Разновидности запорной арматуры. Типы и виды запорной арматуры

При производстве запорных узлов используют хорошо поддающийся обработке материалы: чугун, бронзовые и латунные сплавы, мягкие стали.

• Диаметр стыкуемого с запорным узлом трубопровода;
• Значение избыточного давления трубы в обычных условиях при температуре, составляющей + 20 градусов.

К элементам запорной арматуры принято относить следующие устройства:

• Краны;
• Заслонка;
• Задвижка;

Точное определение условий, при которых предстоит работать запорной арматуре, помогает подобрать оптимальный тип устройств. Информация важна, так как и трубопроводов, доставляющих газообразные продукты и специализированных магистралей, перекачивающих агрессивные среды, на практике используют разные типы запорных узлов.

Виды запорного крана

Применяемые при монтаже трубопроводов запорные краны традиционно крепятся к магистралям фланцевым либо соединением, либо муфтой. Крановые патрубки банально привариваются к трубопроводам.

Запорные краны бывают двух видов:

• Краны-пробки;
• Шаровые краны.

Пробковые краны — традиционная запорная арматура имеющие форму неправильного конуса. До настоящего времени их применяют на тех магистралях, где перекачивают:

• Различные газы;
• Углеводороды;
• Вода в жидком состоянии и в виде пара.

Главные недостатки кранов-пробок:

• Чтобы управлять краном, нужен высокий крутящий момент — это вызывает необходимость применения редуктора
• Склонность такого крана прикипать к магистрали требует периодическое обслуживание.
• Недостаточное притирание крана с корпусом приводит к разгерметизации крана
• Такие краны изнашиваются неравномерно, что нарушает герметичность магистрали.

Особенности, виды и устройство шаровых кранов

Более современным устройством считается шаровой кран, который из неподвижного корпуса и вращающейся в нем пробки. От того, какое положение занимает пробка, вещество, перекачиваемое по магистрали, течет свободно, либо блокируется.

Шаровые краны различают по контуру, который образуют их корпус:

• Конический кран;
• Сферический кран;

Благодаря передовой конструкции шаровых кранов их изготавливают из самых разных, порой оригинальных материалов — различных металлов, керамики, пластиков.

Области применения шаровых кранов:

• Водопроводы отопительные магистрали бытового назначения;
• Устройства для монтажа бытовых приборов, требующих постоянной подачи воды;
• Производственные пищевые установки;
• Различного рода ответвления на магистралях.

Надежность шаровой запорной арматуры, устойчивость к резким изменениям температуры и химическому воздействию делают такие краны незаменимыми в тех магистралях, где перекачиваются агрессивные среды.

Важнейшей характеристикой шаровых запорных устройств — способ установки. Согласно данной градации краны бывают:

• Муфтовые – применяемые в трубопроводах с малым диаметром;
• Фланцевые – применяют в магистралях, диаметр 50 миллиметров и более. Они способны выдержать повышенные нагрузки, свойственные промышленным трубопроводам;
• Штуцерные – устойчивые к многократному демонтажу и разборке. Применяются в промышленном оборудовании;
• Приварные – устанавливаются консервативной сваркой. Они предназначаются для функционирования в окружении агрессивной среды;
• Краны комбинированные, предусматривающие два или более вариантов установки.

Запорные заслонки

Такая арматура используют только на трубах большого диаметра, в том случае, если давление перекачиваемого вещества невысокое.

Непосредственно функцию запорного устройства выполняет диск, конструкция которого позволяет ему делать вращение вокруг оси. Ось вращения может располагаться под любым углом к магистрали, в том числе и перпендикулярно. К герметичности заслонок предъявляются менее жесткие требования.

Управление заслонками осуществляется следующими способами:

• Вручную;
• Используя электрический ток;
• Гидравликой.

Традиционно тело заслонки изготавливают из чугуна, а сам поворотный диск льют из стали. Свойство чугуна успешно выдерживать воздействие агрессивных химических соединений и устанавливать заслонки в местах перекачки щелочей, кислот, а также химически активных стоков.

Заслонки врезаются в магистраль фланцевым соединением. Иногда они просто привариваются. Конструкция заслонок способствует тому, что они могут регулировать поток, содержащий и твердые частицы.

Запорные задвижки

Предназначение запорных задвижек – перекрывать поток неактивного высокотемпературного вещества, перемещаемого магистралью под давлением. Задвижки интенсивно эксплуатируют в трубопроводах обслуживающих энергетику и объекты коммунального хозяйства.

Запорный узел задвижки располагается поперек направления потока.

По конструкции запорной мембраны задвижки разделяют на:

• Клиновые – от постоянного трения в плотном объеме они постепенно могут разгерметизироваться;
• Параллельные (шиберные) – они используются в трубопроводах, перекачивающих среду с механическими примесями, а также в сточной канализации, где допускается небольшое нарушение герметичности.

Распространенными являются электрические задвижки. Благодаря использованию электропривода оператор имеет возможность оперативно перекрыть поток.

