Соединение полиэтиленовых труб со стальными

Фланцевый узел соединения полиэтиленовых труб со стальными трубами

Всем известен простой узел соединения полиэтиленовых труб со стальными с помощью фланцев.

В данной статье, я хотела бы обратить внимание, на диаметр соединительных элементов.

Был у меня проект по наружным сетям водоснабжения с большим диаметром трубопровода. И я не задумываясь заложила все фланцы по условному диаметру. Спустя время, мне пришло со стройки замечание от монтажников, о невозможности соединения трубопроводов согласно моему узлу. Я решила детально прочертить узел, и действительно обнаружила, что для трубопроводов большого диаметра фланце необходимо более внимательно подбирать и внимательно смотреть на размеры.

Рассмотрим для начало стандартный узел соединения, который актуален для небольших диаметров трубопроводов (до 160мм).

Для примера предлагаю посмотреть узел для полиэтиленовой трубы диаметром 160мм. Данный диаметр наиболее часто встречается в проектах.

Фланцевый узел соединения полиэтиленовой трубы диаметром 160мм со стальной трубой диаметром 159х5мм.

Согласно чертежа, соединение состоит:

• из стального приварного фланца диаметром Ду150мм (со стороны стальной трубы);
• втулки под фланец диаметром 160мм (со стороны полиэтиленовой трубы);
• свободного стального прижимного фланца (для соединения обоих фланцев)

Фланцевый узел соединения полиэтиленовой трубы диаметром 450мм со стальной трубой диаметром 500мм.

При соединении полиэтиленовой трубы диаметром Дн=450мм (Ду=400мм) со стальной с помощью стандартного соединения: фланец-втулка-фланец, мы получим стальную трубу диаметром Ду=500мм.

Согласно чертежа, соединение состоит:

• из стального приварного фланца диаметром Ду500мм (со стороны стальной трубы);
• втулки под фланец диаметром 450мм (со стороны полиэтиленовой трубы);
• свободного стального прижимного фланца (для соединения обоих фланцев)

Фланцевый узел соединения полиэтиленовой трубы диаметром 450мм со стальной трубой диаметром 400мм.

При соединении полиэтиленовой трубы диаметром Дн=450мм (Ду=400мм) со стальной Ду=400мм с помощью соединения: фланец-втулка-фланец-переход .

Фланцевый узел соединения полиэтиленовой трубы диаметром 450мм со стальной трубой диаметром 350мм (300мм).

При использование полиэтиленового перехода. Можно соединить полиэтиленовую трубы диаметром 450мм со стальной трубой диаметром 350мм или 300мм (и другими более маленькими диаметрами).

Для других диаметров трубопроводов спецификацию соединительных элементов смотреть в таблице:

Типы присоединения трубопроводной арматуры

Осуществляя выбор арматуры для трубопровода, перед мастером возникает вопрос того, какой тип соединения к системе выбрать. Стоит отметить, что чаще всего система трубопровода, которая уже установлена, сама говорит про тип соединения. При этом, если же идет речь про вопрос проектирования подобной системы, то следует владеть информацией про типы соединений, которые может иметь трубопроводная арматура. Ознакомившись с материалом, который будет изложен ниже, вы сможете более подробней знать про разновидности соединений, которые может иметь трубопроводная арматура. Кроме того, будет изложена информация про преимущества и недостатки отдельно взятых соединений. Материал позволит значительно проще ориентироваться, в том случае если вы столкнулись с решением данного вопроса на практике.

Cтоит отметить, что ниже будет рассмотрена основная информация про распространенные виды соединений трубопровода, рассказано про их особенности, характеристики, преимущества и недостатки. Таким образом, ознакомившись с изложенной информации, читатель сможет определить, какой тип соединения трубопроводной арматуры подходит для решения поставленных перед ним задач лучше всего.

Фланцевое соединение: основная информация

Под соединением фланцевого типа понимают то, которое состоит из двух металлических пластин, которые прилегают одна к другой. Стоит отметить, что в пластинах установлены соединения, посредством которых проходят шпильки и болты. Они затягиваются гайками с другой стороны, прижимая фланцы одна и другой. Для обеспечения большей степени надежности и герметичности соединения, на подобных пластинах есть выступы и пазы. В свою очередь между пластинами металлического типа также происходит и установка прокладок. Как правило, пластины данного вида выполняются в округлой форме. Реже, можно встретить варианты, имеющие форму квадрата, прямоугольника и треугольника. При этом, стоимость их производства является несколько большей. Используются также и такие варианты фланцев, которые требуют ограничений пространства. Они используются на трубопроводах промышленного назначения.

