Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах

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.

Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах

Запорной арматурой называют устройства, которые устанавливают на трубы, чтобы контролировать поток воды, газа и иной рабочей среды. Они меняют площадь сечения труб, закрывая или, наоборот, открывая проход для движения жидкости или газа.

Назначение запорной арматуры

Запорная арматура отключает, регулирует, распределяет, смешивает и сбрасывает циркулирующую по трубам среду. Например, для чистки грязевиков, установленных на коммуникации водоснабжения, нужны отсекающие задвижки, которые перекрывают воду.

Будет полезно:  Назначение электросварных муфт и необходимые инструменты для соединения полиэтиленовых труб

Чаще всего все устройства из категории запорной арматуры делают из ковкого чугуна и нержавеющей стали. Другой материал для изготовления устройств недопустим из-за контакта с химически активными средами: газом, водой, маслами, паром, вызывающими коррозию металла.

По назначению запорные устройства делятся на:

  1. Промышленные, т.е. те, что нужны в промышленности и народном хозяйстве. Устройства из этой категории используют в особых условиях: при работе с сыпучей, токсичной, радиоактивной, коррозионной и абразивной средой, при повышенных значениях давления и высоких или низких температурах.
  2. Судовые – это устройства, нужные для работы судов речного или морского флота. К ним предъявляют специальные требования по минимальному весу, вибрационной стойкости, повышенной надежности, по эксплуатации в особых условиях.
  3. Сантехнические устройства используют в бытовых приборах: раковинах, котлах, газовых плитах, колонках, душевых кабинках. Диаметр у подобной арматуры маленький, а управление ручное (кроме регуляторов давления и газовых клапанов).
  4. Запорные устройства по спецзаказу производят под особенные технические требования. К этой категории относится, например, арматура для АЭС.

В зависимости от способа, регулирующего поток среды, запорная арматура подразделяется на приспособления различного типа:

  • Краны — универсальное устройство для регулирования или распределения рабочей среды в трубах. Краны подходят для любых жидкостей (включая вязкие) и газов.
  • Запорные вентили, который представляет собой вращающийся запорный элемент, который может служить не только для перекрытия, но и для регулирования потока.
  • Заслонки и задвижки — простейшие конструкции, которые при движении разделяет инородную среду, перекрывая ее свободное движение, часто оснащенные движимым или недвижимым шпинделем.

Кроме того, есть и особые виды устройств, созданные для работы с агрессивной средой.

Запорные краны

Запорный кран состоит из корпуса, запорного элемента, ручки и уплотнительных прокладок. Запорный элемент бывает шарообразным, цилиндрическим или же в виде конуса.

Материал изготовления, обычно, чугун или сталь, но встречается бронза и латунь. Краны делят по типу запорного элемента (шаровые или пробковые) и по креплению к трубе.

Элемент, перекрывающих движение среды в шаровых кранах имеет сферическую форму со сквозным отверстием. Сфера поворачивается на 90 градусов, что позволяет ей открывать и закрывать поток среды, а также принимать промежуточные положения. Считается, что шаровый кран лучше пробковых, которые только открывают и закрывают поток.

  • муфтовые, которые устанавливают, наворачивая гайки на резьбу;
  • фланцевыми, когда крепежные элементы – это фланцы, соединенные болтами;
  • предназначенными для сварочного соединения.

В зависимости от направления тока среды, краны бывают проходными, угловыми, трехходовыми или многоходовыми. Число патрубков при этом у них будет разное.

По характеру движения затвора краны могут быть с отжимом, вращением, с подъемом или без подъема затвора. Способ управления либо ручной, либо с гидро-, пневмо- или электроприводом.

Герметичность обеспечивает сальниковый или натяжной метод.

  • Устройства с сальниковой герметизацией устанавливают на трубопроводы, которые доставляют воду или нефть. Такие краны делают из чугуна, а работать они могут при температуре до 100 градусов Цельсия.
  • Устройства с натяжной герметизацией обычно используют на газопроводах, и для нормальной работы им нужны: температура до 50 градусов и давление 0,1 МПа.