Плюсы запорных задвижек:

• Малое гидросопротивление;
• Относительная конструктивная простота;
• Универсальность;
• Возможность проводки рабочего вещества в прямом и обратном направлении;
• Легкий ремонт.

Запорные вентили

Вид арматуры, который используется наиболее активно. Запорный вентиль применяют если необходимо полностью блокировать поток перекачиваемого вещества.

Управлять давлением внутри магистрали с помощью вентилей невозможно. Поэтому они имеют два рабочих режима: открыт, закрыт. Монтаж запорного вентиля допускается и при открытом и при закрытом режиме.

Элементам вентиля является золотник, расположенный на подвижном шпинделе. Когда вентиль переводится в положение — закрыто — рабочая поверхность винта движется поступательно и параллельно потоку. Данная особенность помогает предотвратить такой эффект, как гидроудар.

По способу, которым эти арматурные узлы обеспечивают герметичность, вентили бывают следующих видов:

• Сальниковые;
• Сильфонные;
• Диафрагмовые.

Для облегчения врезки в трубу большинство вентилей снабжаются патрубками. Данная арматура, применяется в средах, перемещаемых под высоким давлением. Поэтому стенки делают утолщенными. Такие вентили фиксируют методом сварки.

Массивные вентили устанавливаются с использованием фланцев. Небольшие конструкции крепятся муфтой.

Управление положениями вентилей выполняется вручную или электродвигателями. На некоторых производствах используются модели вентилей, предусматривающих возможность дистанционного управления. Для разных сред специалисты подбирают вентили, выполненные из определенных металлических сплавов. При транспортировке воздушных масс или воды, если их температура ниже +50 градусов, устанавливают муфтовые вентили, отлитые из чугуна. Для магистралей с повышенным давлением используют легкие муфтовые вентили из латунных сплавов.

Оптимальное запорное устройство способное функционировать в самых жестких условиях – вентиль.

Седло вентиля плотно обжимает золотник, обеспечивая надежную герметичность. Зарекомендовавшим материалом для подобного вида арматуры — латунь.

Если приходится размещать арматуру в высокотемпературном потоке, устанавливаются сильфонные вентили из латуни. Они легко выдерживают нагревание до высокой температуры.

Достоинствами являются надежная герметичность не позволяющая попадать нагретому веществу в атмосферу.

Эксплуатация в агрессивной среде предъявляет высокие требования к коррозийной устойчивости арматуры. В последнее время в таких трубопроводах стали применять фланцевые вентили состоящие из фарфора, с нанесенной на него антикоррозийной глазурью.

В самых сложных случаях применяют вентили-диафрагмы, которые оснащаются резиновым защитным покрытием. Существующее многообразие технических решений позволяет подобрать оптимальную модель, которая подойдет для конкретного трубопровода.

Запорная арматура — это один из наиболее распространённых видов трубопроводной арматуры и предназначается для перекрытия потока рабочей среды с определённой герметичностью. По подсчётам экспертов, количество запорной арматуры составляет около 80% от общего количества применяемой трубопроводной арматуры. В результате проведённых археологических раскопок было установлено, что человек использовал запорную арматуру уже белее 5 тыс. лет назад. В древних египетских манускриптах найдена информация об организации водоснабжения и использовании при этом поворотных и дисковых клапанов. При более внимательном исследовании области применения запорной арматуры и определённой доли допущения, можно увидеть принципы её работы даже у человека и у животных: с помощью так называемой «живой запорной арматуры» перекрывается поток жидкости, удаляемой из организма.

К запорной арматуре, в зависимости от конструктивного исполнения, относятся краны, клапаны, задвижки и дисковые затворы. Иногда ошибочно термин клапан заменяют термином вентиль — это неправильно и в серьёзной технической литературе такая замена не допускается. Также необходимо отметить, что согласно ГОСТ Р 52720-2007 2007 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» не рекомендуется употреблять термины заслонка; поворотный затвор; герметический клапан; гермоклапан вместо термина дисковый затвор.

Кран

Краном называют тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси. Краны изготавливают из металлов и их сплавов или из пластика. Краны бывают неполнопроходными и полнопроходными. В неполнопроходных кранах диаметр внутреннего отверстия меньше диаметра трубы, к которой он присоединяется, а в полнопроходных кранах эти диаметры совпадают.

Одним из современных и самых прогрессивных типов кранов является, так называемый шаровой кран, который находит всё более широкое применение в разнообразных областях техники и в быту. Конструкция шарового крана достаточно простая и известна уже более 100 лет. Однако, первоначально она не получила такого широкого распространения, как сейчас, из-за невозможности обеспечить надёжное перекрытие потока рабочей среды. Позже появились новые материалы, которые позволили гарантировать надёжность перекрытия потока рабочей среды и существенно снизить усилия, требующиеся для управления краном. В шаровых кранах перекрытие потока рабочей среды осуществляется вращающейся пробкой сферической формы, внутри которой имеется сквозное отверстие. В зависимости от решаемой задачи, при повороте сферы на 90о происходит либо полное перекрытие потока рабочей среды, либо полное открытие этого потока. Возможны промежуточные положения сферы. В этом случае шаровой кран выступает в качестве регулятора потока рабочей среды. Шаровые краны, несомненно, обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами кранов. К таким достоинствам можно отнести:

• простоту и надёжность конструкции;
• высокую герметичность;
• относительно небольшие размеры;
• простую форму проточной части и отсутствие в ней застойных зон;
• удобное управление;
• малое время и незначительные усилия, необходимые для поворота.

