Запорная арматура является неотъемлемой частью трубопроводных систем различного назначения. Она необходима для перекрытия потока рабочей среды. Функциональные элементы арматуры дают возможность плавного изменения параметров с фиксацией площади просвета от положения «открыто» до позиции «закрыто» с определенной степенью герметичности. Элементы запорной арматуры используются в инженерных системах общетехнического назначения и для работы в специальных условиях.
Основными сферами применения являются предприятия жилищно-коммунального комплекса, энергосистемы, химическая, пищевая промышленность, сельское хозяйство, горнодобывающая, металлургическая, другие структуры.
В производстве запорной арматуры используются следующие материалы:
- углеродистые и коррозионностойкие стали;
- чугун;
- титан;
- цветные сплавы (латунь, бронза).
Виды запорной арматуры
Запорные устройства, перекрывающие поток рабочего вещества в трубе, классифицируются по способу остановки потока.
- Задвижка. Ее запирающий элемент движется перпендикулярно потоку рабочей среды.
- Вентиль. Ее запирающий элемент перемещается вдоль движения потока рабочей среды.
- Шаровый кран. Ее запирающий элемент поворачивается вокруг оси устройства перпендикулярно потоку рабочей среды.
Задвижки
Изделия данного типа используются на технологических линиях и в транспортных трубопроводах промышленного назначения. Задвижка изготавливается в следующих исполнениях:
- с ручным управлением;
- с электроприводом в стандартном и взрывоопасном исполнении;
- с гидроприводом.
На запорной арматуре большого диаметра при ручном управлении устанавливается редуктор с червячной, конической или цилиндрической передачей для уменьшения усилия на маховик. Если шпиндель задвижки расположен горизонтально, электропривод монтируют на опоре, червяк и роликоподшипник густо смазывают маслом.
Основные характеристики:
- условное давление, Р, МПа (кгс/кв. см): 0,16 (1,6) – 25,0 (250);
- диаметр условного прохода, D, мм: 50–2000;
- температура рабочей среды, К (°С): +213 (-60) − +838 (+565).
Классификация задвижек
По конструкции шпинделя запорной арматуры различают задвижки:
- с невыдвижным (вращаемым) шпинделем. При открытии и закрытии элемент совершает только вращательные движения, резьба контактирует с рабочим потоком;
- с выдвижным шпинделем. Запорный элемент движется поступательно, гайка и ходовая резьба вынесены из полости задвижки.
По конструкции затвора:
- клиновые задвижки. Уплотнительные кольца в конструкции расположены под углом. Арматура может иметь цельный упругий или жесткий клин либо двухдисковый составной запирающий элемент;
- параллельные задвижки (шиберные). Уплотнительные кольца расположены параллельно друг другу. Затвор запорного устройства может выполняться в форме листа или диска либо в виде двух дисков с распорным клином или пружиной. Параллельные задвижки чаще всего отливаются из чугуна, используются в системах транспорта газа и воды. Модели с выдвижным шпинделем монтируются на трубы с диаметром не менее 50 мм.
Особенности задвижек
Арматура имеет простую конструкцию, характеризуется неприхотливостью в эксплуатации, высокой степенью ремонтопригодности. Функционирует в позициях «открыто» и «закрыто». При частой фиксации затвора в промежуточном положении возникает вибрация, что приводит к разрушению задвижки.
Вентили
Вентилем называется устройство, в котором движение запирающего элемента производится посредством ходовой гайки и шпинделя (резьбовой пары). Арматура обладает свойством самоторможения, поэтому запорный орган можно оставлять в любом промежуточном положении.
Основные характеристики вентилей:
- материал основных деталей − серый чугун марки не ниже СЧ18–36;
- диаметр условного прохода, D (мм): 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200;
- тип присоединения к трубопроводу: фланцевое или муфтовое;
- материал уплотнений затвора: фторопласт-4, кислотощелочестойкая резина средней твердости;
- рабочая среда: пар, вода;
- максимальная температура в трубопроводе, К (°С) − 489 (225).
Классификация вентилей
По конструкции корпуса:
- проходные. Вентили такого типа монтируются на прямолинейных участках трубопровода, где не допускается уменьшение потока рабочей среды. Проходная арматура имеет большой вес и высокое гидравлическое сопротивление;
- прямоточные. Патрубки такого запорного вентиля расположены противоположно друг другу. Корпус более компактный, но длинный и тяжелый. Гидравлическое сопротивление ниже, чем у проходных моделей;
- смесительные трехходовые. Такие запорные вентили могут иметь три или четыре присоединительных патрубка. Устройства используются для соединения нескольких потоков с разными рабочими средами: газообразными и жидкими. Смесительные вентили используют для стабилизации рабочей температуры, процесса разжижения, дозирования реагентов и т. д.;
- угловые. Запорные вентили этого типа имеют перпендикулярно расположенные присоединительные патрубки, монтируются в местах поворота магистрали.
По типу регулирующего элемента:
- односедельные. Клапан выполнен в виде иглы с переменным по длине сечением. Запирающий элемент может крепиться к шпинделю или быть с ним одним целым. Клапан монтируется в корпусе посредством резьбы, но не обеспечивает герметичность при закрывании. Вентиль подходит для работы в системах с небольшим потоком газа;
- двухседельные. Такие вентили разгружают шток по оси при разности давлений на входе и выходе. Слабый подъем регулирующего элемента не обеспечивает достаточную плотность запирания.
По степени герметизации:
- сальниковые. Они имеют простую конструкцию, невысокую стоимость. Устройство такого вентиля предусматривает возможность смены сальника или донабивки;
- сильфонные. Предназначаются для работы с опасными (токсическими, взрывоопасными) веществами, когда утечка недопустима. Уплотнение отличается высокой надежностью, но не подлежит ремонту.
Особенности вентилей
Вентиль имеет достаточно простую конструкцию, характеризуется надежностью и удобством в использовании. Недостаток такой запорной арматуры – высокое гидросопротивление, которое приводит к образованию застойных зон.
Стандартизация запорной арматуры
Основные параметры всех типов запорной арматуры регламентированы ГОСТом, поэтому при изготовлении на корпусы устройств наносят соответствующую маркировку. Цифровое и/или буквенное обозначение может содержать информацию о заводе изготовителе, материале изделия, диаметре условного прохода, допустимых рабочих параметрах и т. д. Маркировка ускоряет процесс выбора, а стандартизация размеров упрощает монтаж.