Обратите внимание! Краны, сделанные из пластика, нельзя применять при высоких температурах (например, ставить на трубу с горячей водой), потому что детали деформируются и нарушается герметичность.

Запорные вентили

Корпус запорного вентиля присоединяется к трубе с 2 концов и снабжен седлом, которое перекрывается золотником. Через отверстие в корпусе проходит шпиндель (вал с правыми и левыми оборотами вращения), с помощью ходовой гайки приводит в движение золотник. Когда золотник доходит до самой нижней точки, он останавливается, закрывая поток среды.

Среди запорных вентилей есть модели, где нет ходовой гайки, и вместо шпинделя — гладкий шток. Усилие, что он передает от привода, называют поступательным, а вентиль с таким строением – отсечным. Этот вид устройства управляется пневмо- или электромагнитным приводом.

И хотя есть модели с запорно-регулирующими функциями, обычно устройство имеет положение «закрыто» или «открыто», промежутка нет, поэтому его основное назначение — не регулировать поток рабочей среды, а перекрывать его.

Вентиль устойчив к механическим воздействиям, работает при широком интервале температур и давлений. Размеры компактны, герметизация плотная. Используется он для работы с жидкими, газообразными и агрессивными средами.

Обратите внимание! Вентили работают при любом давлении, включая и глубокий вакуум. Но для большого давления подходят устройства со сварным креплением.

Заслонки и задвижки

Заслонки подходят трубам с большим диаметром, но маленьким давлением, потому что герметичность у них низкая. Делают запорный элемент обычно из стали, а корпус устройства – из чугуна.

К трубе заслонку крепят либо фланцами, либо сваркой, которая управляется ручным методом (маховик), гидро- или электроприводом.

Заслонки применяют на трубопроводах среднего или большого (до 2,2 м) диаметра в канализационных системах или в работе с химической средой. Поскольку герметичность у них низкая, а с большим давлением заслонки не справляются, в водоснабжении и отопительных системах их не используют.

Чем заслонка отличается от задвижки

Отличие же задвижек и заслонок — в устройстве, материале и области применения. Заслонки проще устроены, в них меньше деталей, соответственно, они прочнее задвижек и срок непрерывного функционирования у них выше.

Задвижки, имея более сложное устройство и разнообразие видов, шире применяются в промышленности для областей, не работающих с твердыми примесями. Но они чаще нуждаются в ремонте.

Материал заслонок укреплен так, что они долго и надежно функционируют в самых агрессивных средах, поэтому заслонки работают с этими средами.

Материал задвижек чувствителен к химическим веществам и быстро подвергается износу, поэтому задвижки используются в трубах, транспортирующих не агрессивную среду – воду, газ, нефть.

Если заслонки в виде запорного элемента имеют вращающийся диск, то у задвижек это клиновый или шиберный затвор. Кроме того, внутри корпуса задвижки есть 2 седла и шпиндель с ходовой гайкой, т.е. устройство сложнее, чем у заслонки.

Задвижки рассчитаны на трубопровод диаметром 15 мм -1,2 м, заслонки же оправданы для труб с куда большим диаметром.

Задвижки широко применяются в жилищно-коммунальных хозяйствах, водоснабжении, газо- и нефтепроводах, в объектах энергетики, а заслонки более пригодны для работы с химической средой, они почти не нуждаются в техобслуживании, в отличие от задвижек, которые часто выходят из строя.

Виды запорных приспособлений для работы с агрессивной средой

Для агрессивной среды (соляной кислоты, например) нужна специальная запорная арматура. К ней применяют особые требования по герметичности, надежности и по времени непрерывной работы.

Чаще всего, используют сильфонные вентили, поскольку седло и золотник в них соединяются герметично, трения нет, функционировать они могут при температуре до 350 градусов. Такие устройства препятствуют попаданию агрессивной среды в атмосферу.

Применяют и фланцевые вентили, полностью сделанные из фарфора, покрытого глазурью, которая выступает в качестве надежного антикоррозийного покрытия. Часто используют диафрагмовые вентили, снабженные защитным покрытием из резины и мембраной из фторопласта или ПВХ.