Клапан — это тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды. По существу, клапан представляет собой временное препятствие в трубе и чаще всего применяется для осуществления автоматического сброса избыточного количества рабочей среды. Тем самым предотвращаются аварии, вызванные чрезмерным давлением рабочей среды на стенки трубопровода. Конструктивно клапан состоит из корпуса, крышки, седла, затвора (заслонки) и штока. Рабочая среда поступает внутрь корпуса клапана и в зависимости от решаемой задачи полностью или частично перекрывает её поток. При этом поток рабочей среды может либо изменять своё направление движения либо сохранять его без изменения.

Задвижкой называют тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Запирающий элемент задвижки — шибер, незначительно выходит за пределы потока рабочей среды. Герметичность перекрытия потока обеспечивается за счёт прижима шибера к седлу напором потока рабочей среды. Не рекомендуется использовать задвижки для частичного перекрывания потока рабочей среды, т.к. при этом возникают вибрации, которые в скором времени приведут к разрушению арматуры. Задвижки бывают параллельными, клиновыми, с выдвижным или статичным штоком.

Дисковый затвор — это тип арматуры, в котором запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды.

Чаще всего дисковые затворы применяются на трубопроводах большого диаметра и при небольших давлениях потока рабочей среды. Наиболее характерными областями применения дисковых затворов являются:

• системы водо-, тепло- и газоснабжения и распределения;
• системы вентиляции и кондиционирования;
• системы пожаротушения;
• при работе с абразивными и слабоагрессивными рабочими средами.

Именно к работе дисковых затворов в таких областях предъявляются повышенные требования к надёжности и герметичности.

Как уже отмечалось в начале статьи, до 80% трубопроводной арматуры относится к категории запорной. Область её применения необычайно широка — это сверхвысокие и сверхнизкие давления, сверхвысокие и сверхнизкие температуры, токсичный и абразивный характер рабочей среды и т.д. Благодаря совершенствованию конструкции и использованию новых материалов происходит постоянное расширение области применения запорной арматуры и решаемых при этом задач. Выбрать требуемую арматуру порой бывает крайне затруднительно. В таких случаях предпочтительно обращаться к услугам специалистов, имеющих большой объём разносторонних знаний и богатый опыт. Зачастую только такие специалисты могут решить проблему подбора требуемой арматуры, её монтаж и техническое обслуживание.

Запорная арматура – неотъемлемый элемент систем управления потоками в трубопроводных системах, она является важной составляющей топливно-энергетического комплекса.

Добыча, подготовка и транспортировка нефтепродуктов невозможна без трубной продукции с установленными на нее регулирующими механизмами.

Запорно-регулирующая трубопроводная арматура

Для контроля потоков в трубопроводных конструкциях и системах используется специализированная арматура, которая позволяет отключать, распределять, регулировать и смешивать, корректируя площадь проходного сечения.

Запорно-регулирующая арматура , изменяя расход транспортируемого вещества, перекрывает или распределяет ее поток, регулируя различные параметры: давление, напор или температуру. Может монтироваться на трубопроводы, ёмкости и другие агрегаты.

Функциональное назначение трубопроводной арматуры позволяет поделить ее на следующие виды:

1. Запорная. Обеспечивает полное перекрытие потока в трубах. Пользуется наибольшим спросом и занимает более 80% предложений на рынке.


2. Регулирующая. Поддерживает необходимые значения определённых параметров, осуществляя контроль расхода рабочей среды. Температура, давление, состав и концентрация веществ могут быть изменены с использованием такого вида арматуры. Особо стоит выделить относящуюся к регулирующей дроссельную арматуру. Ее используют в случаях необходимости значительного понижения сжатия транспортируемого вещества. Она успешно работает при значительных скачках давления.


3. Запорно-регулирующая совмещает в себе функции перекрытия и управления потоками.


4. Аварийная отсечная исключает фактор негативного влияния на трубопровод, если давление или направление транспортируемой среды превысило допустимые значения путем перекрытия защищаемого участка от остальной части системы.


5. Предохранительная. В аварийной ситуации открывается, чтобы утилизировать из конструкции избыточное количество транспортируемого вещества.


6. Смесительная, функция которой – управление потоком рабочей среды для распределения его в определенном направлении или для смешивания. Чаще всего применяется в системах отопления для получения оптимальной температуры.


7. Фазоразделительная – автоматически разграничивает рабочие среды в зависимости от их фаз и состояний.

Качественная запорная регулирующая и предохранительная арматура , которая позволяет управлять транспортируемой рабочей средой: водой, паром, газом, нефтью и другими агрессивными жидкостями, – является гарантией прочности и надежности современных коммуникаций.

