и при перекачке нефтепродуктов или других жидких сред.
В распределительных сетях на трубопроводах Ду100 и менее водоснабжения часто используются клапаны и краны с муфтовыми соединениями. Такие устройства менее габаритны и технологичны при монтаже. Соединения производятся наворачиванием на резьбу сопрягаемой детали.
Герметичность такого стыка обеспечивается применением различных уплотнителей: льняное волокно, лента ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал), уплотняющие шнуры и силиконовый герметик специального назначения. Такое соединение менее надежно, чем фланцевое, но и устранение протечек на нем осуществляется быстрее и проще.
Запорная муфтовая арматура для трубопроводов применяется на внутридомовых распределительных сетях при размерах менее Ду 50 при давлении в трубопроводе от 0,6 атмосфер.
Водозапорная арматура для распределительных сетей
Такие изделия различных видов и назначения предназначаются для доставки воды от питающей емкости до конечной точки потребления. Ее основное назначение — это закрытие или открытие потока жидкости в трубопроводе, а также регулировка давления в сети. Проще говоря, любой из этих механизмов, будь то кран или клапан, позволяет отсечь или возобновить подачу воды.
Устройство отсечной арматуры довольно простое. Основой является чугунная или латунная труба. В нее вставляется клапан, который может частично или полностью перекрывать просвет в трубе, что приводит к изменению давления в трубопроводе или прекращению потока. Управление механизмом производится при помощи рычажного крана произвольной формы.
Функциональное предназначение устройств
Арматура на сети водопровода устанавливается не только в каждом доме, но и в каждой квартире. Она служит для регулировки давления во внутри домовом водопроводе и распределения воды по всем помещениям квартиры, где это предусмотрено проектом.
Запорная арматура для трубопроводов виды классификация
Что такое запорная арматура
Современная запорная арматура для трубопроводов — это класс деталей, применяемых для полной остановки потока газа или жидкости в трубопроводе, и обеспечивающих идеальную герметичность относительно окружающей среды. Количество единиц используемой запорной арматуры максимально по отношению к другим ее разновидностям и достигает 80% от их общего количества.
Использование запорной арматуры распространяется на все виды трубопроводов, она используется при транспортировке:
Для производства запорной арматуры используются различные сплавы, металлы, материалы: углеродистые, легированные и жаропрочные стали, чугун всех видов, титановые сплавы, латунь, бронза, керамика, пластмасса.
Какие узлы относятся к запорному виду арматуры
Запорная арматура — это целый класс устройств, объединяющихся под названием:
Задвижка представляет собой самую необходимую деталь среди запорной арматуры. Запирающий орган задвижки передвигается поперек потока передаваемых газа, воды, нефти. Главное преимущество задвижки — это простота конструкции. К положительным качествам относится и минимальное гидравлическое сопротивление. Недостатком задвижки могут стать ее габариты.
К трубопроводу эта деталь подсоединяется с использованием фланцев, назначение которых — герметичность соединения.
Кран — это альтернативный задвижке узел, позволяющий перекрыть поток передаваемого по трубам вещества. Его движение для открывания и закрывания — это поперечный потоку поворот вокруг своей оси, при этом среднее положение не предусмотрено. Кран работает лишь в двух режимах: «открыто» — рукоятка вдоль трубопровода и «закрыто» — рукоятка перпендикулярно трубопроводу. Эта запорная деталь имеет превосходные эксплуатационные качества и широко используется при установке системы теплоснабжения и в иных отраслях.
Клапан (или вентиль) представляет собой арматуру, с запорным элементом, двигающимся вдоль потока передаваемого по трубам вещества.
У затвора запирающая деталь в форме диска, оборачивающегося вокруг своей оси, располагающейся под определенным углом или же перпендикулярно потоку газа или жидкости.
Запорная арматура используется на предприятиях горнодобывающей, металлургической, химической, пищевой промышленности, в энергосистемах и аграрном хозяйстве, на предприятиях ЖКХ и водоканалах, в различных частных структурах.
Трубопроводная арматура — это система приспособлений, деталей и крепежных узлов, которая устанавливается на различных трубопроводах и агрегатах для регулирования потоков разных рабочих сред (жидкостей, газов).
Трубопроводная арматура может запускаться вручную или с использованием различных дополнительных устройств, например, электропривода. Основными потребителями трубопроводной арматуры является строительно-монтажные предприятия.
