Содержание:
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.
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.
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.
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).
Виды
Классификация деталей для остановки потока газов, жидкостей выполняется по разным факторам. Виды запорной арматуры по способу соединения:
- фланцевые;
- бесфланцевые.
Форма фланцев может быть треугольной, квадратной, круглой.
Куча запорной арматуры
Задвижка
Тип запорной арматуры, который устанавливается на магистральных трубопроводах. Главный технический элемент — шпиндель. Он может быть неподвижным или выдвижным. Задвижки могут отличаться техническими характеристиками, устойчивостью к агрессивным средам.
Может возникнуть вопрос — чем отличается задвижка от заслонки. В этом плане главные различия кроются в меньшем количестве деталей у заслонок. Благодаря этому они реже ломаются.
Задвижки не изготавливаются из материалов устойчивых к химикатам. Из-за этого их используются только для создания систем водоснабжения. Для перемещения химикатов нужно использовать заслонки.
Вентиль
Запорный кран-вентиль представляет собой корпус с двумя креплениями для труб, в котором есть запор, двигающийся с помощью резьбового соединения. При вращении вентиля двигается шток с маховиком, которые перекрывают или открывают поток рабочего носителя. Могут запирать водопровод, регулировать подачу жидкости или газа.
Кран шаровой запорный
Представляет собой литой корпус, который с двух сторон имеет резьбу для подключения к трубам. Для перекрытия потока есть ручка, с помощью котором можно изменять положение затворной заслонки. Дополнительно под ручкой устанавливается резиновая прокладка уплотнения.
Краны бывают:
- многоходовыми, проходными.
- ручными, оборудованными электроприводами.
Затвор может двигаться путем прижима или закручивания.
Дополнительная возможность крана — регулировка подачи газа или жидкости. Изготавливаются из стали, чугуна, бронзы, пластика, фарфора.
Клапан
Наиболее распространенное устройство, используемое для перекрытия трубопроводов. Регулировать положение заслонки можно с помощью маховика. Дорогие модели оборудуются электроприводами. Наиболее часто они устанавливаются на канализационных системах. Не подходят для работы с жидкостями температурой более 50 градусов Цельсия.
Затворы
Затвор — главная деталь любого закрывающего механизма. Если он неисправен, жидкость или газ разрушит трубопровод. Чаще они изготавливаются из стали или чугуна. Самые распространенные — дисковые затворы.
Дисковый затвор запорной арматуры
Промышленная запорная арматура для труб – в чем ее особенности?
Ввиду того, что арматура для труб в виде готового продукта должна полностью соответствовать всем требованиям безопасности и нормативной документации, ее изготовлением в большинстве случаев занимаются только крупные предприятия. Для того чтобы производить данные элементы в промышленных масштабах, нужна возможность управления процессом дистанционно, автоматический рабочий режим и максимально высокая надежность.
Здесь появляется еще одна классификация арматуры. Так, по сфере своей эксплуатации может быть:
- общетехнической;
- промышленной сантехнической;
- для эксплуатации в особых условиях;
- судовой/транспортной;
- промышленной специальной.
Продукция первой категории производится преимущественно серийно и может применяться во всех возможных сферах. Что же касается арматуры, предназначенной для эксплуатации в особых условиях, то она используется в энергосистемах с повышенными техническими характеристиками, а еще в случаях, когда ремонтируются/устанавливаются транспортные магистрали для агрессивных или токсичных веществ.
Особые требования выдвигаются к транспортным/судовым элементам. Они изготавливаются с учетом размеров и массы изделий, а также иных параметров, в том числе возможности использования в разных климатических зонах. Наконец, промышленная специальная продукция проектируется и создается под заказ для конкретных организаций и ведомств.
Типы трубопроводной арматуры
Несмотря на многообразие видов устройств, относящихся к арматуре трубопроводных систем, специалисты выделяют их четыре основных типа. Отнесение арматуры к тому или иному типу осуществляется с учетом конструкционных особенностей оборудования. Они могут выражаться в направленности движения запирающего/регулирующего элемента по отношению к направлению перемещения транспортируемого вещества.
Задвижка отличается перпендикулярным движением запирающего/регулирующего элемента относительно оси движения жидкости или газа по трубопроводной системе.
Клапан – это тип устройств с запирающим/регулирующим элементом, который может перемещаться параллельно оси движения, транспортируемого по трубопроводной системе вещества. Специалисты рекомендуют избегать названия «вентиль» в отношении арматуры этого типа, так этот термин может иметь несколько неоднозначных трактовок.
В кране запирающий/регулирующий элемент вращается вокруг своей оси, совершая при этом поступательные перемещения. Рабочий элемент оборудования кранового типа имеет форму тела вращения и может перемещаться под разным углом к направлению оси перемещения рабочей среды.
