Запорная арматура: виды, назначение и рекомендации по установке

Запорная арматура применяется в различных отраслях, имеющих дело с трубопроводами газообразных веществ, пара, воды, масла, нефтесодержащих субстанций и других жидкостей. Такая арматура необходима для отключения участков трубопроводов какой-либо системы, для производства монтажа или ремонта, прекращения подачи транспортируемых веществ потребителям, а также для дозирования отпуска этих веществ и защиты трубопроводной сети и её элементов от перегрузок.

Назначение и устройство

Основное назначение запорной арматуры – надёжно отключить участок трубопровода или связанных с ним иных трубопроводов и устройств от потока транспортируемой по ним среды, обеспечивая тем самым безопасность запланированных работ. Кроме отключения (отсечения) циркулирующей в системе среды, у арматуры имеются и иные предназначения. С её помощью можно регулировать, распределять, смешивать и удалять используемую среду.

В соответствии с конструкцией трубы, видом и параметрами потока среды подбираются необходимые запорные, регулирующие и сбросные устройства. Например, они должны соответствовать давлению в системе, виду и температуре среды, конструктивным особенностям трубопроводов (диаметру, типу соединений) и отвечать всем требованиям безопасности. По назначению запорные устройства делятся на несколько групп.

• Общего назначения. Применяется на водо- и паропроводах, в линиях газа городских сетей и отопительных системах.
• Специального назначения. Используется при высоком давлении, а также в случаях низких или высоких температур, токсичности, вязкости, коррозионной активности, радиоактивности и абразивности транспортируемых веществ.
• Целевая арматура. Предназначается для отдельных случаев, предусмотренных техническим регламентом.
• Сантехническая. Арматура небольших диаметров для бытовых устройств.
• Судовая. Ею оснащаются морские и речные суда, выпускаются с учётом специфических условий эксплуатации.
• Уникальная. Изготовляется по специальным заказам для промышленных и экспериментальных установок.

Имеются такие виды запорных устройств:

• задвижки с чугунными и стальными корпусами;
• запорные или запорно-регулирующие вентили;
• краны различных типов и устройств;
• дисковые затворы;
• регулирующая арматура;
• предохранительные и защитные изделия.

Все перечисленные запорные устройства схожи по конструкции. Они представляют собой герметически закрытый корпус с размещённым в нём запорным узлом. Этот узел должен герметично перекрывать трубопровод, на котором установлен, деля его на части – участки до задвижки по ходу среды и после неё. В состав запорного узла входят два основных рабочих элемента: седло и механизм запорного органа. Эти два устройства, соприкасаясь своими уплотнительными поверхностями, создают препятствие для движения используемой в трубопроводе среды. Кроме запорной части, арматура имеет детали соединения с трубопроводом: фланцы, патрубки с резьбой, гладкие патрубки для сварного соединения.

Классификация

Вся трубопроводная арматура классифицируется в нескольких категориях в зависимости от области применения, функционального назначения, конструктивных особенностей, материала, параметров среды, способа крепления.

По применению

Рассматриваются несколько видов арматуры по применению.

• Запорная. Самый многочисленный класс устройств, составляющий примерно 3/4 всей используемой арматуры. Применяется для полного отключения потока среды в трубопроводе, а также её пуска при необходимости. Сюда входят: задвижки, вентили, краны, выпускаемые для трубопроводов различных диаметров, рабочих сред и параметров. Область применения таких устройств довольно широка: от запорной арматуры для трубопроводов пара, воды, газа до обычных вентилей для системы отопления и кухни.

• Регулирующая. В этот вид устройств входят всевозможные регулирующие клапаны, называемые на производственных предприятиях регуляторами давления среды, уровня жидкости в сосудах, перепадов давления между различными средами, а также дросселирующая арматура. Регулирующие клапаны чисто запорными органами не считаются, поэтому обычно применяются с запорным узлом, состоящим из задвижек или вентилей, устанавливаемых как до регулятора, так и после него.

• Предохранительная. Этот тип устройств обеспечивает защиту паропроводов, водопроводов, газопроводов и других трубопроводов с находящимся на них оборудованием от превышения давления сверх допустимого путём автоматического сброса части рабочей среды. Предохранительная арматура включает в себя следующие устройства: предохранительные клапаны, ИПУ (импульсно-предохранительные устройства), разрывные мембраны и клапаны перепуска среды.

• Защитная. Применяется для защиты трубопроводов и оборудования от поломок и аварий при недопустимых для них параметров производственных технологических процессов, а также для исключения смены направления потока рабочей среды. В отличие от предохранительной арматуры защитные устройства ликвидируют аварийные ситуации без сброса рабочей среды из трубопроводов, действуя только на отключение движения рабочей среды. К таким устройствам относят обратные и отключающие клапаны.