Трубопроводная арматура бывает двух основных типов: смесительная и предохранительная. Выделяют также запорно-регулирующую арматуру, которая является наиболее распространенным видом предохранительной арматуры и применяется для перекрытия в трубопроводе потока жидкостей или газообразных веществ.
Запорная арматура относится к классу промышленного оборудования. Она позволяет обеспечить полную герметичность в затворе и в отношении внешней среды. Наглядный пример применения этого вида арматуры – водозапорная арматура, использующаяся в системах водоснабжения, водоотведения и отопления.
Клапаны, краны, задвижки и затворы всевозможных типов и конструкций – все подобные устройства являются запорной арматурой.
Где применяется промышленная запорная арматура
В целом, область применения любого типа промышленной арматуры определена в соответствующей нормативно-технической документации. Подбор конкретного изделия осуществляется по специальному каталогу. Причем в процессе выбора всегда ориентируются и на геометрические (диаметр трубы) и на эксплуатационные (температура, давление, агрессивность транспортируемой) характеристики трубопровода. Ведь опираясь на вышеупомянутые требования к применению промышленной арматуры можно определить и тип конструкционного материала (сталь, чугун, цветные металлы), и схему управления (механическую или автоматическую) и конструкция рабочего узла арматуры (вентиль, задвижка, затвор).
Трубопроводная арматура и её функциональное назначение
По функциональному назначению трубопроводная арматура подразделяется на следующие основные типы:
Запорная трубопроводная арматура
Запорная арматура предназначена для перекрытия потока среды. Она имеет наиболее широкое применение и по количеству применяемых единиц составляет обычно около 80% всего количества применяемых изделий. К запорной арматуре относят и пробно-спускную или контрольно-спускную арматуру, используемую для проверки уровня жидкой среды в емкостях, отбора проб, выпуска воздуха из верхних полостей, дренажа и т. д.
Регулирующая трубопроводная арматура
Регулирующая арматура представлена
Распределительная трубопроводная арматура
применяется для распределения потока рабочей среды по различным направлениям.
Предохранительная трубопроводная арматура
Предохранительная арматура используется для исключения аварийного повышения давления среды путем автоматического выпуска избыточного количества среды. К предохранительной арматуре относят:
Защитная трубопроводная арматура
Рисунок 6. Обратный клапан
Защитная (отсечная) арматура предохраняет трубопроводную систему от аварийных изменений давление или направления потока среды отключением обслуживаемой линии или участка. К защитной арматуре относят быстродействующие отсечные клапаны, задвижки и краны, обратные клапаны и отключающие устройства.
Предохранительная и защитная арматура отличаются тем, что при превышении допустимого значения параметра среды предохранительная арматура открывается для выброса среды, а защитная закрывается, отсекая защищаемый участок от остальной части трубопровода.
Фазоразделительная трубопроводная арматура
Фазоразделительная арматура автоматически отделяет фазы рабочей среды (жидкую и газообразную) и включает в себя конденсатоотводчики, предназначенные для автоматического вывода из обслуживаемой системы конденсата. К фазоразделительной арматуре относят также воздухоотводчики (вантузы) и маслоотделители.
Трубопроводная арматура других функций
Кроме основных функциональных типов арматуры, можно выделить промежуточные:
Конструктивные особенности типовых представителей ассортимента
Рассматривая классификацию трубопроводной арматуры промышленного типа, можно сделать вывод, что к типичным представителям ее ассортимента относятся такие узлы, как:
Эта разновидность трубопроводной арматуры состоит из корпуса и запорного элемента, перемещаемого в плоскости, перпендикулярной к центральной оси трубопровода. Задвижки можно использовать в системах с малым гидравлическим сопротивлением потока и диаметром трубы в 2 метра. Причем максимальное давление в таком трубопроводе не должно превышать 25 МПа. К недостаткам задвижек относится недостаточная ремонтопригодность, большие габариты и высокая материалоемкость такой арматуры.
По типу ассортимента задвижки относятся к запорным узлам. Причем для изготовления данной разновидности запорной арматуры используется конструкционная сталь, латунь или серый чугун.
Данный узел применяется в качестве запорного и регулирующего устройства. Он состоит из стального или чугунного корпуса и запорного элемента, перемещаемого параллельно направлению движения потока. Конструктивно вентили разделяют на устройства со штоком возвратно-поступательного перемещения запирающего элемента и устройства со штоком вращательно-поступательного перемещения запирающего элемента. В первом случае маховик вентиля движется вместе с запирающим элементом, а во втором – маховик сдвигает резьбовой шпиндель запирающего элемента.