Фланцевое соединение имеет такое название от слова «flansch», которое означает тоже самое, что и в русском языке. Это обыкновенная металлическая пластина, которая оснащена специальными отверстиями.

Важно отметить, что говоря про трубопроводную арматуру, то данный вид соединения является одним из самых распространенных. С целью производства фланцев используется чугун, который является ковким и серым. Также применяется и сталь. Стоит отметить, то использование серого чугуна становится одним из самых дорогостоящих решений, но при этом, ковкий чугун, аще всего, позволяет выдержать значительно большее давление, а также спектр температурных решений. Более дорогостоящим и стойким решением являются литые фланцы, которые произведены из стали. Но при этом сталь в большей степени подвергается пластическим деформациям. Она более хрупкая, но при этом, позволяет отлично держать форму чугуна.

Фланцевое соединение имеет следующие преимущества для применения:

1. Высокие показатели прочности и надежности.
2. Возможность выдержать высокое давление.
3. Отличная степень герметичности, зависящая от применяемых уплотнителей.
4. Возможность осуществлять многократную установку и демонтаж.

При этом, фланцевое соединение имеет и определенные недостатки. В частности, в данном случае идет речь про:

1. Большую массу, по причине достаточно больших габаритных размеров.
2. Большой расход металла и трудоемкость производственного процесса, и следовательно стоимости установки.

Нельзя не отметить и то, что недостатком является необходимость регулярно подтягивать болты, прижимающие фланцы. Это необходимо для обеспечения должного уровня герметичности. Особенно это важно в тех системах, в которых труба подвергается регулярной вибрации или скачкам температуры.

Резьбовое, муфтовое соединение: основная информация

Резьбовое, муфтовое соединение является одним из достаточно распространенных видов. При этом, отличительной особенностью данной разновидности приспособлений является то, что оно ориентировано на трубопроводные системы, имеющие небольшой диаметр. Давление в трубе также должно быть малым. Суть этот способа соединения достаточно простая. В данном случае одна труба накручивается на другую и таким образом, происходит их надежное соединение. Процесс нарезки резьбы на трубе осуществляется при помощи специализированных инструментов.

Резьбовое, муфтовое соединение может иметь разные варианты исполнения. К примеру, резьба может быть одинаковой со всех сторон. Отметим, что стандарты резьбы регулируются соответствующими ГОСТами. Это необходимо учитывать при выборе.

Для того чтобы достигнуть показателей герметичности резьбы, в них применяются дополнительные уплотнители. В данном случае идет речь про специальные ленты ФУ, льняную нить, а также слой густой смазки. Они наносятся с внешней стороны резьбового соединения.

Штуцерное соединение: основная информация

Данная разновидность присоединения используется на кранах, размеры которых являются очень маленькими. В случае выполнения присоединения арматура может быть подтянута к резьбе на трубе при помощи гайки накидного типа. Она используется для труб, имеющих узкое предназначение, к примеру, лабораторных. Кроме того, данный тип присоединения применяется с целью установки в трубопроводы разных устройств измерительного типа.

Используя штуцерное соединение арматуры, используемой в трубопроводе, можно выделить:

1. Доступную стоимость.
2. Отсутствие дополнительных деталей, которые предназначены для установки.
3. Простота выполнения монтажа.

Существуют в данном случае также и недостатки. В частности, под ними понимают

1. Невозможность использовать штуцерное соединение на трубах высокого давления.
2. Сложность накрутки арматуры на резьбу, при использовании на трубах с большим диаметром.

Соединение приварного типа: основная информация

При выполнении установки трубы, достаточно часто встречается, что на ее концах отсутствуют какие-либо дополнения, позволяющие выполнить соединение. В данном случае, присоединить одну трубу к другой можно путем выполнения сварочных работ. Считается, что при верно выполненных работах, данный тип соединения будет одним из самых надежных и герметичных. Верное выполнение соединения, позволяет получить полностью структурное соответствие материалов. Осуществив приваривание задвижки или крана к трубе, человеку не придется осуществлять подтягивание болтов, к примеру, как это производится в соединении фланцевого типа. Кроме всего прочего, цена и масса подобной арматуры будет вполне доступной.

