Устройство задвижек и вентилей – Типы трубопроводной арматуры и её конструктивные разновидности. Задвижки, вентили, клапаны, краны, заслонки, регуляторы и их отличия. | Трубопроводы

Трубопроводная арматура — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Арматура.

Трубопроводная арматура — устройство, устанавливаемое на трубопроводах, агрегатах, сосудах и предназначенное для управления (отключения, распределения, регулирования, сброса, смешивания, фазоразделения) потоками рабочих сред (жидкой, газообразной, газожидкостной, порошкообразной, суспензии и т. п.) путём изменения площади проходного сечения.^[1]

По функциональному назначению[править | править код]

• Запорная арматура — арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определённой герметичностью. В том числе:
  • Спускная (дренажная) арматура — запорная арматура, предназначенная для сброса рабочей среды из ёмкостей (резервуаров), систем трубопроводов.
  • Контрольная арматура — арматура, предназначенная для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру, приборы.
• Регулирующая арматура — арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода. В том числе:
  • редукционная (дроссельная) арматура — арматура, предназначенная для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счёт увеличения гидравлического сопротивления в проточной части.
  • Запорно-регулирующая арматура — арматура, совмещающая функции запорной и регулирующей арматуры.
• Защитная (отключающая, отсечная) арматура — арматура, предназначенная для защиты оборудования и трубопроводов от аварийного изменения параметров среды путём отключения обслуживаемой линии или участка. В том числе:
  • Обратная арматура — арматура, предназначенная для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды.
  • Скоростная арматура — предназначенная для автоматического предотвращения превышения скорости потока рабочей среды.
• Предохранительная арматура — арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды.
• Распределительно-смесительная арматура — арматура, предназначенная для распределения потока рабочей среды по определённым направлениям или для смешивания потоков.
• Фазоразделительная арматура — арматура, предназначенная для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях. В том числе:

По области применения[править | править код]

По принципу управления и действия[править | править код]

• Управляемая
  • С ручным приводом
  • С механическим приводом
  • Арматура под дистанционно расположенный привод (управляется механическим или ручным приводом, который устанавливается отдельно от арматуры и соединяется с ней передачей, состоящей из валов, подшипников, зубчатых колес или тросов)
• Автоматически действующая (автономная)

По конструкции присоединительных патрубков[править | править код]

По способу герметизации[править | править код]

• Сальниковая — арматура, в которой герметичность сопряжения подвижной детали с неподвижной в крышке или корпусе по отношению к внешней среде обеспечивается сальниковым устройством;
• Сильфонная — арматура, в которой герметичность подвижного сопряжения по отношению к внешней среде обеспечивается сильфоном;
• Мембранная — арматура, в которой герметичность подвижного сопряжения по отношению к внешней среде обеспечивается мембраной. В некоторых конструкциях мембрана одновременно является и затвором;
• Шланговая — арматура, в которой регулирование и отключение потока среды осуществляется пережатием эластичного шланга. Шланг обеспечивает герметичность всей внутренней полости арматуры по отношению к внешней среде.

Согласно ГОСТ:^[1]:3

• Задвижка — тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды.
• Запорный клапан (вентиль) — тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока рабочей среды. К клапанам также относят конструкции арматуры (поворотный клапан), в которых затвор в виде тарелки совершает движение по дуге.
• Кран — тип 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.
• Дисковый затвор (заслонка, поворотный затвор, герметический клапан, гермоклапан) — тип арматуры, в котором запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды.

Эксплуатационные[править | править код]

К основным эксплуатационным параметрам относятся:

Конструкционно-монтажные[править | править код]

К основным конструкционно-монтажным параметрам относятся:

• условный диаметр прохода
• строительные длина и высота
• масса
• тип присоединения к трубопроводу
• конструкция и размеры присоединительных фланцев
• число, диаметр и расположение отверстий на фланцах
• разделка под приварку к трубопроводу

Чугун[править | править код]

В арматуростроении в основном используются:

Значительно реже применяются:

• Кислотостойкий чугун
• Жаростойкий чугун
• Щелочестойкий чугун
• Антифрикционный чугун

Сталь[править | править код]

Цветные металлы и сплавы[править | править код]

Неметаллические конструкционные материалы[править | править код]

• Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — М.: ЛКИ, 2008. — 368 с.
• Арматура промышленная общего и специального назначения. Справочник в 2-х книгах. А. И. Гошко — М.: Мелго, 2007. —376 с.
• Трубопроводная арматура. Исследования. Производство. Ремонт. С. В. Сейнов — М.: Машиностроение, 2002. — 392 с.
• Справочник «Промышленное газовое оборудование» / Издание 6-е, переработанное и дополненное. Под редакцией Е. А. Карякина, — Научно-исследовательский центр промышленного газового оборудования «Газовик», 2013—170 — 326 с.
• Арматура предохранительная. Выбор, установка и расчет. Асеев О. И. — М.: Инфра-Инженерия, 2018; ISBN 978-5-9729-0220-0

Виды запорной арматуры: типы и устройство вентилей

Система современных коммуникаций немыслима без качественной арматуры. Запорная арматура предназначена для управления потоком рабочей среды, идущей по трубопроводу. На практике рабочая среда может представлять собой воду, пар, газ, нефть, агрессивные жидкости и т. д. Арматура позволяет регулировать давление среды в трубопроводе вплоть до полного перекрытия трубопровода.

