Какая запорная арматура для трубопроводов есть на рынке и какую лучше использовать

Выбор оптимального технического решения

При выборе оптимальной разновидности запорной арматуры учитываются индивидуальные особенности режима предстоящей эксплуатации. Кроме технических параметров на выбор оборудования влияют ценовые показатели, особо актуальные при необходимости приобретения большого количества запорной арматуры.

Сферы применения вентилей

Для комплектации трубопроводов относительно небольшого диаметра могут применяться запорные клапаны (вентили), отличающиеся простым конструктивным исполнением и низкой себестоимостью. Вентили стабильно функционируют при скачках и перепадах давления в системе. Компактные устройства с небольшой строительной высотой оптимальны для оборудования участков трубопроводов, пролегающих внутри тесных промышленных и подсобных помещений.

Конструктивное исполнение запорного механизма вентиля позволяет применять практичную арматуру для комплектации трубопроводов с различными характеристиками транспортируемой среды, обеспечивая стабильную работу технологического оборудования. Ручное управление, исключающее необходимость стабильного электроснабжения для функционирования электропривода, обеспечивает гарантированную работоспособность вентиля при аварийных ситуациях, когда особо актуальна возможность оперативного перекрывания трубопровода. Малый ход маховика позволяет предельно ускорить выполнение операции перекрывания или открывания трубопровода. Уплотнение затвора вентиля при перемещении не перетирается о седло, что позитивно отражается на периоде безаварийной эксплуатации арматуры.

Особенности применения задвижек

При оборудовании трубопроводных сетей диаметром более 300 мм целесообразно применение задвижек, адаптированных для бесперебойной работы в сложных технических условиях. Небольшая строительная длина задвижек позволяет максимально плотно выполнять монтаж оборудования, что особо актуально в промышленных условиях при необходимости рациональной компоновки многочисленных устройств. В зависимости от режима эксплуатации применяются задвижки с выдвижным или не выдвижным шпинделем, обладающие индивидуальными техническими преимуществами.

Выдвижной шпиндель

Арматура с выдвижным шпинделем, отличающаяся увеличенной строительной высотой, может устанавливаться исключительно в просторных помещениях при отсутствии физических ограничений. Свободный доступ к ходовому узлу задвижки обеспечивает удобное техническое обслуживание оборудования в процессе эксплуатации.

Отсутствие негативного воздействия рабочей среды помогает сохранить безупречную функциональность ходового узла для удобного управления и бесперебойной эксплуатации технологического оборудования. Основной недостаток применения задвижек с выдвижным шпинделем – необходимость планирования места для свободного хода рабочего узла при закрывании и открывании потока транспортируемой среды.

Не выдвижной шпиндель

Задвижки, оборудованные не выдвижным шпинделем, отличаются уменьшенной строительной высотой, оптимальной для монтажа оборудования в условиях ограниченного пространства. Отсутствие технического обслуживания ходового узла, погруженного в рабочую среду, сокращает период безремонтной эксплуатации оборудования. Задвижки с не выдвижным шпинделем не рекомендованы к применению на ответственных объектах.

Сфера применения необслуживаемых задвижек с не выдвижным шпинделем ограничена водой, и неагрессивными нефтепродуктами. Рабочая среда должна не иметь абразивных частиц, твердых примесей и коррозионных свойств. Компактные задвижки удобно размещаются в небольших помещениях, технологических колодцах, нефтяных скважинах и подземных коммуникациях.

Что лучше кран или вентиль?

Здесь сказать однозначно нельзя, что лучше вентиль или кран шаровой. Отметим только, что кран удобен в использовании: повернув ручку на 90◦, он перекрывает поступление воды. Тогда как запорный клапан (вентиль) необходимо заворачивать, чтобы открыть либо закрыть подачу воды.

На вентиле есть клапаны с прокладками, которые при износе легко поменять на новые. При этом еще понадобиться со временем менять и сальник. С шаровыми кранами таких проблем не возникает. Здесь только необходимо постоянно ухаживать за поверхностью шара, чтобы она была в идеальном состоянии.

В общем, если у вас жесткая вода, то лучше установить вентиль, т. к. он подлежит частичному ремонту. А если кран повредится, то его нужно будет полностью менять.