Данная разновидность соединения достаточно часто используется на системах трубопроводов, через которые осуществляется транспортировка жидкостей и газов, являющихся опасными для организма человека. Для того чтобы устранить вероятность даже малейшей утечки, обеспечиваются максимальные показатели герметичности. Самое главное в реализации данного вопроса это верное выполнение работ мастером. В частности, перед сварочными работами, концы трубы подготавливаются.

Среди преимуществ данного вида соединений выделяют:

1. Обеспечение полной герметичности.
2. Доступная цена.
3. Небольшая масса.
4. Небольшие размеры соединения.

Имеются также и недостатки, среди них можно назвать:

1. Работы должны производиться квалифицированными специалистами.
2. Процесс демонтажа соединения очень сложный.

Быстросъемное кламповое соединение: основная информация

Данный тип присоединения, принято считать одним из самых современных. Чаще всего, его используют в промышленной сфере. В частности, можно встретить соединения труб, которые используются для обеспечения функционирования предприятий, работающих в таких областях как:

1. Пищевая промышленность.
2. Производство лекарственных препаратов.
3. Выпуск стерильных изделий.

Все дело в том, что данный тип соединения труб позволяет на регулярной основе осуществлять снятие и чистоту, а также дезинфекцию оборудования.

Соединение данного вида состоит из двух штуцеров, хомута и уплотнителя. В данном случае, хомут прижимает два штуцера к уплотнителю, что в результате позволяет обеспечить герметичность соединения.

Иные способы исполнения соединений

Необходимо отметить, то существуют также и иные способы осуществления соединения трубы. В данном случае может применяться соединение цапкового типа. Оно характеризуется высокими показателями герметичности и обеспечивается благодаря специализированным уплотнительным прокладкам. Данный вид соединения предназначен для трубопроводов, имеющих малый диаметр под высоким давлением.

Соединение дюритового типа. Под ним понимают использование муфт из обрезиненной ткани, которые имеют цилиндрическую форму. Они надеваются на выступы и могут удерживаться при помощи хомутов. Использование данного вида присоединения труб подходит для тех труб, которые подвергаются процессу вибрации.

Кроме того, для выполнения соединения труб может использовать метод пайки. В данном случае этот способ подходит для тех труб, которые имеют низкую температуру плавления.

Отметим, что независимо от выбранного типа соединения, работы должны выполняться квалифицированными специалистами, имеющими опыт работы. Только в таком случае можно утверждать, что в процессе эксплуатации, трубопровод не будет иметь проблем.

Что такое трубопроводная арматура?

Ни одна труба на земле не может работать без арматуры. И речь не о каркасе для усиления бетона в ответственных конструкциях. Речь об устройстве, «на плечах» которого лежит управление потоками рабочей среды. Что такое трубопроводная арматура? Какая она бывает, и куда ее устанавливают? Обо всем по порядку.

Классификация

Трубопроводный транспорт – лидер, среди остальных колесных и без колесных транспортных средств, по перевозке грузов. Развернутая длина всех российских магистралей составляет более 250 тысяч километров.

Для управления таким народным достоянием нужны специальные технические средства, коими и является трубопроводная арматура. Она бывает 3 видов:

• сантехническая;
• промышленная;
• лабораторная.

Рабочая среда – жидкость, газ, пульпа или другое вещество, текущее по трубе.

К лабораторной арматуре относятся устройства, которые работают в ограниченных условиях без воздействия давления и высокой температуры. Всяческие бобышки, трубки, защитные оправы, нужные для выполнения точных замеров, отбора проб и других лабораторных манипуляций.

К промышленной арматуре относятся устройства, которые управляют рабочей средой. Под управлением понимается:

• остановка;
• перенаправление;
• регулировка.

Регулировка среды в трубе подразумевает контроль и изменение (при необходимости) основных ее параметров (давление, температура).

Арматура делится на общепромышленную и специальную. Для каждой отрасли выпускается своя, особая трубопроводная арматура, с определенными параметрами и конструкцией. Такие устройства нужны:

• коммунальщикам;
• газовикам;
• нефтяникам;
• топливникам;
• химикам;
• судостроителям.

По «просьбам всех нуждающихся», заводы арматуростроения выпускают специфическую продукцию, выполняющую конкретную задачу.