Вентиль отличается достаточно большими габаритами и хорошей ремонтопригодностью. Диаметр трубопровода, готового принять вентиль, как правило, не превышает 250-310 миллиметров.
Этот тип арматуры относится к устройствам запорно-регулирующего типа. Затвор состоит из стального корпуса и запорного элемента, перекрывающего движение потока в перпендикулярной плоскости (путем поворота запорного диска вокруг своей оси). Затвор можно использовать в трубах любого диаметра. При этом его масса и габариты отличаются завидной умеренностью. Недостаток у затвора только один – недостаточная герметичность. Поэтому затворы монтируют только в системы со слабым и средним давлением.
По своей конструкции кран напоминает затвор. Только, в отличие от упомянутого элемента, запорный узел крана имеет форму не диска, а тела вращения. В итоге, краны обеспечивают лучшую герметичность и могут использоваться в трубопроводах любого типа, осуществляя запорно-регулирующие функции. При этом запорный элемент крана может «работать» в любой плоскости относительно направления течения потока. И эта особенность кранов позволяет минимизировать их габариты.
Данная разновидность запорной арматуры является производной от вентиля (хотя, скорее наоборот – это вентиль похож на клапан). Конструкция клапана состоит из корпуса и запорного элемента, работа которого регулируется физическими характеристиками транспортируемого потока. То есть, в отличие от вентиля, клапан не имеет внешних управляющих элементов.
В большинстве случаев шток или шпиндель клапана «управляется» подпружиненным затвором. Причем силу натяжения пружины подбирают под величину внутреннего давления потока в системе. То есть клапан может перекрыть трубопровод при недостаточном или избыточном давлении. Обратный клапан перекрывает поток в трубопроводе при попытке носителя двинуться не в том направлении.
Преимущества и недостатки
Вся информация для удобства сведена в таблицу 1.
| Наименование | Преимущества | Недостатки |
| Краны | небольшие габариты | нельзя использовать шаровые краны при высоких температурах (200°С) |
| простая конструкция | нельзя использовать конусные краны при давлении выше 1,6 МПа | |
| применимы для вязких и загрязненных сред | допустимый рабочий диаметр конусных кранов до 100 мм | |
| быстрое открытие/закрытие прохода | недостаточная герметичность для применения в газовых системах | |
| небольшая стоимость | ||
| малое гидравлическое сопротивление | ||
| Вентили/клапаны | достаточно простая конструкция | используются для небольших диаметров |
| небольшая строительная высота и масса | высокое гидравлическое сопротивление | |
| высокая герметичность и возможность применения для газовых трубопроводов | наличие застойных зон, скопление в них примесей и усиление коррозии | |
| небольшой износ уплотнительных поверхностей | ||
| относительная простота обслуживания и ремонта | ||
| возможность использования в вакууме и до давления 250 Мпа, при температурах от — 200°С до 600°С | ||
| Задвижки | относительно простая конструкция | значительная строительная высота (ход затвора составляет не менее одного диаметра прохода трубы) |
| небольшая строительная длина | длительное время открытия и закрытия | |
| малое гидравлическое сопротивление | сложность ремонта | |
| высокая надежность и возможность эксплуатации в самых разных условиях (до 25 Мпа и 565°С) | изнашивание рабочих поверхностей в корпусе и затворе | |
| Заслонки | относительная простота конструкции | диск в положении «открыто» увеличивает гидравлическое сопротивление |
| относительная простота ремонта, возможность быстрой смены уплотнений | тяжелое управление запирающим элементом | |
| малые строительные длина и масса | ||
| возможность применения в трубопроводах большого диаметра |
6. Условное обозначение и маркировка запорной арматуры
Чтобы отличить один вид арматуры от другого как по конструкции, так и по применяемым материалам, существует ГОСТ 4666-75 “Арматура трубопроводная. Маркировка и отличительная окраска”. Маркировка должна выполняться на корпусе запорной арматуры и содержать товарный знак завода-изготовителя; номинальное (условное) давление, диаметр номинального (условного) прохода, стрелку, показывающую направление потока среды, марку или условное обозначение материала корпуса для арматуры, изготовленной из стали со специальными свойствами (коррозионно-стойкой, жаростойкой, хладостойкой и т.д.).
Знаки маркировки на литой арматуре выполняют — штамповкой, клеймением или гравировкой. Знаки маркировки наносят на лицевой стороне корпуса, кроме товарного знака завода-изготовителя, который наносят на противоположной стороне. На арматуре, обеспечивающей прохождение рабочей среды в любом направлении, маркировку наносят без стрелок. На торцах запорных органов кранов должны наноситься риски, указывающие расположение проходных отверстий в запорном органе.