А также вентиль для крана купить можно намного дешевле, чем шаровое изделие – всего от 20 руб. всех диаметров. Такая низкая стоимость обусловлена более простой конструкцией запорного клапана (вентиля).

Добавить сайт в закладки

• Виды
• Выбор
• Монтаж
• Отделка
• Ремонт
• Установка
• Устройство
• Чистка

Вентиль и задвижка — арматурные устройства трубопровода

• Устройство задвижек
• Преимущества и недостатки задвижек
• Применение и эксплуатация задвижек
• Устройство и функции вентилей
• Преимущества и недостатки клапана
• Конструктивное и функциональное отличие клапана и задвижки

Главное отличие вентиля от задвижки, анализ конструктивных особенностей конструкции позволяет сделать правильный выбор арматурного устройства при монтаже трубопровода.

Принцип работы и разновидности

Принцип работы всех разновидностей задвижек схож между собой. Корпус и крышка арматуры образуют полость, в которой размещен запорный узел. На корпусе размещены фланцы, посредством которых задвижка соединяется с трубопроводом. В зависимости от типа соединения конструкция может быть фланцевая и межфланцевая, которая зажимается между фланцами соседних участков трубопровода (межфланцевая задвижка имеет значительно меньшие габариты.

Внутри корпуса, рядом с запорным элементом, расположено два седла (параллельно либо под определенным углом друг к другу). Регулировка затвора выполняется посредством вращения привода, к которому запорный механизм подсоединен с помощью штока. В зависимости от принципа движения штока задвижка бывает выдвижная (шток при закрытии совершает вращательно-поступательное перемещение) либо поворотная (исключительно вращательное перемещение).

Шток установлен внутри ходовой гайки, данный узел именуется резьбовой парой. Гайка, при вращении привода, обеспечивает движении запорного элемента в заданном направлении. При перемещении затвора в закрытое положение его стенки прижимаются к уплотнительным поверхностям седла, тогда как в открытом положении затвор полностью выходит из проходного отверстия корпуса.

Основная классификация арматуры выполняется в зависимости от типа запорного механизма, согласно которой задвижки делятся на:

• клиновые;
• параллельные;
• шиберные;
• шланговые.

В затвор имеет конусную форму, при закрытии он входит в седла, расположенные под заданным углом друг к другу, и перекрывает пропускное отверстие. Клин, в зависимости от конструктивного исполнения, может быть жестким либо клинкетным.

Клин жесткого типа (стальной) обеспечивает максимальную герметичность в закрытом положении, однако эксплуатация такой конструкции может сопровождаться рядом проблем, связанных с заклиниваем затвора по причине температурных колебаний либо повреждения уплотнительных поверхностей из-за коррозии.

Задвижка клинкетная фланцевая имеет затвор, состоящих из двух размещенных под углом друг к другу , которые жестко соединены между собой. Такая конструкция отличается повышенной надежностью — она не заклинивает, уплотнители подвергаются минимальному износу а для изменения положения затвора требуется прикладывать гораздо меньше усилий. Задвижка клинкетная фланцевая является наиболее распространенным типом судовой арматуры.

В затвор состоит из двух дисков, которые перемещаются между параллельно расположенных друг к другу уплотнительных седел. Разновидностью параллельной конструкции является , в ней запорный узел имеет схожую конструкцию, однако затвор состоит из 1-го диска.

Шиберная арматура устанавливается на трубопроводы с односторонним движением рабочей среды. За счет простоты конструкции она не способна обеспечить максимальную герметичность перекрытия, однако шиберный затвор отличается ремонтопригодностью, что позволяет использовать такие конструкции в сточных и канализационных системах, транспортирующих жидкость с высоким содержанием механических частиц.

Задвижки шлангового типа кардинально отличаются от рассмотренных ранее аналогов. В их конструкции отсутствуют уплотнительные седла — рабочий поток циркулирует внутри эластичного резинового шланга, который полностью изолирует внутренние поверхности корпуса от транспортируемой жидкости. Перекрытие потока осуществляется за счет пережатия шланга штоком.

