4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Запорная арматура и ее применение в промышленности

Какая запорная арматура для трубопроводов есть на рынке и какую лучше использовать

Функционирование трубопровода требует его постоянного обслуживания. Для этого используют разные виды трубопроводной арматуры — предохранительную, спускную, запорную и т.д. К примеру, чтобы частично или полностью перекрыть движение рабочей среды в системе, применяют запорную арматуру для трубопроводов. О характеристиках и типах арматуры трубопроводов будет рассказано в этой статье.

Виды арматуры для трубопроводов

Выделяют следующие виды трубной арматуры:

  • регулирующая;
  • запорно-регулирующая;
  • невозвратно-запорная;
  • запорная;
  • предохранительная;
  • обратная;
  • невозвратно-управляемая;
  • смесительно-распределительная;
  • дренажная (спускная);
  • отводная;
  • отключающая (защитная);
  • редукционная (дроссельная);
  • фазоразделительная;
  • контрольная.

Как нетрудно догадаться, каждая разновидность продукции предназначена для определённых целей, которым соответствует и устройство трубопроводной арматуры.

Например, запорную трубопроводную арматуру используют для перекрытия движения рабочей среды (или совокупности сред) с целью проведения профилактических работ в сети.

Предохранители служат для защиты трубопровода от превышения рабочего давления, в результате которого система может выйти из строя, путём сброса излишков перемещаемой среды.

Регулирующая арматура предназначена для поддержания нужного количества носителя с помощью изменения его расхода.

Возникновение возвратного потока, снижающего производительность системы, предотвращается обратными элементами (в частности, невозвратно-запорными и невозвратно-управляемыми).

Сброс из трубопроводной системы рабочей среды осуществляется путём использования спусковых, или дренажных, приспособлений.

Разделение фаз (при условии, что в трубах перемещается несколько фазовых состояний среды) производится при помощи фазоразделительных элементов.

Рабочее давление в системе при необходимости снижается благодаря применению редукционной арматуры.

Типы трубопроводной арматуры

Сфера использования арматуры для трубопроводов достаточно широка, она используется во всех типах промышленных трубопроводов, в том числе и в технологически опасных производствах (при перемещении ядовитых, взрывчатых, экологически опасных веществ). Поэтому характеристики трубопроводной арматуры должны полностью соответствовать государственным стандартам безопасности. Обычно производством таких изделий занимаются крупные предприятия.

Сообразуясь с планируемым применением трубной арматуры, выделяют продукцию:

  1. Общетехнического применения.
  2. Для особых условий.
  3. Промышленную специальную.
  4. Судовую и транспортную.
  5. Промышленную сантехническую.

Изделия общего назначения производятся серийно и могут применяться в любой сфере производства.

Для перемещения высокотоксичных, агрессивных, взрывоопасных веществ используют арматуру второго типа. Её же применяют в системах энергоснабжения, для которых предусмотрены особые условия работы. Читайте также: «Какие виды трубопроводной арматуры лучше использовать – характеристики, преимущества, сфера применения».

Судоходство и транспортные перевозки осуществляются в разном климате и при варьирующихся габаритах транспортных средств, которым должна соответствовать судовая или транспортная арматура.

Специальная промышленная трубопроводная арматура выпускается по специальным проектам предприятий и в соответствии с предъявляемыми ими требованиями (подробнее: «Какая бывает промышленная трубопроводная арматура – виды и характеристики»).

Промышленные сантехнические элементы, как можно догадаться, используются при установке и эксплуатации промышленной сантехники.

Условия производства арматуры

Материал изготовления трубопроводной арматуры определяется будущей областью её применения. Если система (или участок системы) будет работать при давлении до 1,6 МПа, используется ковкий чугун; если больше — сталь. Для трубопроводов небольшого сечения используются высококачественные медные сплавы, благодаря которым не допускается коррозия элементов и прикипание арматуры к трубам.

Следует отметить, что производство арматурных элементов — дело сложное и высокотехнологичное, поэтому должно осуществляться на специальном промышленном оборудовании.

Для производства изделий необходимы:

  • печь;
  • пресс специального назначения;
  • станок для диагностики;
  • стол, на котором осуществляется сборка;
  • токарный станок;
  • сверлильный станок;
  • конвейер;
  • воздушный компрессор для покраски изделий;
  • вспомогательные инструменты и приспособления.

Запорные устройства: классификация и применением

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.