Трубопроводная запорная арматура может быть изготовлена из следующих материалов:

• сталь;
• латунь;
• бронза;
• чугун.

Основные характеристики таких элементов: диаметр трубы, которую возможно подсоединить, и максимум избыточного давления при показателе температуры среды в трубопроводе 20 градусов. Выбор зависит от технических условий трубопровода, в котором он будет использоваться. Газовые трубопроводы, водные магистрали и системы для перекачки агрессивных веществ используют отличные друг от друга типы оборудования.

Виды запорной арматуры

Существуют различные виды запорной арматуры:

1. Запорные краны присутствуют на всех трубопроводах. Соединяются с трубой фланцевым или муфтовым соединением. С учетом рабочей среды краны подразделяются на шаровые и пробковые.

Сальниковые муфтовые – краны-пробки с резиновым или пеньковым сальником внутри, отлитые из чугуна для использования в водных и нефтяных трубопроводах. Температура транспортируемого вещества не должна превышать 100 градусов. Кран можно устанавливать в любом положении.

Пробковые муфтовые – чугунные для газовых трубопроводов. Максимальный порог температуры – 50 градусов. Также неприхотливы к установке.

Фланцевые шаровые краны – производятся в стальном (диапазон температур 30-70 градусов) и чугунном, выдерживающем 100-градусную нагрузку, варианте.

2. Запорная заслонка выполнена в виде диска, вращающегося вокруг своей оси, расположенной перпендикулярно или под определенным углом по направлению движения вещества. В основном монтируются на трубопроводы большого диаметра с небольшим давлением рабочей среды. Устанавливаются гидроприводным или электроприводным способом, а также вручную врезаются в трубопровод при помощи сварки или фланцевым соединением. Корпус изготавливается из чугуна, а диск из стали. Подходят для использования в кислотных и щелочных средах и не требуют технического обслуживания.

3. Трубопроводные задвижки периодически перекрывают поток рабочей среды. При оснащении их электроприводом появляется возможность осуществлять управление дистанционно. Изготавливаются из чугуна, стали, нержавейки или сплавов цветных металлов. Выбор материала, из которого будет изготовлено устройство запорной арматуры, зависит от того, щелочная или кислая среда будет транспортироваться по трубопроводу.

4. Запорный вентиль предназначается для полного перекрытия потока. С его помощью невозможно осуществить регулирование рабочего давления. Вентиль должен быть всегда полностью открыт или закрыт. Золотник и шпиндель, составляющие систему, перекрывают поток параллельно его направлению для предотвращения гидроударов. Вентили для систем с высоким давлением приваривают к толстостенным трубам. Также возможно соединение фланцевыми патрубками и муфтами. Последнее распространено в трубопроводах для транспортировки воды, воздуха или пара температурой не выше 50 градусов с обязательным уплотнением чугуна кожаным, резиновым или паронитовым кольцом.

Детали, изготовленные из латуни, немного весят и работают при высоких показателях сжатия, обеспечивая 100% перекрытие.

Герметизация в таких системах может обеспечиваться:

• сильфоном;
• диафрагмой;
• сальником.

Типы запорной арматуры включают в себя также те специальные вентили, задвижки и заслонки которые эксплуатируются на трубопроводах, по которым движутся агрессивные вещества. Для таких изделий чаще всего используют устойчивую к кислоте и щелочи латунь. Детали из сильфона применяют при необходимости обеспечения герметичности соединения, выдерживания высоких температур и предотвращения возможной утечки.

Антикоррозийные свойства также крайне важны для арматуры, используемой в агрессивных средах, поэтому зачастую допускается применение фланцевых, фарфоровых и диафрагмовых вентилей с резиновым покрытием.

Газовая запорная арматура

Газовая запорная арматура – неотъемлемая часть в газотранспортной системе, функция которой – включение или отключение газа, изменение направления его потока, управление давлением или количеством проходящего продукта.

К арматуре, которая будет использоваться в газопроводах, предъявляется требование к герметическому отключению существующих участков в газовых трубопроводах. Поэтому краны, задвижки, обратные клапаны и вентили должны пройти сертификацию и быть изготовлены из высококачественных материалов, ведь от их надежности зависит, не произойдет ли сбой в работе, который приведет к загрязнениям атмосферы или взрыву газа.

Изготовление трубной арматуры на заводах

Заводы запорной арматуры – это чаще всего производства полного цикла, состоящие из:

• технической службы;
• конструкторского бюро;
• испытательных лабораторий;
• мастерской для продуцирования резин и полимеров;
• цеха сборки и навески и исполнительных деталей;
• службы контроля качества и стандартизации;
• отдела сбыта.

Продукция, которая прошла многоуровневые тесты контроля качества на каждом из производственных этапов, является залогом высокого показателя надежности, повышения ресурса выработки и увеличения гарантийного срока эксплуатации.

Основы установки запорно-регулирующей аппаратуры

Ни один трубопровод не может полноценно функционировать без запорной аппаратуры. Вследствие того что существует несколько ее разновидностей, установка одной из них существенно отличается от монтажа других устройств и должна осуществляться только специалистами с применением специализированного оборудования.

