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.

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.

Назад к оглавлению

Виды

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.
Назад к оглавлению

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.

Крепления устройств:

• 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.

Назад к оглавлению

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.

Назад к оглавлению

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.

Назад к оглавлению

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.