Среди недостатков этих арматурных элементов следует отметить длительность закрывания и открывания, большую относительную высоту изделия (если шпиндель выдвижной), серьёзный износ поверхностей корпуса и затвора и ограниченность применения. Задвижки применяются при температурах до 450°С, давлении до 25 МПа, в диапазоне диаметров труб 0,05-1,2 м. Рабочей средой могут являться вода, пар, щёлочи, кислоты, нефть и т.д. Читайте также: «Какие бывают трубопроводы пара и горячей воды – их особенности и правила монтажа».

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.

Закрыванием и открыванием задвижек можно управлять вручную или при помощи электроприводов – гидравлических, пневматических или электрических. При регулировании положения элемента вручную следует позаботиться и об установке редуктора, позволяющего не затрачивать на процесс слишком много сил.

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.

Все клапаны, при условии надлежащего качества изготовления и установки, пригодны для работы в вакууме, коррозионных средах, в условиях повышенных температуры и давления. Эту трубопроводную арматуру сравнительно просто ремонтировать и обслуживать.

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).

Основное преимущество крана – возможность регулировать объём потока. Если задвижка работает только в двух режимах – открыто или закрыто – то устройство крана позволяет, изменяя положение отверстия затвора относительно оси движения рабочей среды, добиваться полного прекращения, усиления или ослабления потока. Поэтому кран может служить одновременно и запорным, и регулирующим устройством.

Затворы: практика использования

Затворы – главнейшая часть запорной арматуры любого типа. Именно благодаря исправности затвора возможно своевременное и полное (или, при необходимости, частичное) перекрытие движения в трубопроводе потока жидкости или газа.

Соответственно, при неисправности или некачественном изготовлении затвора последствия могут быть любыми – от незначительной, безвредной течи, устраняемой простой заменой элементов конструкции, до полноценной экологической катастрофы или взрыва носителя. Поэтому особое внимание уделяется материалу изготовления затворов и условиям их эксплуатации.

Наиболее часто встречающийся тип затворов – дисковые. Они применяются в системах отопления, водоснабжения, подачи пара, неагрессивных рабочих сред или продуктов нефтепереработки. Применяются и фланцевые затворы, отличительной особенностью которых является наличие в конструкции фланца.

Читать еще:  Инструкция по возведению бани из шлакоблока

Затворы можно изготавливать из чугуна, однако использование стальных изделий (из легированной, нержавеющей или углеродистой стали) предпочтительнее.

Стальные затворы обладают рядом значимых преимуществ:

  • возможна работа при температуре до -60°С;
  • такие затворы могут работать в среде температурой до 700°С;
  • предназначены для использования в агрессивных рабочих средах;
  • выдерживают большое давление (до 10 МПа).

Как поворотные механизмы затворы отличаются:

  • простотой установки и ремонта;
  • компактностью (их можно крепить в ограниченных пространствах);
  • небольшими, по сравнению с задвижками, весом и габаритами;
  • простотой замены при износе изделия при большом сроке годности;
  • невысокой ценой;
  • отсутствием угрозы заклинивания или прикипания во время использования.

Можно сказать, что запорная арматура, при простоте и сравнительно небольшой цене продукции, является не только полезнейшим элементом конструкции трубопровода, но и главной гарантией безопасности как работы системы, так и здоровья и жизни обслуживающего персонала. Ведь именно благодаря запорным элементам можно вовремя остановить утечку опасной жидкости или ядовитого газа и перекрыть движение среды в нужной точке, не нарушая всего цикла работы системы.

Поэтому к выбору, качеству и установке запорной арматуры следует подходить как можно ответственнее, сообразуя свои решения не только с ценой изделий или страной происхождения, но и с предварительно произведёнными расчётами. И, разумеется, нельзя забывать о своевременном обслуживании и плановой замене столь важных для любого трубопровода элементов.

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.

Отрасли, где широко применяется запорная арматура

Продукция предприятий, выпускающих запорную арматуру пользуется широким спросом в самых разных областях человеческой деятельности. Элементы запорной арматуры богато представлены в таких отраслях, как добыча и переработка нефти и газа, химия, нефтехимия, электроэнергетика и коммунальное хозяйство. В данной статье мы расскажем, в каких еще сферах применяется и используется запорная арматура — дисковые затворы, краны, фильтры, клапаны и задвижки.

Читать еще:  Акт приемки кровли образец

Целлюлозно-бумажная промышленность

Целлюлозно-бумажная промышленность широко использует в своей деятельности запорную арматуру. Предприятия, производящие бумагу, буквально нашпигованы сверху до низу самыми разными элементами арматуры — от простых клиновых задвижек и шаровых кранов до ультрасовременных электроприводов, управляемых дистанционно.