Кроме вентилей, с агрессивной средой могут работать шланговые клапаны или краны. Задвижки в этих условиях не применяют, потому что сальник при работе с агрессивными средами изнашивается очень быстро.

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.

Будет полезно:  Назначение и применение пластиковых заглушек для труб

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).

Запорная арматура

Запорная арматура — наиболее популярная разновидность трубопроводной арматуры. Предназначена она для отсекания потока любой среды в инженерных системах.

Виды запорной арматуры по сфере применения

Изготавливают запорную арматуру из чугуна, стали, меди и даже пластмассы если сами коммуникации пластиковые.

Классифицируют ее по разным признакам. В зависимости от сферы применения её классифицируют следующим образом:

  1. Промышленная. Эти устройства выпускают серийно и применяют в различных сферах. Они есть в водопроводных, отопительных, газопроводных системах, в паропроводах.
  2. Общепромышленная. Используют эту группу изделий в таких условиях, где эксплуатация происходит при высоком давлении, низких или высоких температурных режимах. Такую арматуру устанавливают на трубопроводах, перемещающих агрессивные, токсичные, радиоактивные среды. Это запорные изделия коррозионно-стойкие, фонтанные, криогенные, с обогревом, предназначенные для сыпучей среды.
  3. Специальная. Её конструируют и изготавливают по заданным техническим регламентам, т.е. по спецзаказу.
  4. Судовая. Используют в на судах морских и речных. К ней предъявляют повышенные требования: невосприимчивость к вибрации, определенный вес, повышенная надежность.
  5. Сантехническая. Это самая популярная и обширная группа изделий, которые есть в каждом доме. Устанавливают такую арматуру на самых разных коммуникациях, эксплуатируемых пользователями. Без неё не сможет функционировать сантехника, бытовые приборы. Характерная особенность — небольшие присоединительные диаметры. Управление в основном происходит вручную, исключение — газовые защитные клапаны и регуляторы давления.
  6. Уникальная. Изготавливают в основном для экспериментальных промышленных установок.

Вид арматуры по типу присоединения к системе

Тип присоединения — один из ключевых параметров при проектировании трубопроводной арматуры. Самыми популярными видами являются соединения:

  • фланцевые;
  • резьбовые муфтовые;
  • штуцерные;
  • приварные.

Для существующей трубопроводной магистрали этот вопрос не актуальный, поскольку вариантов нет, их диктует сама система.

Фланцевый тип присоединения

Вся арматура фланцевого типа различается по единственному признаку — форме фланцев. Они бывают круглыми, квадратными, треугольными. Два первых встречаются наиболее часто. Круглые фланцы универсальны, они подходят для любых давлений. Ограничением для применения квадратных фланцев является давление выше 20 атмосфер.

Присоединительные фланцы должны плотно прилегать к ответным фланцам на трубопроводе. Их стягивают болтами или шпильками. Для этого в обоих элементах есть отверстия. Для лучшего прижима крепеж затягивают гайками. Повышают герметичность прокладки, размещенные между фланцами. Это разъемное соединение, поэтому проблем при монтаже и демонтаже не возникает. К достоинствам изделий относят:

  • прочность и надежность;
  • стойкость к высокому давлению;
  • хорошая герметичность.

Главные недостатки такого метода монтажа — возможное ослабление крепежа, внушительные габариты, немалая масса, высокая цена.

Изготавливают фланцы из стали либо чугуна — ковкого или серого. Ковкий чугун лучше, чем серый выдерживает большие температурные перепады и высокое давление. Литые стальные фланцы очень прочные, но на них негативно влияют пластические деформации.

Резьбовое соединение

Применяют этот тип присоединения для трубопроводов с наибольшим диаметром — до ДУ-50 и для давлений до 1,6 МПа. В этом случае резьба присутствует как на трубе, так и на арматуре. Даже если на трубопроводе резьбы нет, ее всегда можно нарезать. С одного конца арматуры этого типа имеется шестигранник для возможности применения разводного ключа для накручивания.