Применение

Трубопроводная арматура используется в магистралях, котлах, емкостях и других устройствах промышленного назначения. Нужна для регулировки/управления жидкими и газообразными средами, такими как:

• горячая/холодная вода (пресная и соленая);
• водяной пар;
• нефтепродукты;
• дизельное топливо, бензин;
• натуральные и синтетические масла;
• природный и сопутствующий газы;
• вещества химической промышленности;
• шламы и пульпы.

Для каждой отрасли народного хозяйства, выпускаются специфические устройства, имеющие индивидуальные эксплуатационные и технические параметры. К примеру, для судостроения применяется арматура, имеющая относительно компактные габаритные размеры, обусловленные стесненными условиями. А вот для химической промышленности основной фактор – работа устройства в агрессивных средах.

Виды промышленной арматуры

Видовая классификация нужна для четкого разграничения характера работы и выполняемых функций. В соответствии с этим, различают следующие подгруппы трубопроводной арматуры.

1. Запорная (на рисунке А). Полностью отключает поток газа или жидкости. Ставится на границах участков трубопровода, перед емкостями, котлами и другими агрегатами.

2. Обратная (Б). Не дает веществу течь в другую сторону. Защищает агрегаты, насосы и станции от неблагоприятных последствий обратного тока.

3. Предохранительная (В). Защищает агрегаты и узлы, работающие под давлением. Не допускает превышения основных параметров рабочей среды, сбрасывая излишки в окружающую среду.

4. Регулирующая (Г). Служит для регулировки основных параметров, изменяя скорость подачи, напор, давление посредством изменения расхода.

5. Отключающая (Д). Перекрывает поток вещества при превышении основных параметров.

Также существуют комбинированные модели трубопроводной арматуры, которые совмещают сразу несколько функций.

Рис.2 Виды промышленной арматуры

По принципу воздействия на рабочий орган, который выполняет ту, или иную функцию регулировки, арматура бывает управляемой и автономной.

Автономность в общем понимании – характеристика системы, поведение которой не зависит от внешних факторов, а определяется ее внутренними основаниями. Применительно к арматуре – автоматическое действие от рабочей среды.

К автономной арматуре относится:

• обратная;
• предохранительная;
• отключающая.

К управляемой – запорная и регулирующая. Последняя может предусматривать и автоматическое срабатывание от вещества. Для этого в ней устанавливается чувствительный датчик, который «решает» когда нужно вмешаться.

По объему поставляемых устройств на предприятия, в ведении которых находятся трубопроводные системы и магистрали, 1 и 2 место занимают запорная и обратная арматура. По конструкции эти виды являются самыми простыми и надежными.

Привод

Трубопроводная арматура выпускается с 3 типами приводных механизмов:

• ручным;
• механическим;
• дистанционным.

Ручной привод выполняется в виде штурвала, рукоятки или вентиля, и зависит от типа и размера устройства. Для управления такой арматурой необходимо непосредственное участие человека.

Механический привод представлен редуктором, работающим от непосредственного воздействия персонала, а также автоматическим устройством, действующим от управляющей среды.

Управляющая среда – энергия, которая воздействует на привод, приводящий затвор в движение.

Затвор – основная деталь арматуры, непосредственно с помощью, которой устройство выполняет свое назначение.

Дистанционный привод бывает 2 типов.

1. Ручной – затвор перемещается при помощи воздействия человека на привод, расположенный удаленно от арматуры. Соединения привода с устройством в этом случае происходит посредством передачи (цепи/тросы, валы, подшипники, шестерни).

2. Автоматический. В системе присутствует командная среда, которая передается из единого диспетчерского пункта на автоматическое устройство, установленное на арматуре.

Командная среда – сигнал, приводящий в действие автоматический привод.

Познакомимся с каждым типом приводов предметно.

Ручной

При комплектации трубопроводной арматуры ручным приводным механизмом, затвор приводится в движение с помощью штурвала (маховика).

Рис.3 Варианты исполнения ручного привода

На рисунке 3 видно, что конструкции ручных механизмов отличаются. К примеру, на задвижке установлен массивный штурвал, с помощью которого можно перевести затвор в нижнее или верхнее положение, приведя в движение гайку и шпиндель. На кране и дисковом затворе имеются рукоятки, воздействуя на которые, их запорные органы перекрываются.

Выбор типа привода зависит от габаритов арматуры, принципа передачи усилия от рукоятки и характера движения затвора. На задвижке передача усилия происходит через резьбовое соединение гайки и шпинделя, а запорный орган движется перпендикулярно потоку рабочей среды от штурвала.

