Запорная арматура: виды, назначение и рекомендации по установке

Виды и назначение запорной арматуры

Назначение и функции запорной арматуры

Изделия запорной арматуры относятся к специальному типу изделий для трубопроводных магистралей, назначение которых заключается в оперативном регулировании скорости потока рабочего носителя для обеспечения заданных параметров технологического процесса. Действие запорной арматуры направлено на закрытие, открытие, смену направления и скорости движения рабочего газа/жидкости. Кроме того, к запорной арматуре следует отнести спускные и контрольные изделия, служащие для сброса носителя из трубопроводных систем, технологических аппаратов, и подачи носителя в контрольно-измерительные приборы.

Арматура данного типа присутствует во всех трубопроводных магистралях промышленных производств, технических объектах бытового назначения (отопление, газо-, водоснабжение, канализация и т.д.), и составляет не менее 80% от общего количества используемых изделий в магистрали. Наибольшее распространение в качестве запорных элементов получили задвижки, вентили, краны, клапаны и затворы.

Выбор материалов, из которых изготавливаются данные детали, в настоящее время достаточно широк:

  • металлы (титан, алюминий);
  • сплавы (чугун, сталь, бронза);
  • полимерные и синтетические материалы, например, поливинилиденфторид (ПВДФ), хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ), полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП).

При выборе запорного изделия руководствуются следующими техническими характеристиками: присоединительный диаметр, назначение и материал, из которого изготавливается корпус и рабочая часть трубопровода, скорость закрытия. Специальные требования: продолжительные сроки службы, высокая прочность, надёжность, безопасность, коррозионная устойчивость материала к рабочей среде, герметичность, простота монтажа и удобство эксплуатации.

Следует отметить, что рабочая среда трубопровода достаточно быстро повреждает изделия запорной арматуры, происходит истирание уплотнительных элементов, износ, коррозионные процессы, поэтому необходимо своевременно проводить технический контроль оборудования, промывку систем магистралей, ремонт или замену изделия.

В зависимости от назначения в составе технического объекта запорная арматура делится на категории:

  • промышленная (общепромышленная, специальная) – используется в производствах различного рода деятельности, в том числе народного хозяйства;
  • судовая – эксплуатируется в заданных специфических условиях морского и речного транспорта;
  • сантехническая – трубопроводная арматура бытового назначения, применяется в газовых плитах, колонках, ванных, котлах и т.д.;
  • изготовленная по спецзаказу – разрабатывается, изготавливается и эксплуатируется в соответствии с особыми заданными техническими требованиями, например, в уникальных, экспериментальных промышленных объектах.

Функции, выполняемые данным типом арматуры обширны: регулирующая, распределительно-смесительная, предохранительная, защитная, запорная, фазоразделительная.

В данной статье рассмотрим виды запорной арматуры, действие которой направлено на изменение площади поперечного сечения трубопровода для регулирования скорости потока носителя или полной его остановки.

Виды запорной арматуры

Задвижка

Основное отличие данной детали состоит в том, что запорный (регулирующий) элемент представляет собой лист, диск или клин, который может возвратно-поступательно перемещаться в направлении, перпендикулярном направлению движения рабочего носителя. Этот вид арматуры относится к промышленной категории и используется, в основном, в трубопроводных коммуникациях жилищно-коммунального хозяйства и промышленных производств. Задвижки делятся на полнопроходные и усеченные, их устройство позволяет плавно регулировать скорость потока и предотвращать гидравлические перегрузки.

Рассматриваемый вид изделий обладает рядом преимуществ: простота конструкции, широкий диапазон условий эксплуатации, небольшая строительная длина, малое гидравлическое сопротивление, что особенно важно при их применении в трубопроводных магистралях с высокой скоростью рабочего носителя. Недостатки задвижек определяются их конструкцией: достаточно большое время, затрачиваемое на закрытие или открытие затворного элемента, износ уплотнительных деталей, сложность в техническом обслуживании.

Отечественная промышленность выпускает задвижки с не выдвижным штоком и с выдвижным шпинделем. Устанавливаются задвижки независимо от направления движения потока в трубопроводе, так как их конструкция симметрична. Выдерживают рабочие давления от 2 до 200 атмосфер, присоединительный диаметр варьируется от 8 мм до 2 м.

Вентиль

Вентиль, как вид запорной арматуры, выполняет регулирующую функцию и позволяет изменять расход носителя в трубопроводе вплоть до прекращения его подачи. С их помощью поддерживается заданный уровень давления в магистрали и осуществляется смешение потоков в необходимой пропорции.

В вентиле рабочий элемент расположен на шпинделе, который совершает возвратно-поступательные движения от вращательных движений маховика. Движение шпинделя может осуществляться автоматически при помощи сервоприводов и вручную.

Данные изделия относятся к промышленной категории и наиболее часто встречаются в бытовых объектах жилищно-коммунального хозяйства. Самый распространенный тип вентиля – проходной, размещаемый на прямых участках магистралей. Одним из недостатков данного вида арматуры, кроме прямоточных вентилей, является большое гидравлического сопротивление, что ограничивает их применение в специальных технических объектах. Преимущества вентилей заключается в небольшой стоимости, доступности, надежности, легкости ремонта и технического обслуживания при эксплуатации.