Работоспособность, долговечность и безопасность трубопровода зависят от того, насколько квалифицированно были проведены работы по монтажу.

Соединение арматуры с трубопроводом производится:

• муфтами с внутренней резьбой;
• цапками на наружном уплотнителе;
• ниппелями;
• фланцами;
• сваркой.

Сварка – самый надёжный способ взаимного скрепления элементов трубопровода и единственный, который подходит для транспортировки сред высокого давления.

Соединение при помощи фланцев, плоских колец или дисков из легированной стали, закрепляющихся болтами к концам деталей, которые необходимо закрепить, также, позволяет обеспечить необходимый показатель герметичности. Производители запорной арматуры предоставляют гарантию на свою продукцию, проводя тесты на непроницаемость и прочность деталей, их соответствие техническим требованиям.

Правила при монтаже запорно-регулирующей арматуры

Есть несколько важных правил, которые следует соблюдать при выполнении монтажа запорно-регулирующей арматуры:

1. Обязательная очистка трубопровода. После транспортировки деталей их необходимо обработать вручную или воздействуя воздухом, паром или водой. При проведении сварки также нужно регулярно осматривать трубу на предмет загрязнений, чтобы образовавшаяся окалина не повредила герметичности.

2. Проверка фланцев на предмет наличия неровностей. Гладкая поверхность детали не должна быть поцарапана или иметь другие ярко выраженные дефекты.

3. Следует избегать монтажа запорной арматуры на участках с неравномерным рельефом. Если механизм будет находиться не на прямом отрезке трубопровода, напряжение, возникающее в местах изгиба, повлияет на герметичность и спровоцирует протечки.

4. Экранирование от скачков давления, возникающих при гидравлическом ударе, который может повредить или вывести из строя всю систему, включая и арматуру, проводится путем установки обратного клапана для обеспечения стабильного потока.

5. К задвижкам крупным диаметров или тяжелым приводам может понадобиться дополнительная опора для препятствования поломке винтов или прокладок.

6. Запорную арматуру можно повредить, если приложить слишком большие усилия к ее закручиванию.

7. Арматура из нержавеющей стали должна находиться в открытом положении во время установки.

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:

1. 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.


2. Обратные клапаны должны иметь одинаковые диаметры с ответными фланцами. Строго контролируется монтажное расстояние между клапанами, правильность направления потока, режим пульсации.


3. 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.


4. 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.


5. Одностворчатый обратный клапан опускается между фланцами крючком, который при нахождении затворки перпендикулярно трубопроводу целесообразно располагать вертикально.


6. Двухстворчатый обратный клапан не подходит для установки при уменьшающемся потоке. Перед установкой в обязательном порядке проверить функционирование пружин.


7. 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.

Складские площади для хранения трубной продукции и арматуры

Складские площади для хранения трубной продукции и арматуры необходимо изолировать от:

• попадания влаги для упреждения появления коррозии;
• мелких частиц, для того чтобы избежать механических повреждений;
• перепадов атмосферного давления, которое может повлечь за собой износ прокладок;
• ультрафиолетового излучения для сохранения целостности покрытия.

Запорная арматура - это разновидность трубопроводной арматуры, выполняющей функцию перекрытия хода потоку жидкости (воды, газа или любой другой текучей среды). Этот вид арматуры характеризуется широким распространением – порядка 80% от общего количества используемых деталей. Пробно-спускная и контрольно-спускная арматура, применяемая с целью контроля уровня жидкости (воды, газа или любой другой текучей среды) в резервуарах, отбора проб, изгнания воздуха из верхних полостей, дренажа и т.д. – также разновидности запорной арматуры.

Материалом для изготовления этих деталей может быть только ковкий чугун или же нержавеющая сталь. Это связано с тем, что внутренняя поверхность запорной арматуры постоянно контактирует с водой, паром, газом, маслами и прочими химически активными средами — однако коррозия металла в данном случае категорически недопустима в виду того, что при повреждении целостности стенки произойдет утечка среды.

Важно! Благодаря своей функциональности, запорная арматура нашла применение в самых различных направлениях производства.

В зависимости от области использования, можно провести ее разделение на два вида:

1. Запорная арматура, которая применяется в особых условиях («узкопрофильное» использование);
2. Запорная арматура, имеющая некое общетехническое применение;

Примерами полнооткрывающейся запорной арматуры могут быть пробковые краны, вентили, арматура с проходным каналом, который имеет строение трубки Вентури.

Важно!!! Какие виды деталей используются больше всего?

Пробковый кран

Максимальных объемов достигло изготовление в промышленных масштабах следующих деталей из разряда запорной арматуры:

1. Краны,
2. Клапаны (вентиля),
3. Задвижки
4. Заслонки.

Краткая характеристика каждого вида деталей

Следует сразу же отметить одну отличительную особенность запорных вентилей – их габариты не превышают 300 мм в диаметре прохода. Применимы эти детали исключительно в тупиковых участках системы подачи жидкости (воды, газа или любой другой текучей среды). Кроме того, возможно их использование и для сильфонного уплотнения шпинделя.