• Распределительно-смесительная. Такую арматуру ещё называют трёхходовой или многоходовой. Например, к ней относятся трёхходовые краны и распределительные клапаны. Применяются устройства для перемешивания сред или распределения рабочих потоков по направлениям.

• Контрольная. Предназначается для контроля за уровнем жидкости в сосудах и котлах, используется в качестве запорной арматуры для контрольно-измерительных приборов. Это разные краны и клапаны для манометров, пробно-спускные краны и указатели уровня.

• Фазоразделительная. Применяется с целью разделения рабочих сред, находящихся в разных состояниях и фазах. Этой арматурой являются, например, маслоотделители, отводчики конденсата и воздуха.

Следует отметить, что запорная арматура (задвижки, краны, вентили) должна использоваться только в двух рабочих положениях – «полностью открыта» или «полностью закрыта». Большая часть этих устройств не предназначена к эксплуатации в качестве регулирующей или дросселирующей арматуры. В ином случае она быстро выходит из строя: стираются сёдла, деформируются клапанные прокладки, арматура становится неплотной, уже не может удержать поток рабочей среды в запертом состоянии. Некоторым исключением из правил можно назвать шаровую арматуру: угол её раскрытия не имеет такого разрушающего влияния на плотность. Для шаровых устройств самым важным в продлении их срока службы является очистка используемой рабочей среды от твёрдых абразивных примесей, стирающих шары.

Для дренажных и продувочных систем высоких давлений на каждой линии используют по два запорных устройств, расположенных рядом. Один из них (первый по ходу среды) считается запорным, а другой – регулировочным. При кратковременной продувке дренажных линий первым из них открывается запорный, а потом уже – регулировочный вентиль. После проведения продувки закрытие вентилей производят в обратном порядке (сначала закрывают регулировочную арматуру). Такой порядок обеспечивает долгий срок службы запорного вентиля.

Задвижки используются в инженерных и промышленных трубопроводных сетях. Это могут быть водопроводы, паропроводы, системы отопления и канализации. Задвижки в зависимости от вида затвора бывают:

• клиновые, устанавливаемые на канализацию и водопроводы различного назначения;
• дисковые, применяемые для трубопроводов больших диаметров и малых давлений рабочей среды, их часто называют заслонками;
• параллельные (двухдисковые), отличающиеся высокой надёжностью, их устанавливают в широком диапазоне давлений от двух до двухсот атмосфер и рабочих средах с повышенной температурой.

Вентиль – это запорное устройство, в котором перемещение затвора происходит за счёт простой резьбовой пары. Шток маховика соединён с затвором или клапаном посредством хомута. При вращении маховика на открытие происходит вытягивание штока запорного клапана через хомут. Часто эти устройства применяют в качестве регулирующей арматуры, хотя они относятся к запорным органам. Дело в том, что не всегда рационально устанавливать дорогостоящую регулирующую арматуру. Краны используются в разных сферах, многим они знакомы по быту: ими перекрываются линии горячей и холодной воды в ванной и кухне, подвод газа к плите, водопровод к шлангу для полива огорода и другие устройства. Имеют простейшую конструкцию, но от этого работа с их ремонтом легче не становится.

По способу соединения

По конструктивным особенностям соединительных частей трубопроводную арматуру можно разделить на две большие группы:

• фланцевая;
• бесфланцевая.

Видовой перечень арматуры фланцевого типа ограничивается только различием форм самих фланцев.

Они бывают:

• круглые;
• квадратные (прямоугольные);
• треугольные.

Наиболее распространена арматура с круглыми и квадратными фланцами. Другие формы применяются редко или вообще не рассматриваются при проектировании новых производственных мощностей. Квадратные фланцы используются для среды с ограниченными значениями максимального давления – не более двадцати атмосфер. Основной формой фланцев остаётся круглая: она и по изготовлению менее трудоёмкая, и по надёжности имеет допуск как для низких давлений, так и для высоких.

Круг бесфланцевой арматуры более обширен по различию способов её присоединения к трубопроводам, патрубкам сосудов и емкостей.

Сюда входят арматуры:

• приварная;
• соединяемая с использованием муфт;
• штуцерная;
• цапковая.

Стоит отметить, что все названные выше виды соединений запорных устройств с трубопроводами, кроме приварного, являются разъёмными. Арматуру, присоединённую с помощью сварки, для замены или ремонта придётся только вырезать с помощью «болгарки», газовой горелки или ножовкой по металлу в бытовых случаях. В штуцерной, муфтовой и цапковой арматуре для скрепления соединительных элементов используется резьба. Герметичность стыков фланцевых запорных устройств обеспечивают фланцы с проложенными между ними прокладками или уплотняющими кольцами. Имеются и некоторые другие приспособления для улучшения герметичности и прочности фланцевых соединений (выступы, фаски, шипы и кольцевые выборки).