К изделиям арматурной промышленности на комбинатах бумажной промышленности предъявляются жесткие требования, что и не мудрено — зачастую для производства бумаги используются очень агрессивные материалы и среды, вызывающие коррозию на металлических элементах оборудования. В основном материалом для арматуры на таких предприятиях служит высококачественная нержавеющая сталь.

Однако, с возрастанием использования соединений хлорида в технологических процессах производства целлюлозы, снабженцы предприятий все больше отдают предпочтение арматуре, изготовленной из сплавов с содержанием никеля — они меньше поддаются агрессии технологических сред.

Целлюлозно-бумажные комбинаты также содержат шламовые линии, для которых требуются специальные элементы арматуры — шиберные затворы. Конструкция шиберных затворов с их запирающим элементом в виде «ножа», позволяющего разрезать твердые частицы суспензии, отлично подходит для использования на таких линиях.

Использованием этих элементов целлюлозные фабрики не ограничиваются. Как и на любом другом высокотехнологичном современном предприятии, там можно обнаружить практически любой элемент запорной арматуры, из используемых в данное время.

Речной и морской флот

Судовая запорная арматура выполняет на морских судах целый спектр операций, без которых не обойдется ни один корабль — гражданский и ли военный, грузовой или пассажирский. Современный корабль комплектуется огромным количеством типов и видов запорной арматуры.

Назначение этих устройств на кораблях разное. Во-первых, это конечно топливная система корабля. Судовая арматура регулирует подачу топлива от резервуаров горючего к силовым установкам, а также наполнение этих резервуаров из береговых хранилищ. При выполнении этих операций необходимы частые действия по перекрытию потоков среды, а значит — и качественные запорные элементы и устройства. Исключений здесь нет, такого типа операции проводятся на любых судах — начиная от атомных авианосцев, заканчивая портовыми буксирами и рыбацкими сейнерами.

Но кроме этого есть еще системы балластировки судна, опреснительные установки, системы обеспечения пресной водой, а также системы пожаротушения. Чем больше судно, тем большее количество элементов запорной арматуры оно потребляет. На современных гигантских супертанкерах длина судовых трубопроводов различного назначения может исчисляться десятками и даже сотнями километров.

В основном диаметры этих элементов судовой запорной арматуры невелики, и спроектированы под ручное управление — чтобы была возможность открыть их руками членов экипажа. Однако количество этих элементов может быть довольно внушительным, впрочем, здесь все также зависит от размеров корабля.

Исходя из таких данных, подбор арматуры для комплектации морских судов — дело серьезное и ответственное. Сейчас на кораблях, также как на высокотехнологичных предприятиях, можно встретить арматуру практически любого типа. Клиновые задвижки, шаровые краны, обратные клапаны, дисковые затворы, дроссельные клапаны — все это широко применяется на судах.

Поскольку среды, с которыми имеют дело на флотах, довольно агрессивны — морская вода, раскаленный пар, нефтепродукты, то к материалам, из которых изготовлены элементы арматуры, предъявляются жесткие требования.

К примеру, морская вода вызывает окисление металлов. И если для систем хранения и подачи пресной воды возможно использование углеродистой стали, то в системах, имеющих дело с забортной морской водой, применять ее нежелательно из-за возможной коррозии. Арматура для морской воды исполняется из бронзовых или медно-никелевых сплавов. Используются также нихром или титан. Также популярна алюминиевая бронза, из-за ее хорошей устойчивости к коррозии, а также адекватной стоимости.

Пивоварение и производство пищи

Оказавшись на любой пивоварне, вы можете наблюдать там множество блестящих труб и резервуаров выполненных из пищевой стали, оборудованных разного рода кранами и клапанами. Все это составляющие технологических установок, предназначенных для перегонки и создания алкогольных напитков.

Клапаны и трубопроводы для этой цели аналогичны биофармацевтическим клапанам, поскольку они должны быть чистыми, с полированными внутренними поверхностями, к которым не будут прилипать органические частицы. Важным признаком арматуры для подобных установок является отсутствие внутренних полостей, где могут накапливаться частицы органики. Подобная арматура работает при низком давлении и выполнена из нержавеющей стали, меди или бронзы.