Любой вид запорной арматуры изготавливается из стали, латуни, бронзы или ковкого чугуна. К основным характеристикам относятся диаметр подсоединяемого к ней трубопровода и наибольшая величина избыточного давления при температуре среды в трубопроводе 20 градусов.

Существуют различные виды запорной арматуры. К ней относятся всевозможные краны, заслонки, задвижки и вентили.

Использовать тот или иной вид можно только при его соответствии техническим условиям отдельно взятого трубопровода. К примеру, для газовых трубопроводов, водных магистралей и систем для перекачки агрессивных веществ используются абсолютно разные типы оборудования. Рассмотрим более подробно каждый из этих видов.

↑

Запорные краны

Запорные краны могут устанавливаться на любых трубопроводах. К трубам краны крепятся при помощи фланцевого или муфтового соединения. В отдельных случаях допускается приваривание патрубков кранов к трубопроводам. Все краны подразделяются на две основные группы — шаровые и пробковые.

В зависимости от состояния рабочей среды краны могут быть:

• — сальниковые муфтовые. Пробковые краны. Изготавливаются из чугуна и эксплуатируются на водных и нефтяных магистралях. Допустимая температура рабочей среды составляет не более 100 градусов. В состав внутренней начинки входит сальник, набиваемый резиной или пенькой. Кран может устанавливаться в любом положении;
• — пробковые муфтовые. Также являются чугунными. Специфика их применения — газовые трубопроводы. Температура рабочей среды не должна превышать 50 градусов. Устанавливаться могут в любом положении;
• — фланцевые шаровые краны. Изготавливаются из стали или из чугуна. Чугунные краны могут эксплуатироваться при температурах до 100 градусов. Эксплуатация стальных кранов производится в диапазоне температур — 40 + 70 градусов.

↑

Запорные заслонки

Запорная заслонка представляет собой трубопроводную арматуру, в которой запорный орган выполнен в виде диска, вращающегося вокруг своей оси. Ось диска расположена перпендикулярно или под некоторым углом к направлению движения рабочей среды. Заслонки используются преимущественно на трубопроводах большого диаметра при невысоком давлении рабочей среды. Требования к герметичности таких устройств значительно снижены.

Запорные заслонки управляются при помощи:

• гидропривода,
• электропривода
• вручную.

Корпус заслонки выполнен, как правило, из чугуна. Поворотный диск изготавливается из стали. Заслонки врезаются в трубопровод при помощи сварки или с использованием фланцевого соединения. Заслонки могут эксплуатироваться в трубах, по которым перекачиваются кислоты и щелочи, а также корродирующие стоки.

Отличие заслонок от вентилей и кранов состоит в том, что они пропускают через себя рабочую среду, содержащую твердые вещества.

Заслонки практически не требуют технического обслуживания.

↑

Запорные задвижки

Выбор запорной арматуры предполагает выбор качественных трубопроводных задвижек. Они нужны для периодического перекрытия потока рабочей среды. Материалом для изготовления задвижек служит чугун, сталь, нержавеющая сталь или сплавы цветных металлов. Выбор материала задвижки зависит от содержимого трубопровода (щелочная или кислая среда).

По принципу работы задвижки бывают:

• клиновые,
• параллельные.

Клиновые задвижки имеют затвор в виде клина. Уплотнительные поверхности такого затвора расположены под углом относительно друг друга. Шпиндель у клиновых задвижек является невыдвижным. Клин может быть упругий, жесткий или двухдисковый. Применяют задвижки на трубопроводах, по которым перекачиваются нефть, газ, вода, некоторые неагрессивные вещества.

Очень важно, чтобы рабочая среда была химически нейтральна к материалу задвижки.

На газопроводах используют клиновые задвижки с выдвижным шпинделем, изготовленным из чугуна.

Наибольшую популярность приобрели задвижки, оснащенные электроприводом. Он позволяет достаточно быстро приводить заглушку в открытое или закрытое положение, а также частично перекрывать поток. Управление электроприводом может осуществляться дистанционно, с пульта, а может включаться вручную, непосредственно на трубопроводе. За положение запорного механизма отвечают специальные датчики и индикаторы. Задвижки, оснащенные электроприводным механизмом, можно использовать на любых трубопроводах.

Врезка запорных задвижек в трубопровод производится при помощи фланцевого соединения или сварки.