Материалы и комплектующие

Используемые материалы для изготовления запорной арматуры и комплектующих деталей должны соответствовать общим техническим условиям согласно стандартам Центрального конструкторского бюро арматуростроения (ЦКБА) «Арматура трубопроводная. Общие технические условия», введённым в действие с января 2006 года, а также действующим национальным стандартам и отраслевым ТУ. Главный критерий в выборе материала для корпуса любой арматуры – его прочность. Корпус является основой для установки в него всех других деталей. Это как фундамент в строительстве – несущая конструкция для целого здания.

Корпуса большинства трубопроводных запорных устройств изготавливают чугунными или стальными. Иногда применяются для этого и другие металлические материалы: в продаже встречаются бронзовые, медные, алюминиевые и латунные краны и вентили для бытовых устройств. Арматура из цветных металлов и их сплавов имеет хорошую особенность – она не подвержена коррозии и имеет хороший внешний вид.

Самый экономичный материал для арматуры – пластмасса, объединяющая под своим общим названием изделия из ПВХ (поливинилхлорида), полипропилена, полиэтилена и других искусственных сплавов пластического материала. Но такая арматура не может выдержать высокого давления и температур, так как не отличается прочностью. Но для труб небольшого диаметра и низких давлений это вполне подходящая альтернатива металлическим изделиям. Кроме дешевизны, трубопроводы и арматура из пластмассы ценны своей стойкостью к коррозии – главного бича однотипных устройств из стали.

Для литья корпусов арматуры применяют ковкий, серый или высокопрочный чугун в зависимости от области и условий применения конкретного изделия. Арматура с чугунным корпусом из-за своей хрупкости не применяется при высоких давлениях в трубопроводах, а также там, где возможно возникновение гидравлических ударов и резких перепадов температуры. В таких ситуациях чугунный корпус может просто лопнуть.

Стальные корпуса выполняются из различных марок стали: легированной, жаропрочной и углеродистой. Для изготовления корпусов арматуры, устанавливаемой на трубопроводах с агрессивными веществами или имеющей особо чистую рабочую среду, используют нержавеющую сталь с высокой стойкостью к коррозии. Корпуса из жаропрочной стали используются для арматуры, работающей в условиях повышенных температур рабочей среды. Использование того или иного материала, а также конструкция и тип фланца обусловлены рядом факторов, основные из которых следующие:

• условный диаметр трубопроводов;
• давление рабочей среды;
• направление потока;
• температурные условия.

Затвор арматуры нередко выполняется из того же материала, что и корпус, но чаще его изготовляют из другого металла, основываясь на высокой износоустойчивости и параметрах рабочей среды. Материал уплотняющих поверхностей должен обеспечивать герметичность и долговечность затвора.

Уплотнительным материалом служат:

• металлические изделия в виде колец, обладающие коррозионной устойчивостью, антифрикционными свойствами, хорошо обработанные (сталь, латунь, бронза, монель);
• наплавления из различных твёрдых сплавов: стеллит (сплав кобальта), сормайт (сплавы на основе железа);
• неметаллические изделия (резиновые и резинометаллические кольца, полимерные уплотнения);
• уплотняющие набивки из материала растительного происхождения (хлопковое и льняное волокно), талька, стекловолокна;
• фторопласт и графит для сальниковых уплотнений в условиях агрессивной и высокотемпературной рабочей среды;
• листовая резина, паранит и фторопласт для прокладок.

Чугунная и стальная арматура, снабжённая фланцами, имеет неоспоримые преимущества в части герметичности, ремонтопригодности и прочности трубопроводной сети по сравнению с бесфланцевой. Но масса и габариты такой арматуры иногда достигают больших величин (в тоннах и нескольких метрах соответственно). К этому ещё нужно прибавить управляющие устройства (ручной маховик, электропривод или пневмопривод, навешиваемые на арматуру). Фланцы приводят к повышенным показателям расхода металла и трудоёмкости при их изготовлении.

Замена и монтаж

К процессу монтажа или замены запорной арматуры следует подходить ответственно. Существует большое разнообразие такой арматуры, отличающейся друг от друга внешним видом, устройством затворного механизма, способом и механизмом управления, особенностями установки на трубопровод. Необходимо выбрать запорное устройство, подходящее именно для такого типа трубопровода, такой рабочей среды и таких её параметров. А также убедиться в возможности установки запорного устройства с точки зрения соединительных устройств. Трубопроводы и арматура к ним должны соответствовать друг другу по следующим показателям.