Другим уникальным аспектом арматуры в подобных установках является ее подверженность очистке, а также то же самое отсутствие лишних карманов и полостей. Например, четвертьоборотные клапаны проигрывают в популярности затворам и задвижкам, из-за сложности очистки. Эти клапаны менее популярны, чем задвижки с затворами, которые практически не имеют карманов или областей, где могли бы скапливаться органические остатки.

Солнечная энергетика

Крупными потребителями запорной арматуры в сфере солнечной генерации являются термически солнечные установки (коллекторы)

Солнечные коллекторы концентрируют тепловую энергию солнчных лучей и используют ее для образования пара. Иными словами, вода нагревается солнцем, и испаряется, циркулируя в закрытом контуре. Соответственно, арматура в таких установках делится на два сегмента — арматура для теплоносителя (воды), и арматура для пара

Крупнейшими пользователями клапанов в солнечной энергии являются солнечно-термические установки, которые концентрируют тепло солнца и используют эту энергию для передачи теплоносителя для создания пара. Другими словами, переносящая жидкость нагревается и циркулирует в приемнике для получения пара. Клапаны для этих установок подразделяются на два сегмента: трубопроводы для теплоносителя и системы трубопроводов для обработки пара.

Запорная арматура в системе теплопередачи солнечных коллекторов должна выдерживать давление и температуру, возникающие в процессе нагрева. Кроме того, она должна подходить для использующейся среды (горячей вод и нагретого пара). Характеристики элементов здесь схожи с теми, что используются на паротурбинных электростанциях

Солнечные электростанции, которые используют фотогальванический процесс для выработки электроэнергии, не имеют агрессивных сред и сложных условий эксплуатации, следовательно, требования к арматуре, использующейся здесь, не столь критичны.

Сталелитейная промышленность

Производство железа и стали предъявляет высокие требования к запорной арматуре, использующейся на сталелитейных предприятиях. Использующиеся здесь клапаны, задвижки, затворы и краны иногда отличаются уникальными характеристиками и нестандартными размерами.

Для выплавки стали используется доменная печь, где железную руду, кокс и другие компоненты переплавляют при температуре около 2800 ° F (около 1538 ° C) до получения расплавленного железа.

В доменной печи используются магистрали горячего газа больших диаметров и низкого давления, которые проходят от источника газа через компрессор в доменную печь. Эти магистрали насыщены различными элементами трубопроводной арматуры. Самый популярный элемент, применяющийся в устройствах с горячими газами — это так называемая листовая задвижка, (также называемая реверсивная заглушка или обтюратор). Поток среды в обтюраторе перекрывается при помощи глухого элемента поворотной заглушки. В системе горячего газа также используются шиберные затворы и обратные клапаны.

Для доменной печи также необходимы магистрали подачи воды и отведения пара. Арматура, которой комплектуют такие линии, не испытывает экстремальных нагрузок, поэтому в этих магистралях используются стандартные элементы.

Другая разновидность выплавки стали — Кислородно-конвертерный процесс. Существует много разновидностей кислородно-конвертерного процесса, предназначенного для производства стали требуемого качества из чугунов различных составов: низко- и высокофосфористых, кремнистых и низкокремнистых, марганцовистых и высокомарганцовистых и т. п. Наибольшее распространение получил кислородно-конвертерный способ с верхней продувкой чугуна технически чистым кислородом.

Здесь основную нагрузку несет арматура, установленная на линиях подачи кислорода. Она так и называется — кислородная арматура. Кислородная арматура и трубопроводы перед установкой и использованием должны быть в обязательном порядке проверены изнутри и снаружи на отсутствие следов жира и масел, в противном случае их необходимо обезжирить растворителем. Иначе может произойти возгорание. Категорически запрещается перед монтажом продувать кислородные трубопроводы сжатым воздухом.

Геотермальные электростанции

Геотермальная энергетика использует энергию горячих газов или пара, содержащихся в недрах земли, и имеющих естественное происхождение. Наиболее распространена в вулканических районах. В зависимости от характера и температуры геотермального источника требования к запорной арматуре, использующейся на таких объектах могут быть аналогичны требованиям к арматуре, использующейся на теплоцентралях или на магистралях горячего водоснабжения.

Аэрокосмическая отрасль

Запорная арматура, использующаяся в аэрокосмической отрасли, как правило отличается малыми размерами, нестандартными материалами изготовления и высокоинтеллектуальными системами управления.

Наиболее распространенными типами арматуры здесь являются электромагнитные клапаны, а также гидравлические клапаны малого размера, используемые для воздействия на управляющие поверхности, такие как стабилизаторы, элероны и рули. Управляемые ракеты используют те же типы малогабаритных клапанов.