Помимо этой разновидности деталей, получили признание среди мастеров-гидравликов так называемые шаровые краны и заслонки простой конструкции в виду своей надежности и полифункциональности.

Важным преимуществом задвижек является относительно простое строение: короткая длина, слабое гидравлическое сопротивление. Классифицируют их на два типа: параллельные двухдисковые и клиновые. В том случае, если же давление, оказываемое жидкой или же газообразной средой, будет незначительным, то следует использовать двухдисковые задвижки, высокое давление обуславливает необходимость установки клиновых (сам клин может быть цельным, упругим или составным).

Детальная характеристика кранов. Их классификация, функциональная характеристика и область применения.

Сложно даже представить, насколько широка область их применения – трубопроводы, водопроводы, паропроводы и газопроводы в обязательном порядке комплектуются этими деталями. Как правило, используются краны имеющие небольшие размеры, слабое сопротивление. Масса подобного рода детали составляет от 0,881 кг до 8,64 кг. Диаметр d в дюймах от одного до трех.

По другой классификации (структурной) чаще всего применяются следующие типы кранов: пробковые и шаровые. Они, уже, в свою очередь, подразделяются на натяжные и сальниковые (основной критерий различия – это способ их герметизации). Подсоединение к трубопроводу осуществляется с помощью муфты, фланца или сварки. Краны пробковые (газовые, муфтовые, чугунные) нашли применение на трубопроводах, по которым производится подача природного газа. Прикрепление осуществляется при использовании резьбовой муфты. Следует отметить, что нормальное функционирование кранов этих видов возможно при следующих показателях: рабочее давление — Pp=0,1 МПа, tp< 50°С.

Другой вид кранов — сальниковые (муфтовые чугунные). Они необходимы на трубопроводах, при помощи которых производится транзит воды или нефти. Необходимая температура для благополучного функционирования составляет tp< 100°С. Особенности строения заключаются в том, что основные детали крана (корпус, пробка, сальник, заполненный пенькой или резиной) сделаны из чугуна.

В том случае, если же необходимо установить кран на трубопровод большого диаметра, следует остановить выбор на шариковом кране, обладающим малыми размерами, слабым сопротивлением и высоким качеством. Если же будет подаваться газ или жидкость (вода, или любая другая текучая среда) в широком диапазоне температур по одному и тому же трубопроводу, необходимо применение фланцевого стального крана со смазкой или с патрубками под приварку. Можно управлять как дистанционно, так и в ручную, при помощи маховика.

Регулирующий клапан

Детальная характеристика запорных вентилей. Как их подразделяют, из чего они состоят, какова область их применения?

В данном случае, как правило, используются устройства (вентили) с дистанционным управлением или же с управлением при помощи маховика.
Выбор вентеля осуществляется исходя из того, каковой будет температура жидкости или газа, которые будут транспортироваться по трубопроводу.

1. В том случае, если предполагается транспортировка воды (газа или любой другой текучей среды), температура которой не превышает отметки в 50°С, есть смысл устанавливать чугунные запорные муфтовые вентили.
2. Если же температура транспортируемого будет находиться в диапазоне строго от 45 до 50 градусов по Цельсию, то есть смысл использовать запорные вентили с электромагнитным приводом, которым можно управлять вручную, так как они работают от электромагнитного привода.

Основные функции и особенности строения, которыми характеризуются заслонки

Применение этих деталей оправдано только в том случае, если же диаметр трубопровода составляет около 2200 мм. Эти детали характеризуются рядом весьма выгодных преимуществ:

1. Максимально возможная простота устройства, при которой оно, как всегда, показывает наибольшую эффективность.
2. Они просты в управлении.
3. Цена их вполне приемлема и вес. Как правило, управление заслонками осуществляется в ручную, однако иногда производятся укрепленные заслонки с помощью гидропривода или пневмопривода. Важный момент – дистанционное управление возможно только в случае с заслонками, обладающими диаметром 300-1600 мм на Ру = 1,0 МПа.
4. Очень редко требуется ремонт.

Чем заслонка отличается от задвижки, которыми пользуются намного больше?

Учитывая то, что заслонки – это по определению короткие приспособления и их применение оправдано только лишь на магистралях и технологических производствах. Строение же задвижек подразумевает присутствие движимого или недвижимого шпинделя. Собственно, именно по этой причине существуют разные типы задвижек. Естественно, ремонт их также зависит от типа.

В том случае, если же шпиндель подвижный, то такие задвижки могут иметь электропривод. У клиновых задвижек шпиндель недвижимый, фланцевый, чугунный. Естественно, благодаря этому, они характеризуются дистанционным управлением.

Применение двухдисковых задвижек с недвижимым шпинделем, изготовленных из чугуна, оправдано в том случае, если же по трубопроводу транспортируется топливный газ или же вода с температурой, достигающей 100°С.