• Одинаковая форма сечения. К круглой трубе нужна арматура, имеющая круглое сечение. Такая форма задвижек и других видов арматуры является преимущественной. Трубопроводы прямоугольного сечения встречаются в системах вентиляции и печном деле, где используются шиберные или пластинчатые затворы.
• Одинаковый диаметр. Диаметр запорного устройства должен иметь полное соответствие диаметру трубопровода, к которому крепится. В паспортных данных задвижки, вентиля, регулятора и трубопроводов всегда имеется информация об этом. Кроме паспорта (инструкции), данные о диаметре устройств наносятся на корпус изделия согласно требованиям к маркировке арматуры. Например, в маркировке указано Dy=150, это значит, что такая арматура подходит для трубопровода диаметром 150 мм.
• Соединительные части трубопровода и устанавливаемого запорного устройства имеют все возможности их надёжного присоединения. Сюда входят: идентичность фланцев по форме и размеру, совпадение крепёжных отверстий, диаметров резьбовых соединений, соответствие наружной резьбы скрепляемых штуцеров внутренней резьбе соединительной муфты, накидных гаек и тому подобное.

Следует знать основные правила монтажа или замены арматуры на трубопроводах, без которых нельзя обойтись и даже начинать работу.

• Любые ремонтные или монтажные работы производятся только на отключённом участке трубопровода, в котором не осталось ни рабочей среды, ни остаточной высокой температуры, ни давления. Дренажи и воздушники на линии открыты, а на отключающей арматуре с обеих сторон отключённого ремонтируемого участка висят знаки безопасности, исключающие ошибочное их открытие.
• Обязательно производится предмонтажная подготовка соединительных частей арматуры и трубопровода: они очищаются от возможной грязи и ржавчины, а сварные стыки зачищают до блеска металла и подготавливают для ведения сварного шва. Во время чистки нужно обращать внимание на отсутствие каких-либо скрытых дефектов фланцев, трещин, раковин и других изъянов, препятствующих продолжению работ.

• Установка арматуры должна производиться только на ровных и прямолинейных участках труб. Недопустимо устанавливать её на изгибах, так как это приведёт к снижению герметичности соединений.
• Для тяжёлых задвижек и элементов затворов нужно предусмотреть дополнительные опорные конструкции и такелажные устройства во избежание несчастных случаев при выполнении работы или поломки устройств и уплотнительных элементов.
• Затяжка болтов и другого крепежа производится с использованием специального инструмента. Затяжка шпилек фланцев должна быть равномерной и по такому правилу: затягивается гайка на одном конце фланца, а затем – на противоположном, чтобы фланцы не перекосились.
• Сварочные работы производятся только на арматуре, у которой затвор находится в открытом состоянии.

Такими участками могут быть, например, перемычки между двумя и большим числом линий с одним и тем же веществом в трубопроводах. При подключении во время эксплуатации этих участков сначала полностью открывается арматура, направление потока в которой является противоположным ожидаемому, а потом осторожно открывают второе устройство, соответствующее направлению среды. Вот ещё несколько важных рекомендаций, полезных при замене или монтаже некоторых видов арматуры.

• Вся арматура, предназначенная для установки, должна заранее пройти ревизию на плотность и регулировку всех внутренних устройств.
• Во фланцевых соединениях периодически нужно подтягивать крепёжные болты. Сразу затягивать их сильно нельзя, так как можно перетянуть соединение, в результате чего придут в негодность прокладки.
• При монтаже дисковой поворотной арматуры следует немного приоткрыть диск затвора.
• Для герметичного соединения шаровых кранов нужно использовать специальные ленты, наматываемые на резьбу мест соединения.
• Запорные устройства лучше устанавливать в таких местах, чтобы к ним всегда был свободный доступ для быстрого отключения, контроля, осмотра и ремонта.

При монтаже нужно обращать внимание на соответствие установки арматуры направлению потока среды. На корпусах задвижек, вентилей, кранов и прочих запорных устройств в последнее время стрелкой указывают направление рабочих сред. Для трубопроводов, где предусматривается возможность двухстороннего потока жидкости, пара и других веществ с высоким давлением, следует устанавливать две запорные арматуры с разными направлениями рабочего потока.

Сварочные работы на арматуре и трубопроводах должны производиться только опытными специалистами. Самостоятельные попытки приварки кранов, вентилей и задвижек заканчиваются, как правило, некачественными результатами и постоянно возникающими проблемами в местах сварки (свищи, трещины). Да и вид таких «самоделок» оставляет желать лучшего. А вот поменять кран или смеситель в ванной – за это дело настоящий хозяин может взяться без опаски.