В настоящее время трубопроводная арматура выпускается многими заводами и предприятиями. ЦКБ арматуростроения (г.Санкт-Петербург) приняты условные обозначения арматуры: Например, первые две цифры обозначает вид запорной арматуры, следующие за ней буквы — материал, из которого изготовлен корпус, далее — первая цифра — тип применяемого привода, следующие две цифры — конструкция арматуры по каталогу завода — изготовителя, следующие две буквы указывают на материал, из которого выполнены уплотнительные поверхности. Изделия без вставных или наплавленных уплотнительных колец, т.е. с уплотнительными поверхностями, выполненными непосредственно на самом корпусе, обозначают буквами “бк” (без колец). С обозначением материала уплотнительных поверхностей объединяется обозначение материала внутреннего покрытия корпуса.
Условное обозначение изделия, дополненное римской цифрой, указывает на различные варианты конструктивного исполнения основного изделия. Примеры условных обозначений запорной арматуры: 1) 15кч22нж: 15 — клапан (Ндп вентиль), кч — корпус из ковкого чугуна; 22 — конструкция клапана (Ндп вентиля (по каталогу); нж — уплотнительные поверхности из нержавеющей стали; 2) 15кч916бр: 15 — клапан (Ндп вентил)ь; кч — корпус из ковкого чугуна; 9 — вид примененного привода (электрический); 16 — конструкция вентиля (по каталогу); бр — уплотнительные поверхности из латуни или бронзы; 3) 11с320бк: 11 — кран; с — корпус из углеродистой стали; 3 — вид примененного привода (механический с червячной передачей); 20 — конструкция крана (по каталогу); бк — уплотнительные поверхности выполнены непосредственно на корпусе, т.е. без вставных колец.
В зависимости от материала корпуса наружные необработанные поверхности (корпус, крышка, сальник и т.д.) чугунной и стальной арматуры (кроме приводных устройств) окрашивают в различные отличительные цвета по ГОСТ 4666-75 “Арматура трубопроводная. Маркировка и отличительная окраска”: серый ковкий чугун — черный; сталь коррозионная — голубой; сталь углеродистая — серый; сталь легированная — синий. Арматуру из цветных сплавов не окрашивают, но в зависимости от материала уплотнительных деталей производят окраску привода. На магистральных газопроводах применяют запорную арматуру различного типа, но наиболее распространение получили задвижки, клапаны (Ндп вентили), обратные клапаны и краны.
Достоинства изделия
Запорный клапан наделён следующими преимуществами:
Сравнение трубопроводной арматуры различных типов
Сравним трубопроводную арматуру различных конструкций. В таблице 1 приведено краткое описание основных отличительных характеристик трубопроводных устройств.
Примеры отличий в характеристиках модернизированной арматуры
Характеристику арматурных устройств отличающихся типов нужно приводить с осторожностью, ведь недостатки базовой конструкции отдельного типа могут быть ослаблены или устранены при её модернизации. Ниже приведены три примера модернизации арматурных устройств
Задвижки суженного Ду и полнопроходные задвижки
Например, задвижки суженного Ду обладают значительно меньшей строительной высотой по сравнению с полнопроходными, но у них больше строительная длина и гидравлическое сопротивление.
Шаровой кран и кран с конусной пробкой
Шаровой кран имеет меньший износ поверхностей и усилие на привод, более герметичен, но сложнее и дороже по себестоимости, чем кран с конусной пробкой.
Вентиль базовой конструкции и прямоточный вентиль с косым шпинделем
Прямоточный вентиль, имеющий в своей конструкции косым шпинделем имеет меньшее гидравлическое сопротивление, чем обычный.
Конденсатоотводчики и регуляторы имеют конструкцию, где используется один их названных выше базовых типов арматуры (чаще всего клапан). По этой причине их не выделяют по конструкции затвора в самостоятельный тип арматуры. Но их можно выделить в отдельный тип при классификации по назначению, так как они активно применяются в теплогазосноабжении и вентиляции.
Соединительная трубопроводная арматура
При монтаже трубопровода может возникнуть ситуация, когда необходимо соединить трубы из отличающихся материалов, имеющих разный диаметр или встроить фланцевый элемент на важном участке, где может произойти авария. На этот случай существует соединительная арматура в виде фланцевых адаптеров, хомутов, заглушек, крестовин и тройников
В конструкции этих деталей отсутствует запорно-регулирующий механизм.