В дисковом затворе запирающий/регулирующий элемент совершает вращение вокруг оси, расположенной под определенным углом к оси направления потока вещества, которое транспортируется по трубопроводной системе. Отличие арматуры этого типа заключается в рабочем элементе, имеющем форму диска.
Все вышеперечисленные типы арматуры могут быть структурированы по отдельным составляющим. К примеру, по форме седел и затворов различают клиновые и параллельные задвижки (они имеют выдвижной либо невыдвижной шток/шпиндель).
В зависимости от формы, которую имеют затворы, трубопроводная арматура типа клапана также разделяется на несколько разновидностей. Существуют затворы тарельчатые и игольчатые (имеют конусную форму). Встречаются также одно- или двухседельные клапаны.
Трубопроводная арматура типа крана по форме рабочего элемента может быть конусной, шаровой и цилиндрической.
Разные типы арматуры имеют свои преимущественные характеристики и определенные недочеты. В зависимости от таких характеристик устройства арматура каждого типа имеет свою сферу применения.
Для устройств типа задвижки отличительными параметрами являются:
значительная строительная высота (расстояние от горизонтальной оси трубопроводной системы до верха шпинделя (штока/привода) в состоянии полного открытия устройства);
малая строительная длина (расстояние от одной наружной торцевой присоединительной плоскости до другой);
малое гидравлическое сопротивление;
значительное усилие на привод затвора;
медленное срабатывание;
повышенный износ поверхности седел при использовании в трубопроводах, транспортирующих жидкости с высоким уровнем загрязнения.
Нужно отметить, что задвижки более предпочтительны при использовании в качестве запорной арматуры.
Наиболее распространенным типом трубопроводной арматуры являются клапаны. Их отличительные характеристики выглядят следующим образом:
небольшая строительная высота;
значительная строительная длина;
быстрое срабатывание;
большое гидравлическое сопротивление с высоким уровнем герметизации.
Клапаны используют во многих устройствах регулирующего вида.
В арматуре кранового типа сочетаются характеристики присущие клапанам (строительная высота и скорость срабатывания) и задвижкам (небольшая строительная длина).
Для дисковых затворов характерными признаками являются:
небольшая строительная высота;
малая строительная длина;
небольшое усилие на затворный привод;
быстрое срабатывание;
невысокие параметры гидравлического сопротивления.
Разновидности арматуры запорного типа
Различают следующие типы запорной трубопроводной арматуры:
- краны;
- вентили (клапаны);
- задвижки;
- заслонки.
Классификация кранов
Запорные краны преимущественно предназначены для бытовых трубопроводов с малым давлением.
Устройство запорной арматуры-крана следующее:
- корпус;
- запорный элемент;
- рукоять;
- набор уплотнительных прокладок.
Элементы, входящие в состав запорного крана
Классификация устройств может быть произведена по нескольким признакам:
- типу запорного элемента;
- методу установки.
Элементом, перекрывающим поток проходящей среды, может быть:
- шар. В соответствие с этим кран носит название шаровой (рисунок выше);
- конус в виде пробки (пробковый кран).
Запорный кран пробкового вида
Крепиться к трубопроводу краны могут:
муфтовым способом. Фиксирующие гайки наворачиваются на подготовленную на трубе резьбу;
Кран, устанавливаемый на резьбу
- фланцевым способом. В качестве фиксирующих элементов выступают фланцы, соединяемые между собой болтами;
- методом сварки.
Устройства, устанавливаемые на фланцы и методом сварки
Каждый кран имеет свое условное обозначение. На маркировке, нанесенной на корпус устройства, в обязательном порядке отражаются:
- диаметр условного прохода (DN);
- условное давление, на которое рассчитано устройство (РN);
- материал, примененный для изготовления крана;
- предприятие-изготовитель;
- дополнительные справочные материалы (дата изготовления, номер партии и так далее).
Условные обозначения основных параметров крана
Если знать маркировку, то всегда можно самостоятельно подобрать запорное устройство.
Использование вентилей
Запорный клапан (вентиль) состоит из корпуса с двумя концами для крепления устройства и седла, перекрываемого затвором.
Клапан для перекрытия трубопровода
Основная отличительная особенность вентиля от крана – это высокий класс герметичности, что позволяет использовать устройство на газопроводах.
Клапан, как и кран, может присоединяться к трубопроводу при помощи муфт, фланцев или сварки.
Выпускаются вентили, приводимые в действие:
- маховиком (ручное управление);
- электроприводом (электронное управление), в том числе и с помощью дистанционного пульта управления.