Резьбовые соединения бывают двух исполнений — с внутренней резьбой и внешней. С двух сторон изделия может быть разная резьба — внутренняя с одной и наружная с другой или идентичная с обеих сторон. Стандарты резьбы также встречаются разные.

Усиливают резьбовое соединение путем использования уплотнителей — льняной нити, ленты ФУМ, густых смазок. Такое соединение используют для монтажа самой разной запорной арматуры — клапанов, задвижек, разделителей потоков.

К плюсам резьбовых соединений причисляют отсутствие дополнительных элементов для установки, низкую цену, простоту монтажа и замены. Минус — непригодность для магистралей с высоким давлением.

Соединение штуцерное

Применяют этот тип для присоединения арматуры совсем малых диаметров — до ДУ-5. В этом случае присоединительный конец имеет внешнюю резьбу и прижимается к трубе накидной гайкой. Посредством штуцерного соединения в магистраль внедряют различные измерительные приборы.

Используют его для небольшого перечня специфических труб таких, как лабораторные.

Сварное соединение

Приварное соединение необходимо на тех магистралях, которые пропускают среды, опасные для здоровья. Здесь нужна идеальная герметичность, поскольку даже самые малейшие утечки недопустимы. Главное условие — сварочный шов не должен быть слабее стенки трубы.

Выполняют соединения двумя способами:

  1. Встык, когда сцепление для исключения перекоса деталей дополняют подкладным кольцом.
  2. В раструб. При этом сварочный шов находится на наружной стороне трубы.

Грамотное соединение сваркой является самым надежным, на 100% герметичным. Сварке предшествует подготовка концов трубы. К достоинствам приварного соединения относится низкая стоимость, незначительный вес, небольшие габариты.

Минусы проявляются в том, что использование такого способа соединения невозможно без привлечения квалифицированного персонала. Демонтаж арматуры очень трудоемкий.

Запорная арматура для сливного бочка унитаза

В быту очень часто приходится иметь дело с арматурой для сливного бочка унитаза. Более подробно о ней, её видах, правильной установке и регулировке можно узнать в отдельной статье: сливная арматура для бочка унитаза.

Классификация запорной арматуры по способу регулировки потока

В зависимости от того, как осуществляется управление потоком рабочей среды, запорную арматуру делят на такие типы:

Характеристики кранов

Они бывают шаровыми и пробковыми. Первые применяют в основном в бытовых трубопроводах. Вторые — в магистралях, транспортирующих нефтяные фракции, газ, воду. В первом случае элемент, отсекающий поток — шар, во втором — конус в форме пробки.

Конструкция запорного крана предельно проста. Основные детали — корпус и запирающий элемент. В зависимости от производительности арматура подразделяется на полнопроходную (90 – 100%), неполнопроходную (40 – 50%), стандартную (70 – 80%). Регулировку осуществляют посредством маховика или электропривода. Есть краны с дистанционным управлением.

Главный элемент шарового крана — запор, имеющий вид хромированного шара, вдоль одной его оси имеется отверстие. Расположен он между двумя уплотнительными кольцами (седлами) в центре корпуса. Параметры запора зависят от сечения трубы.

Открытие/закрытие происходит при смещении шарика из стали во время поворота рычага. Когда отверстие ориентировано по продольной линии трубы, осуществляется подача рабочей среды. При перпендикулярном положении отверстия поток перекрыт. В конструкции этой арматуры нет трущихся элементов, из-за чего потери воды незначительны.

Наиболее популярны краны шаровые латунные и стальные из стали углеродистой, нержавеющей и содержащей молибден. Есть шаровые краны пластиковые устойчивые к агрессивной химии. Герметичность у таких изделий низкая, они обладают повышенной чувствительностью к твердым включениям, находящимся в потоке и высокой температуре.

Внедряют их в системы как холодного, так и горячего водоснабжения, но с температурой не выше 65⁰. Краны из нержавейки встраивают в магистрали диаметром выше 50 мм. Предназначены изделия для функционирования в условиях высоких температур и давления. Для применения в быту эти краны слишком дорогие.