Обзор монтажа запорной арматуры смотрите в следующем видео.

Запорная арматура трубопроводов ее разновидности и особенности

Основные виды запорной арматуры для трубопроводов — задвижки, вентили, клапаны, краны и затворы. Для задвижек характерно движение запирающего элемента под прямым углом к продольной оси трубы, для клапанов — параллельно.

Вентили

Возможно применение вентилей на запорных изделиях диаметром до 0,3 м. Часто они применяются в конечных (тупиковых) участках системы во время ремонта. Запирающий элемент, нередко представляющий собой тело вращения или его часть, поворачивается вокруг оси, расположенной по отношению к оси трубы под произвольным углом. Могут использоваться вентили в качестве не только запорной, но и регулирующей арматуры.

Задвижки

Задвижки — это запорные элементы небольшой длины, предназначенные для работы в системах с малым гидравлическим сопротивлением.

По конструкции они бывают клиновыми (с составным, упругим, цельным клином) и параллельными (шиберными). В системах с небольшим давлением применяются задвижки последнего типа.

Основное предназначение задвижек — выполнять запорные функции; в большинстве случаев как регулирующие элементы они не используются. Во время работы задвижки могут быть выставлены в две возможные позиции: закрыто или открыто.

Лучше всего применять такие элементы в полнопроходных системах, то есть при отсутствии уменьшения сечения труб в патрубках. Например, задвижки идеальны для использования в магистральных трубопроводах, где рабочая среда перемещается непрерывно и с высокой скоростью.

Отличительная конструктивная особенность задвижки – присутствие шпинделя, который, в зависимости от конструкции, выдвигается или нет.

Как уже отмечалось, задвижки бывают двух основных типов: шиберные и клиновые.

В конструкцию шиберных элементов включён металлический клин, при движении разрезающий инородные элементы рабочей среды. Шиберными задвижками оснащаются трубопроводы для фекальных стоков, целлюлозно-бумажного производства и т.д.

В случае же необходимости проведения периодического ремонта элементов системы устанавливают клиновые задвижки, состоящие из чугунного корпуса, внутри которого установлен соединённый с клином вращающийся шпиндель. Клиновые задвижки используют при обслуживании систем транспортировки газов и жидкостей, не реагирующих с материалом изготовления трубопровода. Корпус и крышка таких изделий свариваются из вырезанных из листовой коррозионностойкой или углеродистой стали деталей.

Клапаны

Предназначение клапанов – открываться и закрываться при определённых условиях, например, при достижении какого-либо уровня давления или смене направления движения рабочей среды.

Изделия подразделяют на одно- и двухсёдельные, причём обычно в производстве используется второй тип, одновременно осуществляющий распределительные и регулирующие функции.

Основываясь на направлении протекания рабочей среды, клапаны делят на угловые (направление меняется на 90°), проходные (направление не меняется) и прямоточные (линия движения среды выпрямляется).

Чтобы полностью перекрыть движение потока внутри труб, используют запорные клапаны. Эта арматура обеспечивает максимальную надёжность и герметичность системы.

Если возникает необходимость не допустить смены движения рабочей среды (к примеру, при выходе из строя насоса и повреждении или обрыве несущего канала), используют обратные клапаны.

С помощью регулирующих клапанов можно контролировать количество подаваемой в систему жидкости или газа, изменяя размер входного отверстия.

Запорно-регулирующие клапаны, как ясно из названия, осуществляют одновременно две функции.

Краны

Более универсальный вариант трубопроводной арматуры – краны. Их можно использовать как запорные, регулирующие или распределительные устройства. Подходят краны для любых, в том числе вязких, жидкостей и газов. Ремонт этих приспособлений требует больших усилий и наличия опыта.

Краны состоят из затвора (или пробки) шарообразной, конусообразной или цилиндрической геометрии, с отверстием в центре, и корпуса. Производятся эти запорные элементы из латуни, бронзы, чугуна и стали, а в случае более агрессивных внутренних условий – из фарфора или специального пластика.

Краны принято подразделять на группы в зависимости от:

• направления движения потока и количества патрубков (проходные, трёхходовые, угловые, многоходовые);
• принципа движения затвора (с отжимом, или подъёмом, или с вращением, без подъёма, затвора);
• способа управления (ручные, с электро-, пневмо-, гидроприводами);
• геометрии затвора (игольчатые, конусные, шаровые, цилиндрические);
• способа обеспечения герметичности (сальниковые или натяжные).

Классификация деталей для остановки потока газов, жидкостей выполняется по разным факторам. Виды запорной арматуры по способу соединения:

• фланцевые;
• бесфланцевые.

Форма фланцев может быть треугольной, квадратной, круглой.