Маркировка запорной арматуры – вентиля также содержит:
- условное обозначение модели устройства;
- проход;
- обозначение типа присоединения к трубопроводу;
- давление;
- материал исполнения;
- климатическое исполнение;
- документ, на основании которого вентиль изготовлен.
Обозначение параметров вентиля
Предназначение и разновидности задвижек
Наиболее часто используемым элементом любых трубопроводов является задвижка. Устройство представляет собой корпус и крышку, между которыми располагается затвор.
Простейший вид запорной арматуры
Назначение запорной арматуры – задвижки – любые трубопроводы, диаметр которых варьируется от 15 мм до 2000 мм.
Преимуществами устройства, по сравнению с другими видами запорной арматуры, являются:
- простота обслуживания и конструкции;
- небольшие размеры;
- малое сопротивление.
Задвижки могут изготавливаться из следующих материалов:
- стали;
- чугуна;
- цветных металлов и сплавов из них.
Управление задвижками происходит:
- ручным способом (вращением рукояти);
- электроприводом;
- гидроприводом.
Задвижки с электроприводом или гидроприводом преимущественно устанавливаются на промышленные трубопроводы.
Обозначение запорной арматуры (задвижки) определяет:
- вид и наименование устройства;
- условный рабочий диаметр;
- максимальное давление в системе;
- тип привода;
- положение устройства в рабочем состоянии;
- категорию размещения;
- климатическое исполнение;
- тип соединения устройства с трубопроводом.
Обозначение параметров задвижки
Назначение заслонок
Запорным элементов в заслонке является диск, который вращается вокруг оси.
Разновидность запорной арматуры для трубопровода
Заслонки преимущественно используются на трубопроводах, имеющих большой диаметр и находящихся под небольшим давлением, так как класс герметичности устройства достаточно низкий.
Заслонка может управляться:
- маховиком, приводящим в действие ось вращения (ручное управление);
- гидроприводом;
- электроприводом.
В большинстве случаев корпус запорного устройства изготавливается из чугуна, а поворотный диск – из стали.
Устанавливаются заслонки:
- методом сварки;
- фланцевыми крепежами.
Заслонки могут использоваться в трубопроводах с химическими жидкостями и канализационных системах. Для водоснабжения или отопления практически не применяются.
Марка запорной арматуры – задвижки, а так же номер партии, диаметр, давление и область определения обозначаются на корпусе устройства аналогично ранее приведенным схемам.
Условия хранения запорной арматуры и ее монтаж
Если запорная арматура для трубопроводов укомплектована резиновыми уплотнителями или является шаровым краном, ее хранят в приоткрытом состоянии.
Запорная арматура с металлическими прокладками хранится исключительно в закрытом виде, для того чтобы не допустить попадания мелкого механического мусора. Задвижки до их установки должны находиться в закрытом сухом помещении, без сквозняков и доступа света.
Монтаж запорной арматуры проводится путем осуществления последовательных технологических процессов. Высокое качество сборки, долговечная и бесперебойная работа достигается при произведении установки квалифицированными мастерами с внушительным стажем работы в данной области.
Для каждого вида детали есть свои правила, которые учреждают заводы по производству запорной арматуры с целью выполнения их при установке:
Дисковые поворотные затворы монтируются с открытием диска на 25%. Повреждение прокладки не должно возникнуть, если оставить достаточное расстояние между фланцами одинаковых диаметров. Все гайки следует закручивать постепенно, а между самим корпусом и фланцами нет необходимости в установке еще одной прокладки.
Обратные клапаны должны иметь одинаковые диаметры с ответными фланцами. Строго контролируется монтажное расстояние между клапанами, правильность направления потока, режим пульсации.
Шиберные ножевые задвижки в первую очередь требуют проверки индикатора положения. Во время монтажных работ соблюдается направленность потока и необходимое расположение ножевых задвижек. После проведения гидростатического испытания вести наблюдение на предмет протечек и подрегулировать при надобности болтами.
Шаровой обратный клапан требует повышенного внимания в условиях минимальных давлений и горизонтальном монтаже. Чтобы эффективно противодействовать перепадам давления в системе, возможен монтаж шара с перекосом направления.
Одностворчатый обратный клапан опускается между фланцами крючком, который при нахождении затворки перпендикулярно трубопроводу целесообразно располагать вертикально.
Двухстворчатый обратный клапан не подходит для установки при уменьшающемся потоке
Перед установкой в обязательном порядке проверить функционирование пружин.
Шаровой кран никогда не фиксируется с помощью тисков и нуждается в осторожности при закрутке соединений. Нежелательно вмешиваться в строение неиспользованной запорной арматуры, так как каждый кран проходит на производстве испытания сжатым воздухом и водой для обеспечения гарантии правильной сборки всех частей крана.