Такие конструкции предназначены для установки на трубопроводы, транспортирующие вязкие вещества и химически агрессивные жидкости, под воздействием которых происходит ускоренная коррозия стали — резина является материалом, устойчивым к большинству химических соединений. Эксплуатация данных задвижек возможна при температуре до 110 градусов и давлении рабочей среды до 1.6 МПа.

В настоящей статье говорится о задвижках клиновых фланцевых, их характеристике, принципе работы, а главное, о применении этих изделий на разных трубопроводах:

Задвижки клиновые фланцевые востребованы в коммуникациях промышленного производства на водяных, нефтяных, и газовых трубопроводах. Они являются незаменимой частью любого трубопровода, где необходимо перекрывать участок или полностью всю трубу. Эти элементы запорной арматуры не являются сложными по конструкции, у них длительные сроки эксплуатации (до 50 лет). Для безопасной эксплуатации трубопровода, они устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы оперативно можно было перекрыть трубу в случае аварии или ремонта.

Какой цвет наносят и почему

Маркировка не единственное условие при изготовлении и использовании задвижек. Корпус и крышка окрашивается в конкретный цвет. Он зависит от разновидности металла, используемого при изготовлении арматуры (Приложение «Е»):

1. Ковкий и высокопрочный чугун – черный.
2. Углеродистая сталь – серый.
3. Легированная сталь – синий.
4. Высоколегированная сталь, жаростойкие и жаропрочные сплавы – голубой.

Рис. 5. Покраска задвижек При покраске трубопроводной арматуры для газопроводной магистрали нужно руководствоваться ГОСТом Р 56001-2014.

При покраске задвижек для магистральных нефтепроводов нужно учитывать предписания ГОСТа Р 55020-2012.

Изменить цвет окраски завод-изготовитель вправе по требованию заказчика. Также возможна поставка неокрашенной продукции. Однако корпус и крышка каждого изделия грунтуется особым составом.

На заметку! Места маркировки задвижки нельзя заливать краской. Нанесенные знаки должны быть различимы после всех видов обработки изделия.

Виды фланцев

Фланец является соединительной частью труб, запорной и регулирующей арматуры, контрольно — измерительных устройств, входящих в состав трубопроводного сооружения.

Фланцевый тип соединения трубопроводной арматуры способствует простому доступу для техобслуживания, ремонта и замены элементов системы. Фланцы обычно имеют внутреннюю резьбу или присоединяются с помощью сварки. Для их изготовления используют различные материалы: серый и ковкий чугун, высокопрочный чугун с включением шаровидного графита, латунь, алюминий, бронзу, пластик, кованную углеродистый сплав стали или нержавейку.

Прокладка имеет форму кольца из сплава высоколегированной стали, латуни, бронзы, фторопласта, плотной резины, каучукового эластомера, эбонита и других материалов. Устанавливается между поверхностями двух фланцев, заполняя на них микроскопические раковины и сглаживая неровности. Способ её установки зависит от формы и исполнения уплотняемых поверхностей фланцев, которые могут иметь:

• шип и паз;
• выступ и впадину;

или быть:

• плоскими с соединительным выступом;
• плоскими приварными без выступа.

Фланцы с шипом и пазом

Уплотнительные поверхности у изделий этого типа должны совпадать. Один фланец изготавливается с выступающим кольцом (шип), а ответный в аналогично расположенном месте имеет проточенный паз. Соединение герметизируется прокладкой, которая должна соответствовать высоте паза или быть чуть меньше, и не превышать его ширину более чем на 1/16.

Изделия с уплотнительной поверхностью, имеющей выступ или впадину

Фланцы данного типа также совпадают. У одной детали на поверхности есть область, выходящая за пределы её плоскости (папа).

У ответного фланца в уплотнительной поверхности имеется соответствующая впадина (мама), расточенная на глубину равную или меньшую размера высоты выступающий части.

Плоская поверхность изделий с соединительным выступом

У плоских фланцев с выступом уплотнительная поверхность плоская, прокладка выступает над поверхностью болтового соединения на 1/16 или ¼. Уплотнитель имеет форму кольца и полностью утоплен в болтовое соединение.