Если же происходит транспортировка горюче-смазочных материалов, то необходимо устанавливать стальные задвижки, дабы не приходилось постоянно осуществлять их ремонт.

Какая нужна арматура при работе с агрессивными средами?

Вся запорная арматура, которая применима в случае транспортировки веществ, которые сами по себе являются агрессивной средой, без доведения их до температуры, подлежит точно такой же классификации, но с маленьким отличием – она подразделяется на следующие типы: на краны, вентили, задвижки.

Чаще всего можно будет встретить следующие запорные устройства: диафрагмовые вентили, шаровые краны, шланговые клапаны, однако самыми знаменитыми и часто применяемыми являются сильфонные запорные вентили из коррозионностойкой стали (в случае их использования почти никогда не требуется осуществление ремонта этих деталей).

А вот как раз задвижки, наоборот, не набрали популярности в Российской Федерации (именно при транспортировке по трубопроводу агрессивных сред), по ряду причин, одна из которых – ремонт, в котором постоянно будут нуждаться эти детали при такой эксплуатации.

Так получается, что на абсолютном большинстве металлургических предприятий, которые благополучно функционируют в нашей стране, наиболее распространенное химически агрессивное вещество – это серная кислота. Она, как раз, и подается по трубопроводу и обеспечивает беспрерывный процесс производства стали и многих других сплавов, за что и получила второе название – хлеб черной металлургии. Так вот воздействие именно этого вещества стало самой распространенной причиной необходимости ремонта установленных задвижек.

Выводы

Применение различных элементов запорной арматуры необходимо для нормального функционирования любого трубопровода, вне зависимости от того, что по нему поставляется – будь то газ, вода или же какая-то еще химически активная жидкость. Посредством управления элементами запорной арматуры (это происходит как вручную, так и в автоматическом режиме) возможно осуществление регулирования давления в системе. Благодаря передовым технологиям было сконструировано уже большое количество самых разнообразных элементов запорной арматуры (вентелей, кранов, задвижек, заслонок), каждый из которых идеально выполняет ту или иную функцию. На фото, приведенных выше, есть изображения различных деталей, которые уже вмонтированы в трубопровод (или только изготовлены) и благодаря ним и обеспечивается благополучное управление всей системой подачи жидкости.

Вас могут заинтересовать:

Каждый человек, независимо от того, где он живет, использует в своей жизни запорную арматуру. Любые трубопроводы всегда снабжены устройствами, делающими их и безопасной.

Запорная трубопроводная арматура предназначена для того, чтобы человек мог управлять потоком рабочей среды, движущейся по трубопроводу. Причем совершенно не важно, чем именно является рабочая среда – водой, паром, газом, нефтепродуктами, агрессивными веществами – без запорной арматуры эксплуатация трубопровода невозможна.

Виды запорной арматуры

Материалами, наиболее часто используемыми для производства запорных устройств, являются латунь, бронза, стали и

Основными характеристиками запорных устройств являются:

• диаметр присоединяемого к нему трубопровода;
• величина избыточного давления в трубопроводе при температуре +20 градусов.

Существует несколько типов устройств, относящихся к запорной арматуре:

• заслонки;
• задвижки;
• вентили.

Для того чтобы определить необходимый тип арматуры, нужно знать, в каких условиях он будет работать. Это необходимо, потому водяных трубопроводов, газовых магистралей и систем, предназначенных для перекачки агрессивных веществ используются совершенно разные типы оборудования.

Виды запорных кранов

Запорные краны широко используются при устройстве любых трубопроводов. Они могут крепиться к трубам при помощи одного из двух видов соединения: фланцевого или муфтового. Случается, что патрубки кранов приваривают к трубопроводам.

Все краны делятся на:

• пробковые;
• шаровые.

Пробковый кран по форме напоминает усеченный конус. Это самый древний вид запорных устройств.
В настоящее время эти устройства используются в основном , рабочей средой которых являются:

• нейтральные и топливные газы;
• фенол;
• нефть;
• смазочные масла;
• вода.

Большими недостатками этих кранов являются:

• для управления краном необходим большой крутящий момент, что требует использования редуктора;
• во избежание прикипания крана к корпусу необходимо его постоянное обслуживание;
• герметичность крана зависит от такой сложной операции как притирание его к корпусу;
• велика вероятность неравномерного износа устройства, что угрожает герметичности системы.

Шаровый кран представляет собой устройство, состоящее из корпуса и пробки. Корпус неподвижен, а пробка вращается, пропуская рабочую среду или перекрывая ее.

Шаровые краны различаются в зависимости от формы поверхности на:

• конические;
• сферические;
• цилиндрические.

При изготовлении шаровых кранов используют широкий ряд материалов: титан, чугун, сталь, цинк, керамику, пластмассу.
В основном областью их применения являются:

• для подачи воды и отопительные;
• устройства подключения бытовой техники, где необходимо периодическое поступление воды;
• развязки и ответвления трубопроводов;
• промышленные и пищевые установки.

Кроме того, надежность конструкции этих запорных устройств, их стойкость к перепадам температуры и некоторым химическим веществам, позволяют использовать эти , где рабочей средой являются агрессивные вещества.