А вот на кране и затворе усилие передается непосредственно от рукоятки. Запорные органы здесь расположены по-другому:

• у крана затвор шаровидной формы расположен в протоке и вращается вокруг своей оси;
• у дискового затвора диск тоже находится в протоке и вращается вокруг своей оси, перпендикулярной потоку среды.

Чем больше диаметр проходной части арматуры, тем больше гидравлическое сопротивление, оказываемое на затвор. Отсюда вытекает необходимое усилие, которое надо приложить человеку, чтобы перекрыть трубу. При больших показателях гидравлического сопротивления, перевести затвор в положение «закрыто» ручным приводом очень трудно.

Механический

Приводы данного типа бывают с исполнительным механизмом в виде понижающего передачу редуктора и автоматического устройства.

Рис. 4 Варианты исполнения механического привода

Кроме изображенных на рисунке 4 типов механических приводов, существуют электромагнитные и гидроприводы.

Механический редуктор играет роль понижающего обороты устройства. Достоинством данного вида является возможность работать на арматуре большого диаметра без затрат на управляющую среду (энергия). Но есть и недостаток: за счет облегчения требуемой нагрузки на штурвал, возрастает количество оборотов для полного перекрытия потока. А это влечет за собой потери времени.

Принцип работы электропривода аналогичен механическому редуктору, за исключением наличия двигателя. Он воздействует на шпиндель, открывая и закрывая затвор за считаные секунды. Для снижения требуемой мощности электродвигателя, дополнительно устанавливается понижающий редуктор. Но так как на стандартном 220 В аппарате, со стандартной частотой тока в 50 ГЦ количество оборотов на валу достигает 3000, понижающий редуктор здесь необходим.

Принцип действия пневматического и гидроприводов похож, за исключением управляющей среды. В первом случае шток приводится в движение за счет давления воздуха, во втором – воды.

Шток – подвижная деталь без резьбы, передающая усилие от привода на затвор.

Установка пневматического и гидроприводов осуществляется на отсечную арматуру, от которой требуется моментальное срабатывание.

Дистанционный

Этот тип привода необходим для ускорения работы магистрали, а также при установке арматуры в местах, получить быстрый доступ к которым невозможно.

При обслуживании многотысячных километражей нефте-газопроводов, проходящих через «реки и океаны», установка дистанционного привода – вынужденная необходимость.

Рис. 5 Дистанционный привод

На рисунке 5 слева изображена схема ручного дистанционного привода. При помощи маховика (1), оператор передает крутящий момент на цепную передачу (4). Через систему цепей (валов) и поворотных редукторов (3), крутящий момент передается на штурвал арматуры (5), который, в свою очередь, сообщает движение затвору, перекрывая поток.

Такая система применяется в случаях установки трубопроводной арматуры в стесненных местах (технологические люки, загроможденные трубами отсеки, производственные помещения и др.)

На рисунке справа изображен пульт управления арматурой. Распоряжение приводом в этом случае осуществляется удаленно, из кабинета диспетчера. На пульт выведены кнопки открытия/закрытия затвора, лампочки сигнализации неисправности.

Дополнительно установлены блокировочные рукоятки, при включении которых управление приводом кнопками открытия/закрытия невозможно. Эта мера безопасности используется при проведении работ на магистрали, которые сопровождаются разгерметизацией системы. Рукоятка блокировки исключает человеческий фактор, который зачастую является причиной аварий на производстве.

Автономные приводы

Приводные механизмы такого типа применяются на отсечной, обратной, защитной и предохранительной арматуре. Автономный привод может быть исполнен в виде:

• пружины двустворчатого диска;
• разрывной мембраны;
• пружины затвора и др.

Принцип действия автономного привода такой: при достижении определенных параметров рабочей среды и под ее воздействием, арматура автоматически срабатывает. Например:

• при изменении направления потока в трубе, двустворчатый диск закрывает поток;
• при повышении давления до критической отметки разрывается мембрана;
• при увеличении скорости потока или давления, отводится пружина затвора.

Действие данного привода происходит от воздействия среды на рабочий орган арматуры без человеческого или иного (энергия) вмешательства.

Типы арматуры

Проще всего понять, что такое трубопроводная арматура, ознакомившись с ее типами. А вот такие трубопроводные изделия используются на современных магистралях:

• задвижки (бывают с выдвижным и невыдвижным шпинделем);
• клапаны (вентили);
• дисковые затворы;
• обратные клапаны;
• краны (шаровые, конусные);
• заслонки;
• конденсатоотводчики.