Куча запорной арматуры

Задвижка

Тип запорной арматуры, который устанавливается на магистральных трубопроводах. Главный технический элемент — шпиндель. Он может быть неподвижным или выдвижным. Задвижки могут отличаться техническими характеристиками, устойчивостью к агрессивным средам.

Может возникнуть вопрос — чем отличается задвижка от заслонки. В этом плане главные различия кроются в меньшем количестве деталей у заслонок. Благодаря этому они реже ломаются.

Задвижки не изготавливаются из материалов устойчивых к химикатам. Из-за этого их используются только для создания систем водоснабжения. Для перемещения химикатов нужно использовать заслонки.

Вентиль

Запорный кран-вентиль представляет собой корпус с двумя креплениями для труб, в котором есть запор, двигающийся с помощью резьбового соединения. При вращении вентиля двигается шток с маховиком, которые перекрывают или открывают поток рабочего носителя. Могут запирать водопровод, регулировать подачу жидкости или газа.

Кран шаровой запорный

Представляет собой литой корпус, который с двух сторон имеет резьбу для подключения к трубам. Для перекрытия потока есть ручка, с помощью котором можно изменять положение затворной заслонки. Дополнительно под ручкой устанавливается резиновая прокладка уплотнения.

• многоходовыми, проходными.
• ручными, оборудованными электроприводами.

Затвор может двигаться путем прижима или закручивания.

Дополнительная возможность крана — регулировка подачи газа или жидкости. Изготавливаются из стали, чугуна, бронзы, пластика, фарфора.

Клапан

Наиболее распространенное устройство, используемое для перекрытия трубопроводов. Регулировать положение заслонки можно с помощью маховика. Дорогие модели оборудуются электроприводами. Наиболее часто они устанавливаются на канализационных системах. Не подходят для работы с жидкостями температурой более 50 градусов Цельсия.

Затворы

Затвор — главная деталь любого закрывающего механизма. Если он неисправен, жидкость или газ разрушит трубопровод. Чаще они изготавливаются из стали или чугуна. Самые распространенные — дисковые затворы.

Дисковый затвор запорной арматуры

Промышленная запорная арматура для труб – в чем ее особенности?

Ввиду того, что арматура для труб в виде готового продукта должна полностью соответствовать всем требованиям безопасности и нормативной документации, ее изготовлением в большинстве случаев занимаются только крупные предприятия. Для того чтобы производить данные элементы в промышленных масштабах, нужна возможность управления процессом дистанционно, автоматический рабочий режим и максимально высокая надежность.

Здесь появляется еще одна классификация арматуры. Так, по сфере своей эксплуатации может быть:

• общетехнической;
• промышленной сантехнической;
• для эксплуатации в особых условиях;
• судовой/транспортной;
• промышленной специальной.

Продукция первой категории производится преимущественно серийно и может применяться во всех возможных сферах. Что же касается арматуры, предназначенной для эксплуатации в особых условиях, то она используется в энергосистемах с повышенными техническими характеристиками, а еще в случаях, когда ремонтируются/устанавливаются транспортные магистрали для агрессивных или токсичных веществ.

Особые требования выдвигаются к транспортным/судовым элементам. Они изготавливаются с учетом размеров и массы изделий, а также иных параметров, в том числе возможности использования в разных климатических зонах. Наконец, промышленная специальная продукция проектируется и создается под заказ для конкретных организаций и ведомств.

Типы трубопроводной арматуры

Несмотря на многообразие видов устройств, относящихся к арматуре трубопроводных систем, специалисты выделяют их четыре основных типа. Отнесение арматуры к тому или иному типу осуществляется с учетом конструкционных особенностей оборудования. Они могут выражаться в направленности движения запирающего/регулирующего элемента по отношению к направлению перемещения транспортируемого вещества.

Задвижка отличается перпендикулярным движением запирающего/регулирующего элемента относительно оси движения жидкости или газа по трубопроводной системе.

Клапан – это тип устройств с запирающим/регулирующим элементом, который может перемещаться параллельно оси движения, транспортируемого по трубопроводной системе вещества. Специалисты рекомендуют избегать названия «вентиль» в отношении арматуры этого типа, так этот термин может иметь несколько неоднозначных трактовок.

В кране запирающий/регулирующий элемент вращается вокруг своей оси, совершая при этом поступательные перемещения. Рабочий элемент оборудования кранового типа имеет форму тела вращения и может перемещаться под разным углом к направлению оси перемещения рабочей среды.

В дисковом затворе запирающий/регулирующий элемент совершает вращение вокруг оси, расположенной под определенным углом к оси направления потока вещества, которое транспортируется по трубопроводной системе. Отличие арматуры этого типа заключается в рабочем элементе, имеющем форму диска.