Фланцы с плоской приварной поверхностью без выступа

Плоский приварной фланец без выступа имеет наиболее простую конструкцию, изготавливается из стали марок ВСТ3СП2 и ВСТ3СП3 листовой формы и применяется для соединения элементов трубопроводных линий на условное давление от 1 до 25 кгс/см².

Область применения запорной арматуры

Запорная арматура предназначена:

1. для трубопроводов, подводящих к жилым, бытовым и промышленным помещениям газ или воду и отводящих канализационные стоки. Это самая широкая сфера применения запорных устройств;
2. для трубопроводов, в которых проходят агрессивные вещества. Устройства для химической и нефтегазовой отрасли отчаются более высокой герметичностью и коррозийной устойчивостью;
3. бытовых сетей водоснабжения, теплоснабжения и канализации. Арматура, устанавливаемая на частных сетях, отличается небольшими размерами и простотой управления.

На трубопровод можно устанавливать только ту арматуру, которая предназначается именно для этого вида.

Разновидности

Задвижка чугунная фланцевая выпускается в различных вариантах. Устройства разделяются на виды по направленности действия — параллельные и перпендикулярные. Последний вариант является стационарным и выдвигается в перпендикулярном отношении к главному потоку. Параллельные приспособления устанавливаются с нулевым углом и не являются препятствием для потока, при условии нахождения в стандартном режиме.

Также существует разделение по конструктивным особенностям — это шиберные, шаровые и клиновидные элементы. Последние представляют собой запорную арматуру стандартного вида. Они являются достаточно эффективными, имеют блокирование перпендикулярного типа, но отличаются большим весом.

Шаровая конструкция имеет сходство с запорными бытовыми элементами аналогичного вида. Наибольшее распространение приобрели устройства ДУ 50 благодаря относительно невысокой стоимости. Задвижка фланцевая ДУ 100 обладает специальным дисковым элементом, который перекрывает трубопровод при помощи мощной пружины. Как правило, она устанавливается на нефтепроводы и газовые сети.

Классификация по методу управления:

• Ручные устройства. Управление данным видом производится вручную путем проворачивания специальной рукояти или вентиля. Несмотря на необходимость приложения заметных физических усилий, они не требуют обслуживания и редко выходят из строя.
• Электроприводная арматура. Обладает встроенным электродвигателем для управления. Блокирование системы производится автономно, после нажатия кнопки.

Технология изготовления и материалы

Для изготовления вентиля используются разные материалы:

• Латунь. Изделие из латуни отличается небольшими габаритами, малым весом, коррозионной стойкостью и большой продолжительностью срока службы. Его можно монтировать в систему как холодного, так и горячего водоснабжения из стальных и пластиковых труб. К недостатком можно отнести высокую стоимость таких изделий.
• Чугун. Вентили из чугуна имеют довольно большую массу, но надёжные, способные выдержать повышенный уровень давления, устойчивые к разному роду деформациям. Имеют невысокую цену, поэтому часто применяются для сооружения системы водоснабжения в частных и многоквартирных домах, дачных построек и гаражей.
• Сталь. У стальных изделий вместо ручки на корпусе установлено колесо, проворачивая которое можно отрегулировать уровень давления или прекратить напор движущейся среды. Они легче чугунных, имеют простую конструкцию, ремонтнопригодные, могут использоваться в системах отопления с более высокой рабочей температурой и давлением, а также в сетях где существует опасность возникновения гидроударов.

Подбор запорного клапана (вентиля)

Поскольку запорные клапаны создают высокое сопротивление потоку применяют их, чаще всего, на паро- и водопроводах. 

Выбор запорного клапана будет зависеть от следующих параметров:

• Назначение и условия работы.
• Управление: ручное, редукторное, электрическое
• Гидравлические характеристики: класс герметичности, удельный расход и прочие.
• Монтажные условия: масса и размеры, вид соединения с трубопроводом, условный диаметр прохода.
• Дополнительные требования, если имеются.

Движение потока рабочей среды относительно запорного клапана, выбирается в зависимости от давления:

• При низком давлении – движение потока над седлом 
• При высоком давлении – движение потока над золотником

В клапанах низкого давления рабочая среда протекает непосредственно над седлом. Крутящий момент при закрытии клапана будет более высоким.