Вентили запорные

Это арматура, предназначенная как для перекрытия, так и для регулирования потока. Манипулируют ими посредством маховика или электропривода. Разные экземпляры предназначены для определенного температурного режима. Большие модели чаще всего бывают фланцевыми, а маленькие подсоединяют муфтами.

Вентилями поддерживают нужное давление в магистрали, а также смешивают жидкости в заданном соотношении. Запорный узел регулирует поток следующим образом:

  1. Маховик передает свои вращательные движения шпинделю.
  2. Он начинает перемещаться, совершая движения возвратно-поступательного характера.

Запускается шпиндель вручную, или посредством сервопривода. Самый популярный тип вентиля — проходной. Врезают его в ровные участки магистрали. Главный недостаток этого вида арматуры — немалое гидравлическое противодействие.

Прямоточные вентили этого недостатка лишены. Их устанавливают в зонах, где на его выходе нельзя уменьшать расход жидкой среды. Корпуса вентилей бывают чугунными, стальными, бронзовыми, латунными. Первые относятся к общетехнической запорной арматуре, подключаются посредством фланцев и муфт.

В высокотехнологичных процессах, где требования к рабочей среде особо жесткие, используют стальные вентили. Подключение у них фланцевое.

В следующем ролике показан внешний вид различных вентилей, а также их конструктивное устройство.

Вентили из бронзы и латуни нашли применение в водоснабжающих, отопительных системах зданий. Присоединяют их при помощи фланцев, путем приварки или муфтового соединения. Направление перемещения жидкости указано на корпусе. Регулируют поток посредством золотника, находящегося на штоке.

Особенности заслонок

Запорные элементы этого вида монтируют в системы с низким давлением, поскольку они не обеспечивают большую герметичность. Это магистрали канализационные и с химическими жидкостями. Подсоединяют заслонки при помощи фланцев или сварным способом. Запорной деталью является диск, крутящийся вокруг оси. Чаще всего корпус бывает чугунным, а диск — стальным.

Задвижки

Эти запорные узлы представляют собой предельно простую конструкцию, перекрывающую свободное движение среды. Они выдерживают высокую температуру и давление. Применяют их в магистралях, пропускающих неагрессивные составы. Запорным элементом у них является клин, диск или лист. Он осуществляет движения возвратно-поступательные, вертикальные по отношению к оси движущейся лавины.

Делят задвижки на полнопроходные и усеченные. У первых диаметр седла и соответствующий параметр трубопровода одинаковы. Во вторых сечение седла меньше сечения трубы. Устанавливают эту запорную арматуру на магистрали, у которых присоединительный диаметр превышаем 50 мм. Поток в них необходимо перекрывать плавно, чтобы не спровоцировать гидравлический удар.

Преимущества задвижек перед другими видами аналогичных изделий в простоте конструкционного исполнения и обслуживания. Они обладают небольшими габаритами, малым сопротивлением. Производят их из чугуна, стали, цветных металлов. Управляют ими вручную, посредством гидро- или электропривода.

Маркировка запорной арматуры

Ключевые размеры запорной арматуры всех видов соответствуют ГОСТ, поэтому производители обязательно оставляют на корпусах изделий соответствующую маркировку. В ней содержится информация о производителе, материале, ДУ, рабочих размерах. Стандартизация параметров упрощает установку арматуры, а маркировка выбор.

Строительная арматура.

Кроме запорной и трубопроводной арматуры в строительстве часто приходится иметь дело с арматурой в виде стальных или пластиковых стержней.

Очень часто такую арматуру используются для создания силового каркаса внутри бетонных конструкций.

Будет полезно:  Как самостоятельно устранить сильный засор в унитазе?

Подробнее об этом виде арматуры можно узнать в отдельной статье: строительная арматура, виды характеристики.

Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах

Под понятием «запорная арматура» подразумеваются устройства, управляющие силой потока некоторой среды. Чаще всего элементы запорной арматуры присутствуют на трубопроводах. Далее мы разберемся в том, на какие виды делится запорная арматура, что это такое и где применяется.