Среди важных характеристик шаровых кранов есть такой показатель как способ монтажа. Согласно ему, краны могут быть:

• муфтовыми – используются в трубопроводах небольшого диаметра;
• фланцевыми – которые используют в трубопроводах диаметром больше 50 мм, выдерживают довольно большие нагрузки (могут использоваться в промышленности);
• штуцерными – легко выдерживают многократную разборку, поэтому используются в основном в промышленных установках;
• приварными – крепятся исключительно посредством сварки, используются в агрессивных средах;
• комбинированными – сочетают несколько вариантов крепления.

Запорные заслонки

Они используются в основном на трубопроводах большого диаметра при условии невысокого давления рабочей среды.

Запорным органом заслонки является диск, который способен вращаться вокруг собственной оси, расположенной перпендикулярно или под углом к направлению движения рабочей среды. Требования к герметичности заслонок значительно ниже, чем к кранам.

Управление заслонкой может быть:

• с помощью электропривода;
• с помощью гидропривода.

Как правило, корпус заслонки выполняется из чугуна, а поворотный диск делают из стали.

Стойкость чугуна к воздействию химических веществ позволяет устанавливать заслонки там, где перекачиваются щелочи, кислоты и корродирующие стоки.

Заслонки врезают в трубопровод при помощи фланцевого соединения или сварки. Это вид запорной арматуры практически не требует обслуживания.

Особенность заслонок является то, что они в состоянии пропускать рабочую среду, содержащую твердые частицы.

Запорные задвижки

Они предназначены для перекрытия потока неагрессивной рабочей среды с высокими показателями давления и температуры. Они чаще всего используются в системах магистральных трубопроводов, относящихся к жилищно-коммунальному хозяйству, в водо- и газоснабжении, нефтепроводах, на энергетических объектах.

Запорный элемент задвижки перемещается перпендикулярно направлению движения рабочей среды.
Задвижки, в зависимости от устройства рабочего органа, делятся на:

• клиновые – ввиду сильного трения в закрытом состоянии со временем могут терять герметичность;
• шиберные (параллельные) – используются при одностороннем движении потока рабочей среды при не слишком высоких требованиях к герметичности (используются на трубопроводах, транспортирующих стоки, шламы и другие среды с механическими примесями).

Наиболее часто используются задвижки, оснащенные электроприводом, который позволяет быстро перекрывать поток.

• небольшое гидравлическое сопротивление;
• простота конструкции;
• возможность использования в различных условиях;
• возможность пропускать поток в любом направлении;
• высокая герметичность;
• высокая ремонтопригодность.

Запорные вентили

Это широко используемая запорная арматура, предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды. Вентиль не в состоянии регулировать

Такое устройство как вентиль, должно всегда находиться в полностью открытом или полностью закрытом состоянии. Устанавливать его можно в любом положении.

Вентиль состоит из золотника, который находится на опускающемся шпинделе. При закрытии вентиля золотник опускается на седло и перекрывает поток. При этом запорный орган вентиля движется параллельно потоку, что предотвращает возникновение гидроудара.
По типу герметизации вентили делятся на:

• сальниковые;
• сильфонные;
• диафрагмовые.

Эти устройства снабжены патрубками, посредством которых их врезают в трубопровод. Если вентиль предназначен для работы в условиях высокого давления, он имеет толстые стенки и крепится к трубам посредством сварки.

Вентили больших размеров могут фланцев, а маленькие – при помощи муфтовых соединений. Управление вентилями может осуществляться как вручную, так и при помощи электродвигателя. Есть варианты с дистанционным управлением.

Чугунные муфтовые вентили используются при прокачке воздуха или воды, рабочая температура которых не превышает + 50 градусов.Латунные муфтовые вентили отличаются небольшим весом и хорошо показали себя в системах с высоким давлением. Перепады давления им не страшны.

Чугунные вентили с электромагнитным приводом используются на трубопроводах, по которым движутся вода или воздух с температурой не более + 50 градусов.

Арматура для агрессивных сред

При работе в условиях агрессивной среды наиболее часто используются вентили, благодаря герметичному примыканию седла и золотника и практически полному отсутствию трения.

В агрессивных средах очень хорошо показывает себя латунь, поэтому латунные муфтовые вентили наиболее часто используют в жидких средах.
При высокой температуре рабочей среды лучше использовать сильфонные вентили, способные выдержать нагрев до +350 градусов. Они очень надежны и гарантируют высокую герметичность в тех соединениях, где недопустима утечка рабочей среды в атмосферу.

В агрессивных средах очень важна коррозионная стойкость запорной арматуры, поэтому здесь нередко используют фарфоровые фланцевые вентили.

Его корпус полностью изготовлен из фарфора, а антикоррозионным покрытием является глазурь, нанесенная на его поверхность.

Встречаются в сложных и диафрагмовые вентили, имеющие защитное покрытие из резины.

Таким образом, зная особенности запорной арматуры, не так сложно подобрать те изделия, которые необходимые для работы в конкретных условиях.