В клапанах высокого давления поток рабочей среды поднимается над золотником, создавая прижимающие усилия, уменьшающие крутящий момент при закрытии затвора. При открытии золотник поднимается на расстояние 25-40% от своего полнопроходного положения.

Для чего нужна задвижка, основные плюсы и нюансы

Вид арматуры, где деталь регулировки перемещается в перпендикулярном положении, движется по направлению потока. Среди представителей данной категории, задвижка считается более актуальной.

Рис 5. Задвижка

Инструмент популярен в эксплуатации:

• Транспортной деятельности, где диаметр изделий колеблется – 15-2000мм;
• В создании водо-газоснабжения;
• В сфере обслуживания ЖКХ;
• Добыче нефти.

Распространенность использования задвижек обусловлена следующими аспектами:

• Простота в эксплуатации;
• Небольшие размеры;
• Допускается эксплуатация в различных условиях;
• В гидравлике присутствует небольшое сопротивление.

Последний аспект важен при возведении строительных магистралей. Постоянно осуществляется в среде, характеризующееся высокой скоростью.

Механизм не лишен серьезных нюансов. Специалисты при выборе необходимых инструментов и материалов, не рекомендуют использовать конструкции, где шпиндель выдвижной. Ход при затворе составляет минимум один диаметр.

Принято выделять два вида задвижек:

Полнопроходные.

Рис 6. Полнопроходная

Суженные.

Рис 7. Суженная Первый является самым распространенным. В нем полнопроходный диаметр приравнивается к значению трубопровода, на который устанавливается инструмент. Для снижения количества крутящихся моментов, задвижки используются, чтобы контролировать управление арматуры, в том числе снизить скорость изнашиваемости других составляющих частей трубопровода.

Существует несколько принципов управления задвижками:

• Вручную;
• Посредством электроприводной системы;
• Посредством пневмоприводной системы;
• Посредством гидроприводной системы.

Рассматривая сравнительные характеристики между краном и задвижкой, можно сделать вывод, что оба элемента имеют ряд схожих признаков и различий.

Пожарный запорный клапан (вентиль)

Пожарный клапан (вентиль) входит в комплект пожарного крана, который устанавливается на пожарном трубопроводе. Пожарный клапан должен быть оборудован пожарной соединительной головкой и рукавом с ручным стволом (п. 3.1 ГОСТ Р 53278-2009).

На рисунке представлен пожарный клапан в составе пожарного крана.

Пожарные запорные клапаны классифицируются по следующим признакам:

• Тип монтажа — стеновой или канальный;
• Конструкция корпуса — прямоточный, проходной, или угловой (с углом отклонения 90° или 125°);
• Материал корпуса — латунь или чугун;
• Диаметр DN — 40, 50 или 65 мм;
• Тип соединения — муфта/муфта или муфта/цапка.

Сфера применения и преимущества

Трубопроводные задвижки производятся в диапазоне диаметров от 15 до 2000 мм. Они предназначены для монтажа в системы с температурой рабочей среды до 550 градусов и давлением до 25 МПа включительно. Сфера использования задвижки непосредственно зависит от материала, из которого изготовлен ее корпус. Наиболее распространенные стальные конструкции могут применяться:

• в сфере жилищно-коммунального хозяйства для установки на трубопроводы центрального водоснабжения и отопления;
• в нефтегазовой и энергетической промышленности на транспортных магистралях;
• в производственных сферах на трубопроводах подачи парообразных, жидких и сыпучих веществ.

Также производятся задвижки в корпусах из нержавеющей стали, за счет устойчивости которой к коррозийным воздействиям они получили широкое распространение в химической и фармацевтической промышленности.

Конструктивные особенности задвижки не позволяют использовать ее в качестве регулирующей арматуры, запорный элемент всегда должен находиться в крайних положениях – “закрыто” либо “открыто”, в противном случае значительно ускорится износ уплотнительных поверхностей и, как следствие, рабочий ресурс конструкции.