Запорная арматура на трубопроводах служит для управления потоками жидкостей или газов. Она способна регулировать поток в трубопроводных системах от минимального уменьшения подачи до полной ее остановки.

Некоторые виды этого оборудования:

  • задвижки чугунные;
  • регулирующие клапаны;
  • краны;
  • дисковые затворы.

Область применения Все эти изделия широко используются в инженерных системах и могут изготавливаться как для общетехнического применения, так и для работы в особых условиях. Если задвижка используется только для полного перекрытия потока, то запорно-регулируемая арматура (клапаны и краны) способна не только перекрывать поток, но и регулировать его интенсивность.

Устройство

Все запорные устройства имеют похожую конструкцию. Это закрытый герметичный корпус, в котором размещен узел запорной арматуры. В корпусе чаще всего имеется два (в ряде случаев больше) конца, посредством которых он плотно прикрепляется к трубопроводу. Назначение запорного узла – герметичное разделение трубопроводной системы на части. В его составе имеются седло и запорный орган, постоянно соприкасающиеся по уплотнительным поверхностям.

Краны

Краны служат для установки на трубопроводах с водяными, паровыми и газовыми носителями. Они характеризуются компактными размерами (1-9 кг) и небольшим сопротивлением. Диаметр крана может быть от 1 до 3 дюймов. Наиболее распространены такие виды кранов, как шаровой и пробковый. В соответствии с методом герметизации они бывают сальниковыми и натяжными.

Соединение крана с трубопроводом происходит при помощи фланца, муфты или путем приваривания к нему. На газовых трубопроводах используются газовые муфтовые краны. Материалом для них служит чугун. Чтобы обеспечить соединение трубопровода с краном, требуется резьбовая муфта. Газовые краны предназначены для работы в условиях давления 0.1 Мпа и температуры до 50 °С.

Более высокие нагрузки выдерживают сальниковые муфтовые краны. Они обслуживают нефтепроводы и водопроводы, основные их детали изготавливаются из чугуна. При этом чугунный сальник набивают резиной или пенькой. Такие краны способны работать при давлениях до 1 Мпа и выдерживают температуры до 100 °С.

Самые малые размеры имеют шаровые краны. Это оборудование славится высоким качеством работы, что предопределило его использование в трубопроводах большого диаметра. Изготавливают их из чугуна, а уплотнительные кольца состоят из фторопласта-4. Рабочие параметры шаровых кранов соответствуют характеристикам сальниковых муфтовых кранов.

С помощью фланцев присоединяются к трубопроводам фланцевые стальные краны. Если кран имеет большие размеры, он снабжается червячным редуктором. Для регулировки потока в таком кране служит маховик. Это оборудование применяется на газопроводах, работающих в диапазоне температур от -40 °C до +70 °С. Подобные краны монтируют только вертикально. Управление может быть как дистанционное, так и посредством маховика.

Запорные клапаны

Клапаны играют важнейшую роль в большом количестве регуляторов трубопроводных сетей. Это самая распространенная запорная арматура. Что это такое, можно увидеть на картинке.

Это детали, у которых есть затвор, имеющий вид тарелки конусной или плоской формы, который двигается параллельно оси уплотнительной поверхности седла корпуса возвратно-поступательно или по дуге.

Вентиль — разновидность клапана, перемещение затвора которого осуществляется посредством резьбовой пары.

Наиболее распространены запорные вентили, устанавливаемые на трубопроводы. Регулировка в них происходит в ручном режиме с использованием маховика или дистанционно с помощью электропривода.

Прочность уплотнения обеспечивается кольцами, изготовленными из кожи, резины или фторопласта-4. Запорные вентили используются в трубопроводах, рабочей средой которых являются воздух, пар или вода. Для соединения с трубой применяется резьбовая муфта. Для заполнения сальника используется асбестовая набивка АП-31 – шнур из сплетенных асбестовых нитей с антифрикционной пропиткой.