Каждый тип имеет индивидуальную конструкцию, типоразмер, принцип действия, привод, способ герметизации, и другие особенности.

Рис. 6 Типы арматуры

Материал корпусных деталей и запорных органов зависит от рабочей среды (ее основных параметров), для которой предназначен тот или иной тип арматуры.

Тип затвора

Различают несколько типов затворов:

• лист;
• диск;
• клин;
• тарелка;
• упругая мембрана;
• шланговый клапан

Первые 3 типа затворов устанавливаются на задвижках. Вне зависимости от вида затвора, его перемещение происходит перпендикулярно току среды. Для обеспечения определенной степени герметичности, уплотнительные поверхности задвижки изготавливаются из разных материалов.

Уплотнительная поверхность – контактная часть диска (клина) и кольца корпуса, которая обеспечивает заданную степень герметичности.

Герметичность – свойство арматуры препятствовать распространению среды в разделяемых патрубках (полостях).

Рис. 7 Клиновой затвор

Задвижка, имеющая листовой затвор, называется шиберная.

Клин от диска отличается взаимным расположением уплотнителя. Соответственно, у клина они расположены под углом друг к другу, а у диска – параллельно.

Конструкция клинового затвора может быть:

• жесткая;
• упругая;
• составная.

При жестком исполнении, клин плотно входит в предусмотренное седло корпуса.

Седло – выемка в нижней части корпуса задвижки, в которой установлены уплотнительные кольца, которые могут быть литыми или запрессованными с натягом.

Упругая конструкция позволяет дискам взаимно устанавливаться в седло. Если в затворе присутствуют неточности обработки уплотнителей, упругая сердцевина позволяет сгладить этот недостаток.

Аналогичным образом работает составной клин, выполненный из двух дисков. Подвижность упругой и составной конструкции снижает качественные требования обработки (шабрения) уплотнительных поверхностей.

Шабрение – процесс обработки уплотнительных поверхностей, для придания им точной взаимной геометрии.

Для особо ответственных трубопроводов, транспортирующих опасные химические вещества, проводят прецизионную электромеханическую обработку уплотнителей. Такие затворы имеют высокий класс герметичности.

Тарельчатый

Такой тип затворов устанавливается на клапанах (вентилях). В отличие от запорного органа задвижки, тарельчатый затвор перемещается параллельно току среды.

Тарельчатый затвор долговечнее, нежели клиновый. Дело в характере движения. Если в задвижке клин перемещается по уплотнительным поверхностям колец в корпусе, то у тарелки это движение отсутствует. Из-за отсутствия трения уплотнителей, тарельчатый затвор дольше сохраняет свои геометрические параметры и заявленный класс герметичности.

Рис.8 Тарельчатый затвор

Клапаны используют для трубопроводов сравнительно небольшого диаметра (до 250-300 мм). Это обусловлено большим, нежели у задвижки, гидравлическим сопротивлением на тарелку.

Мембранный и шланговый

Мембранный клапан представляет конструкцию, запорный орган которой сделан из упругой резины, усиленной металлическими пластинами или другим упругим материалом.

Шланговый затвор выполнен вставками в проходное отверстие армированной резиновой трубки, с высокой степенью упругости. Перекрытие тока происходит за счет сжимания этой трубки посредством внешнего механического воздействия.

Мембранная и шланговая арматура используется на трубопроводах химической промышленности. Эластичная резина выполнена из агрессивно стойких материалов.

Клапаны используют для трубопроводов сравнительно небольшого диаметра (до 250-300 мм). Это обусловлено большим, нежели у задвижки, гидравлическим сопротивлением на тарелку.

Кроме перечисленных типов затворов существуют также шаровые, конусные и цилиндрические.

Класс герметичности арматуры

Этот параметр определяется после изготовления каждого конкретного устройства, опытным путем на специальном оборудовании. Регламентируется эта процедура ГОСТом 9544.

В соответствии с нормативом, затворы классифицируются по классам от А (без утечек) до G. Устройства, предназначенные для эксплуатации на ответственных объектах, соответствует классам А, АА, В, С.

Таблица 1 Нормы герметичности

Q – обозначает количество утечки (объем, измеряемый в кубических мм за секунду).

Конструктивные особенности

К основным конструктивным особенностям трубопроводной арматуры относятся:

• конструкция корпуса;
• конструкция патрубков;
• формообразование корпуса.