↑

Устройство запорных вентилей

Устройство запорного вентиля.1. Корпус 2.Крышка 3. Золотник 4.Шток 5. Втулка 6. Ручка

Запорный вентиль является разновидностью запорной арматуры и предназначен для полного перекрытия потока рабочей среды, движущейся по трубопроводу. Он не предназначен для регулирования рабочего давления в трубопроводе. Вентиль должен находиться всегда в полностью открытом или полностью закрытом положении. Все вентили обладают небольшим ходом запорного органа, а также допускают установку в любом положении.

Запорный вентиль состоит из золотника, находящегося на опускающемся шпинделе. При закрывании вентиля золотник опускается на седло, перекрывая поток.

Запорный орган вентиля перемещается параллельно направлению потока, что немаловажно для предотвращения возможных гидроударов в трубопроводе.

Вентили могут различаться по виду герметизации, они бывают:

• сильфонные,
• диафрагмовые,
• сальниковые.

Все запорные вентили имеют соединительные патрубки, благодаря которым производится их врезка в трубопровод. Вентили, которые предназначенные для работы с высоким давлением, имеют толстые стенки, а монтируются к трубопроводам при помощи приварки. Изделия небольших размеров имеют муфтовые соединения. Вентили больших размеров могут соединяться с трубами посредством фланцевых патрубков.

↑

Эксплуатация запорных вентилей

Управление вентилями осуществляется при помощи электродвигателя или ручного маховика, в некоторых случаях применяется дистанционное управление.

Запорные муфтовые чугунные вентили используют на трубопроводах, по которым производится подача воды, воздуха или пара. При прокачке воды рабочая температура не должна превышать 50 градусов. Запорный орган такого изделия уплотняется кожаным, резиновым или фторопластовым кольцом. Прокладки используются паронитовые. Резьбовое муфтовое соединение позволяет быстро и надежно установить вентиль в систему.

Вентили муфтовые латунные запорные имеют небольшой вес и устойчиво работают в системах с высоким давлением. Латунные изделия также не боятся перепадов давления. Могут устанавливаться в любых местах трубопровода, обеспечивая полное перекрытие магистрали.

Запорные вентили с электромагнитным приводом используются на трубопроводах, по которым проходит вода или воздух. Температура потока не должна превышать 50 градусов. Корпус изготовлен из чугуна, а золотник и крышка — из стали. Управляется устройство дистанционно или вручную.

↑

Запорная арматура для агрессивных сред

Для эксплуатации на трубопроводах, по которым движутся агрессивные вещества, используется специальная запорная арматура. При этом необходимо учитывать надежность, герметичность и время непрерывной эксплуатации.

Наибольшее распространение получили вентили благодаря герметичному соединению золотника и седла, а также благодаря отсутствию трения. Латунь является материалом, устойчивым к агрессивным средам, поэтому латунные муфтовые вентили очень широко используются в подобных условиях, особенно при эксплуатации в жидкой среде.

Если температура рабочей среды достаточно высока, то используют сильфонные запорные вентили. Они могут безупречно работать при температуре до 350 градусов.

Сильфонные вентили применяют в тех случаях, когда необходимо достичь герметичности соединения и не допустить утечки в атмосферу рабочей среды. Сильфон внутри устройства герметизирует внутренности  от окружающей среды.

Поскольку запорная арматура для агрессивных сред должна иметь антикоррозийное покрытие, в некоторых случаях используются запорные фланцевые фарфоровые вентили. Корпус такого вентиля полностью изготовлен из фарфора. Роль антикоррозийного покрытия выполняет глазурь, нанесенная на поверхность корпуса.

Также могут встречаться диафрагмовые вентили, имеющие резиновое защитное покрытие. Мембрана в таких устройствах изготавливается из фторопласта, резины или ПВХ.

Помимо вентилей, для работы в агрессивных средах используются шланговые клапаны и краны. А вот задвижки обычно не используются ввиду слишком быстрого износа сальника

Запорная арматура: назначение, виды и установка

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Запорная арматура — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 сентября 2018; проверки требует 1 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 сентября 2018; проверки требует 1 правка.

Запорная арматура — вид трубопроводной арматуры, предназначенный для перекрытия потока среды. Она имеет наиболее широкое применение и составляет обычно около 80% от всего количества применяемых изделий. К запорной арматуре относят и пробно-спускную и контрольно-спускную арматуру, используемую для проверки уровня жидкой среды в ёмкостях, отбора проб, выпуска воздуха из верхних полостей, дренажа и т.д.

К запорной арматуре относят:

Требования к маркировке и документации[править | править код]

Запорная арматура должна иметь следующую маркировку:^[1]

Арматура с условным проходом более 20 мм, изготовленная из легированной стали или цветных металлов, должна иметь паспорт установленной формы, в котором должны быть указаны данные по химсоставу, механическим свойствам, режимам термообработки и результатам контроля качества изготовления неразрушающими методами.

1. ↑ ПБ 03-576-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением

• Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д.Ф.Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
• Арматура промышленная общего и специального назначения. Справочник. А. И. Гошко — М.: Мелго, 2007.