В водопроводах с температурой воды менее 50 °С устанавливают запорные вентили муфтовые. Это оборудование способно работать в любом положении. При этом вода поступает под золотник. Корпус устройства чугунный, прокладки – паронитовые, уплотнительное кольцо сделано из кожи, а набивка сальников – асбестовая.

В трубопроводах для транспортировки воздуха или воды среда прогревается до температуры +45 °С. В таких инженерных сетях допустимо применение в запорной арматуре электромагнитного привода. Он рассчитан на работу при температурах до +50 °С. Направлен он должен быть вверх. Корпус устройства – чугунный. При этом золотник и крышка изготавливаются из стали. Такой вентиль управляется как вручную, так и дистанционно.

Заслонки

Заслонки предназначены для применения на трубопроводах большого диаметра. Их устанавливают в системах кондиционирования и вентиляции при небольших давлениях и невысоких требованиях к герметичности.

В зависимости от количества применяемых пластин заслонки бывают одинарными и многостворчатыми. Для жидкостных сред заслонки практически не применяются, поскольку не могут в достаточной мере обеспечить герметичность перекрытия прохода. Для газов дроссельные заслонки применяют довольно часто. Этому способствует простота и надежность конструкции. Назначение дроссельных заслонок – регулирование и отключение расхода.

Кроме простого устройства и управления, они имеют сравнительно невысокую цену и небольшой вес. Возможно оборудование заслонок гидроприводом, пневмоприводом или электроприводом.

На трубах, транспортирующих воду, ставятся бесфланцевые заслонки давлением 1,0 МПа. Уплотнение происходит посредством резинового кольца, устанавливаемого в канавке диска. Корпус изделия состоит из чугуна, а поворотный вал сделан из стали.

Заслонки, управляемые посредством электропривода, монтируют электроприводом вверх. При этом приводной вал располагается вертикально. Заслонки, которые управляются вручную, можно устанавливать в любом положении.

Соединение заслонок с трубопроводом происходит посредством фланцев. Другим способом соединения является сварка. Рабочее давление заслонок – 1 Мпа. Управлять ими можно с помощью электропривода.

Диаметр арматуры, использующей такой электропривод, составляет от 200-1200 мм. Их мощность достигает 5 кВт. Время, которое затрачивается заслонкой на открытие или закрытие, составляет примерно полторы минуты.

Затворы

Затвор поворотный дисковый необходим для того, чтобы регулировать давление и расход среды. Рабочей средой для затвора являются вода и газ. Они работают при давлении 1.6 Мпа и температуре от -15 °C до 200 °C.

Затвор поворотный дисковый принадлежит к запорно-регулирующей арматуре. Находясь в закрытом положении, он дает возможность добиться герметичности. Достоинством затвора является его малая строительная длина и высота. Изделие применяется в системах отопления, водоснабжения и пищевой промышленности.

Задвижки

В инженерных сетях ставится и другая запорная арматура. Что это такое “задвижки” – один из видов трубопроводной арматуры?

Задвижка — представитель запорной арматуры, имеющий затвор в форме клина, диска или листа, который движется вдоль уплотняющих колец седла корпуса. Поток среды при этом перпендикулярен ходу затвора. Диаметр уплотнительных колец может быть меньше диаметра трубы, а может быть равен ему. В первом случае задвижки называются суженными, во втором – проходными.

В соответствии с формой затвора задвижки делят на параллельные и клиновые.

Эти изделия используются на технологических линиях и магистральных трубопроводах. Шпиндель в задвижках может быть невыдвижным или выдвижным. Чтобы закрыть или открыть проход, шпинделю приходится делать достаточно много оборотов. Поэтому подобные задвижки снабжают электроприводом для дистанционного управления. Клиновые задвижки имеют невыдвижной шпиндель из чугуна. Их давление составляет 0,25 МПа. Диаметр арматуры – от 800 до 2000 мм, масса достигает 14 тн.

Преимущества задвижек:

  • не требуется преодолевать давление рабочей среды при движении рабочего органа;
  • прямой поток среды, позволяющий минимизировать сопротивление в открытом состоянии;
  • симметричность конструкции.