Фланцевые задвижки с выдвижным шпинделем имеют следующие эксплуатационные преимущества:

• простота компоновки, надежность и ремонтопригодность;
• минимальное гидравлическое сопротивления;
• небольшая габаритная длина;
• возможность комплектации механизированными приводами гидравлического, электрического либо пневматического типа;
• простота установки и возможность быстрого демонтажа за счет фланцевого соединения.

Высота клиновой задвижки

Есть у конструкции и недостатки, основной из них – большая габаритная высота за счет шпинделя, длина которого идентична диаметру пропускного отверстия в корпусе. При открытии затвора шпиндель полностью выходит из корпуса, что требует наличия свободного пространства над трубопроводом.

Задвижка с невыдвижным шпинделем отличается от рассматриваемой нами конструкции тем, что ее шпиндель при открытии затвора совершает исключительно вращательное движение, тогда как выдвижной шток движется вращательно-поступательно. В сравнении с фиксированной арматурой конструкция с выдвижным шпинделем требует значительно меньших затрат времени на открытие.

К недостаткам задвижек также относится достаточно быстрый износ уплотнительных поверхностей на седлах и затворе за счет их постоянного трения, что требует частого планового ремонта, выполнить который без монтажа арматуры с трубопровода невозможно.

Принцип работы и особенности конструкции

Задвижки в большинстве случаев выполняются в полнопроходной конфигурации, предусматривающей одинаковое сечение пропускного отверстия корпуса по отношению к диаметру трубопровода, на который устанавливается арматура.

Клиновая задвижка двухдискового типа в разразе

Конструкция клиновой задвижки состоит из следующей элементов:

1. Корпус (стальной, чугунный либо нержавеющий).
2. Клиновидный запорный механизм.
3. Два седла, в которые затвор упирается при перекрытии пропускного отверстия.
4. Привод ручного либо механического типа.
5. Шпиндель зафиксированный ходовой гайкой, направляющей его перемещение внутри корпуса.

При активации привода шток, вращаясь вокруг своей оси внутри ходовой гайки, опускается в низ и перемещает запорный механизм, который перекрывает пропускное отверстие. Герметизации отсечения рабочей среды достигается за счет покрытия затвора и седел эластичным материалом. В зависимости от типа покрытия выделяют несколько видов арматуры, наиболее часто встречается  задвижка с обрезиненным клином и конструкции с затвором покрытым фторопластом.

Нижняя часть корпуса задвижки цельносварная, к ней винтами крепится крышка, из которой выходит шпиндель. На боковых частях корпуса расположены оборудованными фланцами присоединительные патрубки. Фланец представляет собой круглую стальную пластину, по периметру которой размещены посадочные отверстия под крепежные винты.

При монтаже арматуры на трубопровод наваривается ответный фланец, имеющий аналогичные размеры и шаг между винтами, что и фланец задвижки. Между пластинами размещается уплотнительная прокладка из резины либо паронита и фланцы стягиваются крепежами друг с другом. За счет уплотнительной прокладки обеспечивается максимальная герметичность соединения.

Устройство крана

Абсолютно любой кран в своем строении имеет 2 основных элемента:

• Неподвижную деталь, которую принято называть корпусом.
• Вращающуюся – пробку.

Типы кранов в зависимости от тела вращения:

1. Конусный.
2. Цилиндрический.
3. Шаровой.

Пробка конусного крана, судя из названия, имеет форму в виде усеченного конуса, на верху у него можно увидеть отверстие: круглое или прямоугольное. Такие краны обычно используют в отрасли газоснабжения. Они весьма популярны вследствие их низкой цены, маленького гидравлического сопротивления, простого внешнего вида.

Конусный кран

Главным недостатком данной модели является тот факт, что поворот пробки осуществляется с усилием.

Цилиндрическим краном принято регулировать систему отопления. Пробка такого крана неплотно прижимается к корпусу, вследствие чего она может перемещаться в вертикальном направлении и производить регулировку свободной высоты отверстия прямоугольной формы, находящегося в пробке.

Кран цилиндрический

Шаровой кран повсеместно используется в сантехнических системах и является очень популярным и востребованным краном. Затвором служит в данном случае шар (пробка сферической формы), по его оси имеется отверстие круглой формы, необходимое для прохода среды.

Шаровой кран