Запорная арматура для трубопроводов предназначена для регулировки потока жидкости, перемещаемой по трубе – отключать его, запускать и перенаправлять. Разбираемся в особенностях этих деталей, специфике их работы в рамках трубопроводной системы, классификации и отличиях одной группы устройств от другой, а также изучим главные свойства, параметры выбора и правила эксплуатации при монтажных работах.
Запорная арматура – важная составляющая водопровода Источник sgrupp.ru
Применение запорной арматуры
Элементы запорной арматуры используются в инженерных системах общетехнического назначения и для работы в специальных условиях. Допускается монтаж на трубопроводы со следующими типами рабочей среды:
- водой;
- паром;
- газами;
- нефтью и нефтепродуктами;
- химическими веществами, в том числе агрессивными (специальное исполнение).
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).
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).
Регулятор давления
Работа батарей и насоса нарушается в следствии высокого либо низкого уровня давления. Избежать данного негативного фактора поможет правильный контроль в системе отопления. Давление в системе играет значительную роль, оно обеспечивает гарантию попадания воды в трубы и радиаторы. Потери тепла сократятся, если давление будет стандартным и поддерживаться. Здесь приходят на помощь регуляторы давления воды. Их миссия, прежде всего, охранять систему от слишком большого давления. Принцип работы этого устройства основан на том, что клапан системы отопления, находящийся в регуляторе, работает как выравниватель усилий. От типа давления регуляторы классифицируются на: статистические, динамические. Выбирать регулятор давления необходимо основываясь на пропускную способность. Это способность пропускать нужный объем теплоносителя, при наличии необходимого постоянного перепада давлений.
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.
Коротко о главном
Трубопровод уже давно вошёл в обиход, став основной частью быта всех людей. Одна из деталей, имеющих ведущее значение в трубопроводных конструкциях, это запорная арматура. Устройство представляет собой некий регулятор с подвижными клапанами. Находясь внутри трубопровода, они направляют, останавливают, смешивают проходящую в нём жидкость или газ.
Запорная арматура для трубопровода делится на множество видов и типов. Такая многогранная классификация обязана широкому спектру материалов корпуса, способам соединения, форме и пр. Также здесь большую роль играют условия эксплуатации, для которых предназначена деталь.
Важно при выборе устройства обращать внимание на тип трубопровода, параметры самой детали. Они должны между собой соответствовать. Следует помнить, что важнейшее условие функционирования этой детали – герметичность. А для этого необходима ровная поверхность (если вмонтировать устройство в трубу с дефектами, герметичность будет нарушена).
Каждое устройство имеет свою специфику и характеризуется определёнными особенностями. Для монтажа/демонтажа и ремонта таких устройств необходимо обладать определёнными знаниями, умениями и наработанными навыками. Поэтому такие ремонтные работы не рекомендуется делать самостоятельно.
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.
Трехходовой клапан отопления
Обычно автоматикой котла не может быть обеспечена потребность в воде с разной температурой для нескольких контуров системы отопления. На помощь приходит трехходовой термостатический смесительный клапан системы отопления, который поддерживает необходимые тепловые параметры теплоносителя в контурах системы отопления, а также малом контуре системы. На вид клапан походит на простой тройник, металл — бронза или латунь. Вверху данного тройника устанавливается регулировочная шайба, под которой имеется материал чувствительный к перепаду температур. И при необходимости он давит на рабочий шток, выходящий из корпуса. Основная задача клапана основана на удержании температуры теплоносителя на выходе в заданных пределах, путем добавления холодной или горячей воды. При неподходящих температурных изменениях, внешний привод клапана давит на шток. Далее конус выходит из седла и открывается проход между всеми каналами. В ходе работы, контроль за трехходовым клапаном согласно температуре исполняется наружным приводом.
Шаровые краны
Кран представляет собой изделие, в которой сферический запирающий элемент поворачивается вокруг оси, располагающейся произвольно по отношению к движению рабочего потока. Устройство дает возможность не только полностью перекрывать поток, но и регулировать его движение. Материал изготовления шаровых кранов ГОСТом не регламентирован, его устанавливает изготовитель для каждой конкретной модели. То же самое относится к рабочим средам, параметрам и применимости запорной арматуры. Основной характеристикой изделий является номинальный диаметр (DN). Для шаровых кранов этот показатель составляет от 10 до 500 мм.
Балансировочный клапан
Балансировочный клапан системы отопления предназначается для регулирования проходимого теплоносителя. Жидкость потребляется в зависимости от давления. Чем больше давление, тем больше потребляется жидкости. Установка данного прибора происходит на стояках. Отбалансированная система обеспечивает беспрерывную работу. Ручной клапан используется как диафрагма, автоматический поддерживает давление и потребление в стояках. Ручной балансирный клапан может перекрывать систему. Конструкция представляет собой устройство вентильного типа. Ручные клапаны могут устанавливаться в паре с запорными.
Классификация шаровых кранов
Эту запорную арматуру классифицируют по типу проточной части корпуса, выделяя:
- полнопроходные краны,
- краны с зауженным проходом.
По типу присоединения к трубопроводу:
- муфтовые,
- фланцевые,
- цапковые,
- штуцерно-торцовые,
- по приварку.
По состоянию крана с приводом:
- нормально открытые (НО),
- нормально закрытые (НЗ).
По типу управления:
- с ручным приводом;
- с механизированным приводом (гидро-, электро-, пневмоприводом);
- с механизированным приводом и ручным дублером.
По количеству и типу соединяемых патрубков:
- проходные;
- угловые;
- смесительные (с тремя и более патрубками).
Номенклатура шаровых кранов на некоторых заводах включает изделия для монтажа в грунт. Такие модели имеют высокую вентильную ось, которая вместе с маховиком выводится на поверхность земли.
Особенности запорных кранов
Шаровые краны неприхотливы в эксплуатации, имеют компактные размеры и малый вес, не требуют технического обслуживания. Для перекрывания потока не приходится долго вращать ручку шарового крана – достаточно повернуть ее на 90°.
В отличие от регулирующих моделей шаровые краны предназначены для перекрывания потока рабочей жидкости, то есть имеют два основных положения: «открыто» и «закрыто». Возможно плавное изменение скорости движения среды, но оставлять пробку в промежуточном положении нежелательно. Под давлением жидкости стачивается острая кромка крана и нарушается герметичность.
Клапаны предохранительные
Источником опасности является любое котельное оборудование. Котлы считаются взрывоопасными, так как имеют водяную рубашку, т.е. сосуд под давлением. Одно из самых надежных и распространенных предохранительных устройств, сводящее опасность до минимума — это предохранительный клапан системы отопления. Установка данного приспособления обусловлена защитой систем отопления от избыточного давления. Зачастую такое давление возникает в результате закипания воды в котле. Предохранительный клапан ставится на подающем трубопроводе, как можно ближе к котлу. Клапан имеет довольно простую конструкцию. Корпус изготовлен из латуни хорошего качества. Основным рабочим элементом клапана является пружина. Пружина в свою очередь действует на мембрану, которая закрывает проход наружу. Мембрана выполнена из полимерных материалов, пружина из стали. Выбирая предохранительный клапан следует учитывать, что полное открытие происходит при повышении давления в отопительной системе над значением на 10%, а полное закрытие при снижении давления ниже срабатывания на 20%. В следствии данных характеристик необходимо выбирать клапан с давлением срабатывания выше 20-30% от фактического.