Наземные пусковые площадки для орбитальных аппаратов очень сложны и содержат множество трубопроводов. Существуют линии для жидкого топлива, которые обычно насыщены криогенной арматурой. Другие вспомогательные линии содержат различные жидкости при различных давлениях и температурах, что тоже предопределяет высокие требования, налагаемые на использующуюся в них запорную арматуру.

Плотины и гидроэлетростанции

Плотины и организованные при них гидроэлектростанции — это мощные и сложные инженерные сооружения, насыщенные огромным количеством трубопроводов и элементов трубопроводной арматуры самого разного назначения. В изобилии здесь представлены как традиционные задвижки, обратные и запорные клапаны, шиберные и дисковые затворы, а также некоторые специфические элементы конструкций, использующиеся только в водном хозяйстве.

Читать еще:  Восстановительные работы над старыми трубами

К организации водного хозяйства плотин предъявляются серьезные требования. Функции запорной арматуры здесь — регулировка производительности резервуаров и водохранилищ. Глубина водохранилища должна оставаться оптимальной, как во время засухи, так и во время наводнений. Для регулировки уровня водохранилищ, плотины оборудуются шлюзами для сброса воды. Напор воды, проходящий через шлюзы и трубопроводы, может быть просто гигантским, отсюда — высокие требования к технологическим узлам, позволяющим перекрыть этот поток, в частности и к элементам запорной арматуры.

На первый взгляд может показаться, что практически любой тип трубопроводной арматуры может быть использован в плотинах и гидроэлектростанциях. Однако более пристальный взгляд на условия эксплуатации говорит о другом.

Элементы, перекрывающие поток воды, противостоят огромному давлению, а также огромным объёмам и значительной скорости потока. При таких условиях на выходе может возникать кавитация, которая может привести к выходу арматуры из строя, что чревато катастрофой. Поэтому элементы арматуры тестируются на противодействие этому явлению, в частности хорошие результаты дает использование игольчатых клапанов.

Запортная арматура: применение, виды, стандартизация

Запорная арматура является неотъемлемой частью трубопроводных систем различного назначения. Она необходима для перекрытия потока рабочей среды. Функциональные элементы арматуры дают возможность плавного изменения параметров с фиксацией площади просвета от положения «открыто» до позиции «закрыто» с определенной степенью герметичности.

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).

Виды запорной арматуры

Запорные устройства, перекрывающие поток рабочего вещества в трубе, классифицируются по способу остановки потока.

  • Задвижка. Ее запирающий элемент движется перпендикулярно потоку рабочей среды.
  • Вентиль. Ее запирающий элемент перемещается вдоль движения потока рабочей среды.
  • Шаровый кран. Ее запирающий элемент поворачивается вокруг оси устройства перпендикулярно потоку рабочей среды.

Задвижки

Изделия данного типа используются на технологических линиях и в транспортных трубопроводах промышленного назначения. Задвижка изготавливается в следующих исполнениях:

  • с ручным управлением;
  • с электроприводом в стандартном и взрывоопасном исполнении;
  • с гидроприводом.

На запорной арматуре большого диаметра при ручном управлении устанавливается редуктор с червячной, конической или цилиндрической передачей для уменьшения усилия на маховик. Если шпиндель задвижки расположен горизонтально, электропривод монтируют на опоре, червяк и роликоподшипник густо смазывают маслом.

  • условное давление, Р, МПа (кгс/кв. см): 0,16 (1,6) – 25,0 (250);
  • диаметр условного прохода, D, мм: 50–2000;
  • температура рабочей среды, К (°С): +213 (-60) − +838 (+565).

Классификация задвижек

По конструкции шпинделя запорной арматуры различают задвижки:

  • с невыдвижным (вращаемым) шпинделем. При открытии и закрытии элемент совершает только вращательные движения, резьба контактирует с рабочим потоком;
  • с выдвижным шпинделем. Запорный элемент движется поступательно, гайка и ходовая резьба вынесены из полости задвижки.

По конструкции затвора:

  • клиновые задвижки. Уплотнительные кольца в конструкции расположены под углом. Арматура может иметь цельный упругий или жесткий клин либо двухдисковый составной запирающий элемент;
  • параллельные задвижки (шиберные). Уплотнительные кольца расположены параллельно друг другу. Затвор запорного устройства может выполняться в форме листа или диска либо в виде двух дисков с распорным клином или пружиной. Параллельные задвижки чаще всего отливаются из чугуна, используются в системах транспорта газа и воды. Модели с выдвижным шпинделем монтируются на трубы с диаметром не менее 50 мм.