Все вышеперечисленные типы арматуры могут быть структурированы по отдельным составляющим. К примеру, по форме седел и затворов различают клиновые и параллельные задвижки (они имеют выдвижной либо невыдвижной шток/шпиндель).

В зависимости от формы, которую имеют затворы, трубопроводная арматура типа клапана также разделяется на несколько разновидностей. Существуют затворы тарельчатые и игольчатые (имеют конусную форму). Встречаются также одно- или двухседельные клапаны.

Трубопроводная арматура типа крана по форме рабочего элемента может быть конусной, шаровой и цилиндрической.

Разные типы арматуры имеют свои преимущественные характеристики и определенные недочеты. В зависимости от таких характеристик устройства арматура каждого типа имеет свою сферу применения.

Для устройств типа задвижки отличительными параметрами являются:

значительная строительная высота (расстояние от горизонтальной оси трубопроводной системы до верха шпинделя (штока/привода) в состоянии полного открытия устройства);

малая строительная длина (расстояние от одной наружной торцевой присоединительной плоскости до другой);

малое гидравлическое сопротивление;

значительное усилие на привод затвора;

повышенный износ поверхности седел при использовании в трубопроводах, транспортирующих жидкости с высоким уровнем загрязнения.

Нужно отметить, что задвижки более предпочтительны при использовании в качестве запорной арматуры.

Наиболее распространенным типом трубопроводной арматуры являются клапаны. Их отличительные характеристики выглядят следующим образом:

небольшая строительная высота;

значительная строительная длина;

большое гидравлическое сопротивление с высоким уровнем герметизации.

Клапаны используют во многих устройствах регулирующего вида.

В арматуре кранового типа сочетаются характеристики присущие клапанам (строительная высота и скорость срабатывания) и задвижкам (небольшая строительная длина).

Для дисковых затворов характерными признаками являются:

небольшая строительная высота;

малая строительная длина;

небольшое усилие на затворный привод;

невысокие параметры гидравлического сопротивления.

Разновидности арматуры запорного типа

Различают следующие типы запорной трубопроводной арматуры:

• краны;
• вентили (клапаны);
• задвижки;
• заслонки.

Классификация кранов

Запорные краны преимущественно предназначены для бытовых трубопроводов с малым давлением.

Устройство запорной арматуры-крана следующее:

• корпус;
• запорный элемент;
• рукоять;
• набор уплотнительных прокладок.

Элементы, входящие в состав запорного крана

Классификация устройств может быть произведена по нескольким признакам:

• типу запорного элемента;
• методу установки.

Элементом, перекрывающим поток проходящей среды, может быть:

• шар. В соответствие с этим кран носит название шаровой (рисунок выше);
• конус в виде пробки (пробковый кран).

Запорный кран пробкового вида

Крепиться к трубопроводу краны могут:

муфтовым способом. Фиксирующие гайки наворачиваются на подготовленную на трубе резьбу;

Кран, устанавливаемый на резьбу

• фланцевым способом. В качестве фиксирующих элементов выступают фланцы, соединяемые между собой болтами;
• методом сварки.

Устройства, устанавливаемые на фланцы и методом сварки

Каждый кран имеет свое условное обозначение. На маркировке, нанесенной на корпус устройства, в обязательном порядке отражаются:

• диаметр условного прохода (DN);
• условное давление, на которое рассчитано устройство (РN);
• материал, примененный для изготовления крана;
• предприятие-изготовитель;
• дополнительные справочные материалы (дата изготовления, номер партии и так далее).

Условные обозначения основных параметров крана

Если знать маркировку, то всегда можно самостоятельно подобрать запорное устройство.

Использование вентилей

Запорный клапан (вентиль) состоит из корпуса с двумя концами для крепления устройства и седла, перекрываемого затвором.

Клапан для перекрытия трубопровода

Основная отличительная особенность вентиля от крана – это высокий класс герметичности, что позволяет использовать устройство на газопроводах.

Клапан, как и кран, может присоединяться к трубопроводу при помощи муфт, фланцев или сварки.

Выпускаются вентили, приводимые в действие:

• маховиком (ручное управление);
• электроприводом (электронное управление), в том числе и с помощью дистанционного пульта управления.

Маркировка запорной арматуры – вентиля также содержит:

• условное обозначение модели устройства;
• проход;
• обозначение типа присоединения к трубопроводу;
• давление;
• материал исполнения;
• климатическое исполнение;
• документ, на основании которого вентиль изготовлен.

Обозначение параметров вентиля

Предназначение и разновидности задвижек

Наиболее часто используемым элементом любых трубопроводов является задвижка. Устройство представляет собой корпус и крышку, между которыми располагается затвор.