Недостатки задвижек:

  • сильное трение при движении рабочего органа задвижки;
  • большая строительная высота из-за того, что шток должен выдвигаться минимум на два диаметра трубы;
  • высокий износ затвора в промежуточном положении.

К трубе задвижки присоединяются при помощи фланцев. Большая часть деталей – чугунная. Материал прокладки – паронит, набивка сальника – асбест.

Трубопроводы, транспортирующие топливный газ с температурным режимом до 100 °С, используют двухдисковые клиновые задвижки чугунные. Они имеют невыдвижной шпиндель и рабочее давление 0,6 МПа. Предусматривают только ручное управление.

Аналогичные двухдисковые задвижки, но с выдвижным шпинделем ставятся на трубопроводы с коксовым газом. Они рассчитаны на работу при давлении 1,8 МПа и температуре 200 °С.

На нефтепроводы и маслопроводы устанавливаются сварные клиновые задвижки из стали. В их конструкции используется выдвижной шпиндель и патрубки. Максимальная температура среды для этих задвижек составляет 250 °С. Материалом всех деталей задвижки служит углеродистая сталь.

Агрессивные среды

Запорные приспособления, которые работают в условиях воздействия агрессивных сред, выбираются в зависимости от характеристик среды. В расчет принимается срок эксплуатации, герметичность, надежность и другие параметры, которыми обладает запорная арматура. Что это такое – запорное оборудование для агрессивных сред?

Вентили используются в агрессивных средах чаще всего. У таких изделий седло и золотник надежно сопрягаются, что позволяет избежать трения. На смену узлам сальников пришли сильфонные узлы. Недостатком такого вентиля является увеличенное гидравлическое трение.

В жидких средах используются муфтовые вентили из латуни, рассчитанные на рабочее давление 1,6 МПа. Такой вентиль присоединяется к трубопроводу посредством резьбовой муфты.

В паропроводах при давлении 1 МПа и температурах меньше 50 °С в вентилях используется латунное уплотнительное кольцо. Подобное кольцо на золотнике сделано резиновым или кожаным.

Сильфонные вентили, выполненные из стали, стойкой к коррозии, используются при температуре среды до 350 °С. Фланцевые фарфоровые вентили имеют корпус, изготовленный из фарфора.

Ремонт

Неисправности трубопроводной арматуры чреваты многими проблемами для эксплуатирующих предприятий. Нередко они не в состоянии перекрыть участок сети, который подвергся аварии. Неслучайно ремонт запорной арматуры, сделанный вовремя, помогает предприятию избежать больших расходов в дальнейшем.

Причины поломок

Ознакомимся с наиболее частыми причинами поломок запорной арматуры. В число причин, вызывающих поломки задвижек, входит мусор, попадающий внутрь трубопровода при монтаже. Он оседает на уплотнительных кольцах, прорезает там канавки, нарушающие герметичность. Предотвратить это можно тщательно промыв магистральные сети до начала их эксплуатации. Вышедшие из строя задвижки ремонтируются в особых мастерских, которые оснащены притирочными станками. Они снимают поврежденный слой с уплотнительных колец, возвратив им прежние свойства.

После произведенного ремонта и затяжки болтов, до того как будет произведена установка запорной арматуры, задвижка проходит гидравлические стендовые испытания под давлением. Если испытания заканчиваются успешно, происходит оформление акта приемки.

Изготовители

В России запорная и запорно-регулируемая арматура изготавливаются многими предприятиями. Отрасль постоянно растет. Одним из лидеров отрасли является ООО «Завод Звезда» из Челябинска. Популярностью пользуется также продукция завода Ленпромарматура из Санкт-Петербурга, ЗАО Гидрогаз из Воронежа, ООО Муромского завода трубопроводной арматуры.

Запорная арматура, цена которой может составлять от 20 до нескольких десятков тысяч рублей в зависимости от диаметра, назначения и материала изделий, широко предлагается на рынке России и Европы.

Ссылка на основную публикацию