Особенности задвижек

Арматура имеет простую конструкцию, характеризуется неприхотливостью в эксплуатации, высокой степенью ремонтопригодности. Функционирует в позициях «открыто» и «закрыто». При частой фиксации затвора в промежуточном положении возникает вибрация, что приводит к разрушению задвижки.

Вентили

Вентилем называется устройство, в котором движение запирающего элемента производится посредством ходовой гайки и шпинделя (резьбовой пары). Арматура обладает свойством самоторможения, поэтому запорный орган можно оставлять в любом промежуточном положении.

Основные характеристики вентилей:

  • материал основных деталей − серый чугун марки не ниже СЧ18–36;
  • диаметр условного прохода, D (мм): 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200;
  • тип присоединения к трубопроводу: фланцевое или муфтовое;
  • материал уплотнений затвора: фторопласт-4, кислотощелочестойкая резина средней твердости;
  • рабочая среда: пар, вода;
  • максимальная температура в трубопроводе, К (°С) − 489 (225).

Классификация вентилей

По конструкции корпуса:

  • проходные. Вентили такого типа монтируются на прямолинейных участках трубопровода, где не допускается уменьшение потока рабочей среды. Проходная арматура имеет большой вес и высокое гидравлическое сопротивление;
  • прямоточные. Патрубки такого запорного вентиля расположены противоположно друг другу. Корпус более компактный, но длинный и тяжелый. Гидравлическое сопротивление ниже, чем у проходных моделей;
  • смесительные трехходовые. Такие запорные вентили могут иметь три или четыре присоединительных патрубка. Устройства используются для соединения нескольких потоков с разными рабочими средами: газообразными и жидкими. Смесительные вентили используют для стабилизации рабочей температуры, процесса разжижения, дозирования реагентов и т. д.;
  • угловые. Запорные вентили этого типа имеют перпендикулярно расположенные присоединительные патрубки, монтируются в местах поворота магистрали.

По типу регулирующего элемента:

  • односедельные. Клапан выполнен в виде иглы с переменным по длине сечением. Запирающий элемент может крепиться к шпинделю или быть с ним одним целым. Клапан монтируется в корпусе посредством резьбы, но не обеспечивает герметичность при закрывании. Вентиль подходит для работы в системах с небольшим потоком газа;
  • двухседельные. Такие вентили разгружают шток по оси при разности давлений на входе и выходе. Слабый подъем регулирующего элемента не обеспечивает достаточную плотность запирания.

По степени герметизации:

  • сальниковые. Они имеют простую конструкцию, невысокую стоимость. Устройство такого вентиля предусматривает возможность смены сальника или донабивки;
  • сильфонные. Предназначаются для работы с опасными (токсическими, взрывоопасными) веществами, когда утечка недопустима. Уплотнение отличается высокой надежностью, но не подлежит ремонту.

Особенности вентилей

Вентиль имеет достаточно простую конструкцию, характеризуется надежностью и удобством в использовании. Недостаток такой запорной арматуры – высокое гидросопротивление, которое приводит к образованию застойных зон.

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.

Конструктивные требования

Шаровые краны должны открываться поворотом шпинделя по часовой стрелке, если в конструкторской документации не указано обратное. Для крайних положений предусмотрены ограничители поворота пробки. Расположение рукоятки должно соответствовать направлению проходного канала шара. В конструкции запорного устройства предусматривают также элемент, обеспечивающий непрерывную электропроводимость. Снятие статического напряжения осуществляется только искусственным путем.

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.

Область применения шаровых кранов

Арматура данного типа широко используется в системах питьевого водоснабжения, отопления, в пожарных гидрантах, пневмосистемах, трубопроводах, транспортирующих масла, пищевые растворы, нефтепродукты, химически агрессивные вещества и т. д. Простая конструкция и легкое использование позволяют устанавливать их не только на промышленных объектах, но и в жилых домах.

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.

Стандартизация запорной арматуры

Основные параметры всех типов запорной арматуры регламентированы ГОСТом, поэтому при изготовлении на корпусы устройств наносят соответствующую маркировку. Цифровое и/или буквенное обозначение может содержать информацию о заводе изготовителе, материале изделия, диаметре условного прохода, допустимых рабочих параметрах и т. д. Маркировка ускоряет процесс выбора, а стандартизация размеров упрощает монтаж.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector