Запорная арматура и ее применение в промышленности

Основные виды запорной арматуры

В зависимости от сферы применения вся запорная арматура подразделяется на две большие категории: общетехнического и специального назначения. Устройства первой группы устанавливаются на стандартных трубопроводах. К ним относятся краны для отопительных, газовых и иных инженерных коммуникаций. Специальные виды запорной арматуры используются в тех случаях, когда транспортируемое вещество имеет агрессивный характер. Например, обладает коррозионными или абразивными свойствами. Согласно ГОСТ Р 52720-2007, все запорные устройства подразделяются на четыре основных типа: задвижки, клапаны (они же вентили), краны и дисковые затворы (заслонки). Перечисленные изделия различаются конструкцией и сферой применения. 

Запорная арматура, в зависимости от ее типа, устанавливается на трубопровод одним из следующих основных способов:

• фланцевым. Данный вид монтажа кранов, клапанов (вентилей) и других запирающих устройств является наиболее распространенным. Фланец представляет собой плоскую деталь с отверстиями, предназначенными для шпилек и болтов, которые играют роль крепежа. Упругая прокладка обеспечивает конструкции требуемую герметичность. Фланцевое соединение используется для кранов, клапанов (вентилей) и другой арматуры диаметром 50–500 мм;
• муфтовым. В этом случае кран или клапан (вентиль) монтируется с помощью резьбы, расположенной на внутренней поверхности арматуры. Диаметр трубы не должен превышать 80 мм для чугунной запорной арматуры и 40 мм – для стальной. Муфтовое соединение чаще всего используется для установки кранов или клапанов (вентилей) небольших типоразмеров, реже – для задвижек. Основная сфера применения – бытовые инженерные коммуникации, такие как водопровод, газо- и теплоснабжение;
• приварным. Присоединение такого типа широко используется в магистральных трубопроводах, в которых необходимо обеспечить высокий уровень надежности. Еще одна сфера применения – транспортировка пожароопасных, токсичных, химически агрессивных веществ. В этом случае малейшая утечка может привести к серьезным последствиям как для окружающей среды, так и для людей.

В зависимости от типа присоединения к трубе краны, клапаны (вентили) или другие виды арматуры называются муфтовыми, фланцевыми или приварными.

Краны

К данному виду арматуры относятся устройства, имеющие запирающий элемент в виде тела вращения. Перекрытие осуществляется поворотом рабочей детали крана вокруг собственной оси. Последняя может располагаться под произвольным углом к направлению потока транспортируемой среды. Кран отличается небольшими габаритами и малым гидравлическим сопротивлением. Масса устройства, в зависимости от типоразмера, может составлять 0,881–610 кг.

По типу затвора краны делятся на следующие виды:

• пробковые. Запирающий элемент таких устройств имеет форму цилиндра, чаще – усеченного конуса. При повороте управляющей рукояти крана он меняет свое положение в корпусе, закрывая или открывая поток рабочей среды. Пробковое устройство оснащено уплотняющим прижимом, обеспечивающим герметичное прилегание поверхностей. К преимуществам такой запорной арматуры относится устойчивость к рабочей среде, содержащей абразивные частицы и/или химически агрессивные вещества;
• шаровые. Свое название краны данной группы получили из-за формы затвора. Последний имеет вид шара со сквозным цилиндрическим отверстием, которое может располагаться как параллельно направлению потока, так и перпендикулярно ему. В отличие от пробковых кранов шаровые не создают перепадов давления в трубе при закрывании/открывании.

По типу герметизации запорные краны подразделяются на две группы:

• натяжные. В них уплотнительные поверхности прижимаются друг к другу путем натяжения гайки, установленной на хвостовике пробки;
• сальниковые. Такие краны обеспечивают более высокую герметичность, чем натяжные. Их уплотнительные поверхности прижимаются сальниковой крышкой.

При монтаже особо ответственных трубных конструкций используются краны со смазкой, обеспечивающей повышенный уровень герметичности.

Запорные клапаны (вентили)

Данные устройства устанавливаются на трубопроводах для перекрытия потока транспортируемого вещества. Клапаны (вентили) оснащены штоком, сохраняющим любое положение благодаря ходовой резьбе. Такая запорная арматура чаще всего устанавливается в трубопроводных системах, работающих под высоким давлением. Присоединение, как правило, муфтовое. Также клапан (вентиль) имеет подвижный золотник, шарнирно закрепленный на резьбовом штоке. Последний располагается перпендикулярно главной оси трубопровода. В зависимости от конструкции запорная арматура может управляться:

• вручную – вращением внешнего штурвала;
• электроприводом;
• дистанционно.

Будучи установленным в крайнем нижнем положении, золотник полностью перекрывает рабочий поток. Герметичность обеспечивается уплотнительными кольцами из резины или фторопласта.

Производители предлагают запорные клапаны (вентили) с корпусами из следующих материалов:

• из чугуна. Такая арматура устанавливается в системах отопления, горячего водоснабжения и т. д. К преимуществам чугунных клапанов (вентилей) относится невысокая цена и хорошая ремонтопригодность;
• нержавеющей стали. Благодаря высокой коррозионной устойчивости такая арматура нашла широкое применение в химической и пищевой промышленности. Нержавеющие клапаны (вентили) устанавливаются также на трубы в ППУ изоляции и в трубопроводах, транспортирующих агрессивные вещества;
• латуни. Данная арматура чаще всего применяется в бытовых трубопроводах, например в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения, в том числе питьевого. Латунные клапаны (вентили) устойчивы к коррозии, химически нейтральны.

Заслонки

Арматура предназначается для перекрытия потока рабочей среды в трубах большого диаметра. Запорный элемент заслонки представляет собой диск, вращающийся вокруг своей оси. Последняя может располагаться как перпендикулярно по отношению к направлению потока, так и под углом, отличным от прямого. Второе название такой запорной арматуры – дисковый затвор. Поскольку полное перекрытие потока осуществляется поворотом диска на 90°, такие затворы иногда называются четвертьоборотными.

Данная арматура может управляться:

• вручную – с помощью вентиля или ручки;
• автоматически – с использованием электро-, реже – гидро- или пневмопривода.

Конструкция заслонки (дискового затвора) включает в себя:

• поворотный вал (шпиндель). Может быть цельным или разборным. В последнем случае значительно облегчаются процедуры замены и очистки заслонки;
• корпус. Обычно представляет собой два фланца с расположенными по окружности отверстиями для шпилек. Для многих заслонок предусматривается возможность сварного присоединения к трубе;
• поворотный диск. Является основным элементом, перекрывающим рабочий поток. Диск может быть плоским или выполненным в виде двояковыпуклой линзы. По функциональному назначению ему соответствуют шар крана и мембрана в запорном клапане (вентиле). Для работы в системах с низким давлением используются диски из чугуна. В трубах с большим напором устанавливаются затворы из прочной нержавеющей стали. Если заслонка будет работать в агрессивной среде, на нее наносится дополнительное защитное покрытие;
• уплотнение. Изготавливается из различных полимеров, обеспечивающих требуемый уровень герметичности. Наиболее распространенными являются фторопласт, этиленпропиленовый (EDPM) и фтористый (VITON) каучук. В большинстве случаев уплотнение представляет собой сменную кольцевую прокладку, хотя может устанавливаться и на поворотном диске. В затворах, работающих при температуре более +500 °С, полимер отсутствует. Герметичность обеспечивается плотным примыканием металлических деталей.

Способ присоединения заслонок к трубопроводам может быть фланцевым, муфтовым или сварным. Как и для кранов, он выбирается в соответствии с особенностями эксплуатации и назначением всей системы.

Задвижки

Данные устройства осуществляют перекрытие потока путем перемещения плоского затвора вдоль направляющих перпендикулярно основной оси трубопровода. В настоящее время выпускаются два типа задвижек: с выдвижным и фиксированным штоком. Управление арматурой небольшого диаметра (до 150 мм) осуществляется вращением маховика (вентиля). В устройствах большего типоразмера используются редукторные приводы. Электрический вариант устанавливается при автоматизации технологического процесса, расположении задвижки в труднодоступном месте или же при необходимости дистанционного управления. Герметичность перекрытия потока обеспечивается подгонкой металлических поверхностей или обрезиненным рабочим элементом.

Основными конструктивными компонентами задвижки являются:

• запорный элемент (клин или шибер);
• корпус;
• крышка;
• резьбовой шток;
• маховик (вентиль) или привод.

Различают следующие виды задвижек:

• клиновая. Используется в магистральных и технологических трубопроводах, транспортирующих рабочее вещество при высокой температуре и давлении. Такая запирающая арматура имеет полнопроходное исполнение, невыдвижной шток, упругий клин, допускающий небольшую деформацию. Присоединение – резьбовое или фланцевое;
• параллельная (двухдисковая). Такая задвижка имеет фланцевый корпус из стали или чугуна, шток может быть выдвижным. Арматура рассчитана на небольшое давление, которое не превышает 10 бар;
• шиберная (ножевая). Применяется в работе с густыми, вязкими и сыпучими рабочими средами, в том числе в химической и пищевой промышленности. Шиберная задвижка изготавливается в полнопроходном варианте, имеет межфланцевое исполнение, сравнительно невысокую цену. Конструкция обеспечивает наиболее надежное перекрытие потока, но, в отличие от кранов или вентилей, может использоваться только при невысоком давлении.

Специальная запорная арматура

Предназначается для работы с агрессивными средами, в том числе при высокой температуре и давлении. Выбор конкретного вида арматуры зависит от условий эксплуатации. Чаще всего используются запорные клапаны (вентили) и краны. От стандартной арматуры данный вид изделий отличается материалами. Корпус и узлы изготовлены из латуни, которая химически нейтральна и устойчива к коррозии даже при высокой температуре. Сальник набит огнестойким асбестом. В качестве уплотнителя часто используются термоустойчивые полимеры типа фторопласта (тефлона). Для повышения надежности кранов и вентилей (клапанов) их сальниковые узлы могут заменяться сильфонными.

Подбор и заказ запорной арматуры в ПСК Полистрой

Основными характеристиками кранов и других запорных устройств являются температурный диапазон и номинальное давление. Значение последнего определяется при t°= +20 °C. При более высокой температуре допустимое значение номинального давления снижается. Это следует учитывать при выборе и эксплуатации арматуры. Типоразмер изделий должен соответствовать диаметру трубопровода, на который они будут монтироваться. Для правильного подбора крана, вентиля, заслонки рекомендуется воспользоваться услугами профессионалов. Одним из основных направлений деятельности компании ПСК «Полистрой» является продажа запорной арматуры на выгодных условиях. Наши менеджеры готовы подробно проконсультировать вас по характеристикам продукции и помочь с комплектацией заказа. Для оформления заявки на приобретение кранов, задвижек, клапанов и других видов арматуры звоните по контактным телефонам.