Простейший вид запорной арматуры

Назначение запорной арматуры – задвижки – любые трубопроводы, диаметр которых варьируется от 15 мм до 2000 мм.

Преимуществами устройства, по сравнению с другими видами запорной арматуры, являются:

• простота обслуживания и конструкции;
• небольшие размеры;
• малое сопротивление.

Задвижки могут изготавливаться из следующих материалов:

• стали;
• чугуна;
• цветных металлов и сплавов из них.

Управление задвижками происходит:

• ручным способом (вращением рукояти);
• электроприводом;
• гидроприводом.

Задвижки с электроприводом или гидроприводом преимущественно устанавливаются на промышленные трубопроводы.

Обозначение запорной арматуры (задвижки) определяет:

• вид и наименование устройства;
• условный рабочий диаметр;
• максимальное давление в системе;
• тип привода;
• положение устройства в рабочем состоянии;
• категорию размещения;
• климатическое исполнение;
• тип соединения устройства с трубопроводом.

Обозначение параметров задвижки

Назначение заслонок

Запорным элементов в заслонке является диск, который вращается вокруг оси.

Разновидность запорной арматуры для трубопровода

Заслонки преимущественно используются на трубопроводах, имеющих большой диаметр и находящихся под небольшим давлением, так как класс герметичности устройства достаточно низкий.

Заслонка может управляться:

• маховиком, приводящим в действие ось вращения (ручное управление);
• гидроприводом;
• электроприводом.

В большинстве случаев корпус запорного устройства изготавливается из чугуна, а поворотный диск – из стали.

• методом сварки;
• фланцевыми крепежами.

Заслонки могут использоваться в трубопроводах с химическими жидкостями и канализационных системах. Для водоснабжения или отопления практически не применяются.

Марка запорной арматуры – задвижки, а так же номер партии, диаметр, давление и область определения обозначаются на корпусе устройства аналогично ранее приведенным схемам.

Условия хранения запорной арматуры и ее монтаж

Если запорная арматура для трубопроводов укомплектована резиновыми уплотнителями или является шаровым краном, ее хранят в приоткрытом состоянии.

Запорная арматура с металлическими прокладками хранится исключительно в закрытом виде, для того чтобы не допустить попадания мелкого механического мусора. Задвижки до их установки должны находиться в закрытом сухом помещении, без сквозняков и доступа света.

Монтаж запорной арматуры проводится путем осуществления последовательных технологических процессов. Высокое качество сборки, долговечная и бесперебойная работа достигается при произведении установки квалифицированными мастерами с внушительным стажем работы в данной области.

Для каждого вида детали есть свои правила, которые учреждают заводы по производству запорной арматуры с целью выполнения их при установке:

Дисковые поворотные затворы монтируются с открытием диска на 25%. Повреждение прокладки не должно возникнуть, если оставить достаточное расстояние между фланцами одинаковых диаметров. Все гайки следует закручивать постепенно, а между самим корпусом и фланцами нет необходимости в установке еще одной прокладки.
Обратные клапаны должны иметь одинаковые диаметры с ответными фланцами. Строго контролируется монтажное расстояние между клапанами, правильность направления потока, режим пульсации.
Шиберные ножевые задвижки в первую очередь требуют проверки индикатора положения. Во время монтажных работ соблюдается направленность потока и необходимое расположение ножевых задвижек. После проведения гидростатического испытания вести наблюдение на предмет протечек и подрегулировать при надобности болтами.
Шаровой обратный клапан требует повышенного внимания в условиях минимальных давлений и горизонтальном монтаже. Чтобы эффективно противодействовать перепадам давления в системе, возможен монтаж шара с перекосом направления.
Одностворчатый обратный клапан опускается между фланцами крючком, который при нахождении затворки перпендикулярно трубопроводу целесообразно располагать вертикально.
Двухстворчатый обратный клапан не подходит для установки при уменьшающемся потоке

Перед установкой в обязательном порядке проверить функционирование пружин.
Шаровой кран никогда не фиксируется с помощью тисков и нуждается в осторожности при закрутке соединений. Нежелательно вмешиваться в строение неиспользованной запорной арматуры, так как каждый кран проходит на производстве испытания сжатым воздухом и водой для обеспечения гарантии правильной сборки всех частей крана.

Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах

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.

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.

• 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.

Источник https://stroy-podskazka.ru/vodosnabzhenie/truby/zapornaya-armatura/

Источник https://1-teplodom.ru/zapornaa-armatura-cto-eto-takoe-ustrojstvo-primenenie/

Источник https://infotruby.ru/armatura/zapornaya-armatura-i-eyo-primenenie