Разберем каждый параметр подробно.

Конструкция корпуса

Трубопроводная арматура может выполнять функцию поворота магистрали. Для этого выпускаются устройства с угловым расположением патрубков. Стандартный угол составляет 90 0 . Для каждого индивидуального предприятия, по его заказу, заводы изготавливают нестандартные углы поворота.

Обыкновенная, прямолинейная арматура называется проходной. В таком устройстве центры присоединительных патрубков находятся на одной линии.

По диаметру протока арматура может быть полнопроходной и неполнопроходной. Например, если в паспорте указан диаметр условного прохода 300мм, то для неполнопроходного устройства внутренний диаметр будет равен 250мм. Для полнопроходной внутренний диаметр, соответственно, равняется 300мм.

Под внутренним диаметром понимается размер проходного сечения седел корпуса.

Не во всех полнопроходных устройствах внутренний диаметр равен заявленным параметрам в паспорте. К примеру, для задвижки, диаметром условного прохода 350мм, размер проходного сечения может быть равен от 331мм до 350мм. Такие параметры полнопроходных задвижек регламентируются стандартами арматуростроения. Данный диапазон сечения находится в допуске.

Конструкция патрубков

Патрубками называются входное и выходное отверстие арматуры. Для герметичного присоединения устройства к трубопроводу, способ крепления должен отвечать стандартам.

А вот какими способами патрубки соединяются с трубопроводом.

1. Фланец. Имеет форму диска с проточками и отверстиями для крепления болтами.

2. Цапковая гайка. Имеет внутреннюю резьбу с одной стороны, а с другой, отверстие под внутренний штуцер с клыками.

3. Муфта. Имеет внутреннюю резьбу на каждом патрубке.

4. Штуцер. Обыкновенная гладкая или ребристая трубка меньшего диаметра, нежели проходное отверстие.

5. Соединение под приварку. Патрубок имеет специальную разделку кромки для выполнения сварочных работ.

На промышленных трубопроводах самым распространенным способом крепления является соединение фланцем и под приварку. Эти два типа крепления выдерживают самые большие нагрузки, имеют отличные показатели герметичности, надежности и долговечности.

Штуцер используют для присоединения шлангов к вентилям. Для улучшения герметичности соединения используется хомут.

Муфты чаще всего встречаются на сантехнической арматуре. А вот цапковый способ имеет ограниченную сферу применения. Его устанавливают на пожарные гидранты, краны и рукава.

Формообразование

По способу формообразования корпуса, арматура бывает:

• литая (детали изготовлены методом литья в формы);
• литосварная (отлитые детали соединяются методом сварки);
• штампосварная (штампованные части корпуса сварены между собой);
• литоштампосварная.

Для соединения корпусных деталей арматуры применяется электродуговая сварка. На технологических линиях заводов-изготовителей устанавливаются специальные станки, снабженные компьютерным управлением (ЧПУ).

Штамповка корпусных деталей происходит под мощными прессами. Для этого разогретую болванку помещают в форму. Под воздействием нагрузки от пресса, болванка получает требуемые параметры.

Выбор того или иного способа формообразования зависит от марки металла.

Металл для корпусных деталей

Трубопроводная арматура изготавливается из:

• чугуна;
• стали;
• латуни;
• алюминия;
• никеля;
• титана.

Арматуру, применяемую в трубопроводах коммунальных систем, обычно делают из чугуна GGG40 или 50. Это серый шаровидный чугун. Кроме этого сплава в арматуростроении применяются ковкие и высокопрочные чугуны. Различные добавки в сплав обеспечивают арматуре:

• жаростойкость;
• кислотоупорность;
• щелочестойкость;
• и антифрикционные свойства.

Из чугуна делают отливки корпусов, штурвалов и затворов.

Стали

Сталь обладает лучшими (нежели чугун) прочностными характеристиками. Так как сталь пластична, ее используют для изготовления ответственных конструкций, работающих под высоким давлением.

Пластичность – характеристика металла, которая выражается в способности выравнивать силовые напряжения, вызванные внешним воздействием (давлением рабочей среды).

Для изготовления корпусных деталей используют углеродистую сталь, марки 25Л или 35Л.

Затворы, контактирующие с рабочей средой, делают из легированных сплавов с добавлением титана, никеля и хрома. Благодаря антикоррозионным свойствам этих добавок, уплотнители получают отличную сопротивляемость коррозии, механическим воздействиям и усталости.