Используя такие виды трубопроводной арматуры, можно в короткие сроки выполнить монтаж системы, заменить детали, провести ревизию или ремонт трубопровода. Способ стыковки соединительной арматуры с трубой выбирается в зависимости от вида трубы и ее назначения. Металлопластиковые изделия соединяют обжимным способом, полипропиленовые – методом сваривания.
В обоих случаях получается надежное, герметичное соединение. Соединительная арматура выпускается диаметром 25-2020 мм и может использоваться на трубопроводах, в которых давление рабочей среды варьируется в пределах 1-4 МПа. Для изготовления деталей может использоваться сталь, чугун или пластик. Готовые изделия имеют резьбовой, фланцевый или обжимной тип стыковки.
Классификация, маркировка и требования стандартов
Трубопроводная арматура за счет своей способности изменять внутреннее сечение трубопровода позволяет эффективно управлять потоками различных типов сред. Так, ее использование дает возможность выполнять следующие операции:
Классификация арматуры строится на основе ее функциональных возможностей. Так, в зависимости от этого параметра трубопроводная арматура может быть следующих типов.
С помощью такой трубопроводной арматуры изменяют параметры потока рабочей среды и, соответственно, его основные характеристики. В данной категории выделяют дроссельный и запорно-регулирующий типы. С помощью арматуры первого типа, которую часто называют редукционной, можно уменьшать рабочую нагрузку в трубопроводе, что делается за счет увеличения гидравлического сопротивления в его проточной зоне. Запорно-регулирующая трубопроводная арматура — это совокупность устройств, с помощью которых обеспечивается регулирование параметров рабочего потока и его перекрытие.
Такую трубопроводную арматуру используют для герметичного перекрытия потока рабочей среды. Если она применяется для управления потоком рабочей среды в контрольно-измерительные агрегаты, то она называется контрольной. Есть еще и дренажная запорная арматура, за счет которой осуществляется сброс рабочей среды из трубопроводов или емкостей.
Такая трубопроводная арматура обеспечивает смешивание потоков рабочей среды, а также их распределение по требуемым направлениям движения.
Эту трубопроводную арматуру используют для защиты элементов системы от последствий, вызванных изменением параметров потока рабочей среды. Такие изменения чаще всего могут быть последствиями возникновения аварийных ситуаций в системе. Арматура этого типа может также обеспечивать защиту от смены направления движения рабочего потока.
Это трубопроводная арматура, которая разделяет рабочую среду по различным фазовым состояниям. Она, например, может разделять перегретый пар и рабочую среду, задерживать конденсат (кондесатоотводчик), а также решать ряд других задач.
Этот тип трубопроводной арматуры защищает систему от критического повышения давления рабочей среды.
Трубопроводную арматуру, согласно требованиям Государственного стандарта Р52720-2007, характеризуют два основных параметра:
Условное давление, обозначаемое Ру или PN, характеризует такое значение данного параметра, при котором емкости или трубопроводы могут эксплуатироваться в течение определенного периода времени при условии, что температура рабочей среды составляет +20 градусов Цельсия. Классификация трубопроводной арматуры и номинальные значения данного параметра оговорены Государственным стандартом 26349-84.
Значения условного прохода арматуры, который обозначается Ду или DN, характеризуют параметры элементов, входящих в состав трубопроводов. Допустимые величины данного параметра оговариваются Государственным стандартом 28338-89.
Ключевые разновидности запорной арматуры для трубопроводов
В целом, вся трубная арматура делится на целый ряд разновидностей; если говорить конкретнее, то она может быть:
С тем, каково предназначение конкретно запорной арматуры, мы уже разобрались. Что же касается предохранительной, то она необходима для автоматической защиты приборов и каналов от чрезмерно высокого рабочего давления посредством сброса «лишнего» объема транспортируемого вещества. Регулировочная же арматура корректирует характеристики вещества при помощи изменения расхода.
Посредством обратной арматуры предотвращается возвратное движение потока в автоматическом режиме. Эти изделия делятся на несколько подвидов, одни из которых принудительно закрывают проход, а другие – ограничивают его либо открывают.
Посредством дренажных элементов рабочая среда сбрасывается из магистралей или же емкостей. А если эта среда имеет разные фазовые состояния, то ее разграничивают посредством фазоразделительной арматуры. Наконец, редукционные элементы снижают рабочее давление в сети, повышая для этого проточную часть гидросопротивления. Как видим, запорная арматура для трубопроводов является далеко не единственной в своем роде.