Цветные металлы

Из латуни, меди и бронзы, в основном делают сантехнические вентили и краны. Также бронзовые и латунные сплавы применяются в криогенной арматуре, работающей при экстремально низких температурах (менее -153 0 С). С понижением температуры рабочей среды, механические и прочностные свойства латуни повышаются.

Так как латунь имеет отличные антифрикционные свойства (устойчивость к истиранию), она используется при изготовлении подвижных деталей (например, ходовой гайки).

Титан служит добавкой в легированных сталях, которые применяют для наплавок уплотнительных поверхностей.

Способ герметизации

Так как в трубопроводной арматуре присутствуют подвижные части, а система работает в условиях повышенных давлений и температур, необходимо устройство, которое ограничит рабочую среду от окружающей.

Для этого используются:

• сальник;
• мембрана;
• сильфон;
• шланг.

Устройство сальника представляет специальную камеру, через которую проходит подвижная часть (шпиндели или шток). Для предотвращения выхода рабочей среды, в сальниковой камере предусмотрен паз для укладки уплотнителя. В качестве последнего используется:

• асбест;
• паронит;
• терморасширенный графит.

Для конкретной сферы эксплуатации арматуры, набивка дополнительно армируется и пропитывается. К примеру, паронит имеет 4 исполнения, приведенные в таблице 2.

Терморасширенный графит (или сокращенно – ТРГ) также имеет несколько модификаций.

В качестве армирующего вещества ТРГ используется:

• проволока из нержавейки;
• хлопчатобумажная нить;
• стекловолокно;
• лавсан;
• инконелевая проволока.

Сильфон представляет собой длинную металлическую гофрированную трубку, внутрь которой входит шток. Гофра выдерживает значительные механические, температурные воздействия и изгибы. В основном, сильфон используют в криогенной арматуре.

Мембрана применяется при невысоких показателях давления и температуры среды. Некоторые типы арматуры имеют затвор, одновременно выполняющий роль мембраны.

В шланговой арматуре (рис. 9) герметичность системы производится за счет наличия в проходном отверстии резинового шланга. Дополнительные приспособления здесь не нужны.

Давление номинальное, рабочее и пробное

Во всех нормативных документах обозначается PN и измеряется МПа (мега Паскали). На сайтах российский производителей трубопроводной арматуры чаще всего обозначается Ру с единицей измерения в атм.

Соотносятся МПа с атм. так:

Номинальным называется максимальное давление, при котором возможна нормальная эксплуатация арматуры при температуре транспортируемого вещества 20 0 С. В таком режиме корпусные детали не подвергаются деформации, а само устройство гарантированно отслужит свой полный ресурс.

PN отражает наибольшее давление при температуре вещества только 20 0 С. Это означает, что при больших температурах, максимальное давление снижается.

Соотношение максимального давления от температуры можно посмотреть в таблице, приведенной ниже.

Таблица 3 Зависимость температуры от давления

Рабочее давление – это максимальное давление в трубе, при заданной температуре.

Температура и давление

Два основных параметра, по которым классифицируется трубопроводная арматура – это температура и давление рабочей среды.

По температурным диапазонам работы, трубопроводная арматура бывает:

• обычная, диапазоном от +5 0 С до +425 0 С;
• для высоких показателей температуры – до +600 0 С;
• жаропрочная – более +600 0 С;
• для холодильной техники – до -153 0 С;
• криогенная – менее -153 0 С.

По максимальному давлению в системе, арматура подразделяется для:

• сверхвысокого вакуума – менее 0,1 Па;
• низкого вакуума – от 0,1 Па до 0,1 Мпа;
• малых давлений – до 1,6 МПа;
• средних показателей – от 2,5 до 10 МПа;
• высокого давления – от 16 до 80 МПа;
• сверхвысокого давления – более 100 МПа.

Группа температуры и давления зависит от металла, из которого изготовлена арматура. Для чугуна показатели ниже, чем для сплавов из углеродистой и легированной стали.

Источник https://mir-vik.ru/soedinenie-polietilenovyh-trub-so-stalnymi/

Источник https://uaz74.ru/info/articles/zapornaya-armatura/tipy-prisoedineniya-truboprovodnoy-armatury/

Источник https://teharmatura.ru/info/articles/truboprovodnaya-armatura/chto-takoe-truboprovodnaya-armatura/