Кран шаровой запорный

Отличие конструкции запорного крана заключается в простоте исполнения: запорный элемент выполнен в виде шара, цилиндра и, что достаточно редко, может быть конической формы. Краны бывают полнопроходными и не полнопроходные. В полнопроходных кранах диаметр проходного отверстия всегда соответствует диаметру присоединительного отверстия к трубопроводу, в не полнопроходном, соответственно, проходной диаметр меньше.

Работа осуществляется в крайних режимах «закрытие» и «открытие». Его основная функция направлена на перекрытие движения рабочего потока. Достоинства, недостатки и условия эксплуатации определяются материалом, из которого изготовлен кран. Например, пластиковые краны ПП, ПЭ устойчивы к воздействию агрессивных сред, но подвергаются разрушительному действию механических примесей рабочей среды. Краны из нержавеющей стали выдерживают высокие рабочие давления и температуры, но с точки зрения бытового использования имеют значительную стоимость.

Клапан

Клапаны (обратные) относятся к защитной трубопроводной арматуре, функционально предназначены для предотвращения обратного хода потока рабочего носителя в технологической схеме. Пропуская рабочую среду в одном направлении, клапаны не дают возвратного хода жидкости или газа.

С их помощью осуществляется защита различного производственного оборудования (насосы, резервуары, аппараты и др.), а также исключается поврежденный участок трубопровода при течах рабочего носителя из общего технологического процесса, что крайне важно при возникновении аварийной ситуации.

Существуют клапаны с конструкцией запорного элемента шарообразной формы или в виде конуса, перемещение которого происходит в направлении, параллельном движению носителя. Поток, проходящий через рабочее окно клапана, прижимает запорный элемент к основанию устройства, что прекращает его движение в обратном направлении. Клапаны обратного типа изготавливают как встроенные в состав узлов и агрегатов, так и в самостоятельном виде. Как правило, обратные клапаны монтируются на горизонтальных прямых участках магистралей по направлению рабочего потока.

Клапаны, имея сравнительно простую конструкцию, тем не менее, обеспечивают надежность и герметичность перекрытия рабочего потока, благодаря чему широко используются для газообразных и жидких рабочих сред. Применяются в широком диапазоне давлений (от 5·10 -6 до 2000 атм.) и рабочих температур (от минус 200 до плюс 600°С). Подходят для трубопроводных конструкций относительно небольших диаметров.

Затворы

Затвор – это устройство запорной арматуры, используемое для обеспечения герметичности при перекрытии рабочего потока. Может работать в режимах «регулирование» и «перекрытие». Представляет собой наиболее удобный и простой вид запорной арматуры при техническом обслуживании и эксплуатации, имеет невысокую стоимость и рыночную доступность.

Устройство затвора разработано таким образом, что запирающий элемент проворачивается вокруг оси, на которой он расположен. Наиболее распространенная разновидность данного устройства с дисковым затвором – «Баттерфляй».

Управление положением затвора возможно вручную при помощи ручки и механически с помощью редуктора или электрического привода. Такие достоинства поворотных затворов “Баттерфляй”, как простота технического обслуживания, монтажа и замены уплотняющих деталей, небольшая строительная высота и масса, а также продолжительные сроки эксплуатации и доступная стоимость широко используются в трубопроводных магистралях бытового назначения.

Отечественная промышленность выпускает широкую линейку изделий запорной трубопроводной арматуры, отвечающих общим и специальным требованиям, высокому качеству и современным технологиям. Стоимость таких изделий может широко варьироваться от 100 руб. до нескольких десятков тысяч рублей, что определяется материалом, назначением, размерами, производителем.

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.
Читайте также:  Электронный замок на дверь: особенности выбора и эксплуатации

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.

Классификация, виды и назначения трубопроводной арматуры

Рынок металлопроката стал особо популярен за счет производства промышленной арматуры, которая применяется при построении трубопровода. Трубопровод – специальное сооружение, которое служит для переноса веществ в различном агрегатном состоянии (жидком, твердом и газообразном) под воздействием разницы давления в поперечных сечениях трубы. Он представляет собой сложную конструкцию из труб, контрольно-измерительных приборов, автоматики, опорных конструкций, изоляционных материалов и трубопроводной арматуры, которая является его основной частью.

Трубопроводная арматура – специальный механизм трубопровода, который позволяет управлять потоками веществ за счет изменения площади поперечного сечения.

Виды трубопроводной арматуры

Всего выделяют 7 видов таких изделий по назначению: запорная, регулирующая, предохранительная, защитная, фазоразделительная, смесительно-распределительная, контрольная.

  1. Запорная – представлена задвижками, кранами, заслонками и вентилями. Обеспечивает полное прекращение движения рабочей жидкости в трубах для ее спуска в среду, либо для поступления в контрольные и измерительные приборы.
  2. Регулирующая – представлена вентилями, саморегулирующимися клапанами, конденсатоотводчиками и специальными приборами, которые регулируют необходимый уровень потока. Обеспечивает возможность изменения температуры, напора, давления и расхода вещества в определенном агрегатном состоянии.
  3. Предохранительная – представлена предохранительными и перепускными клапанами, а также мембранным предохранителем. При повышении давления в сосуде выше нормы обеспечивает автоматическое открытие клапана и сброс лишнего вещества.
  4. Защитная – представлена отсечными и обратными клапанами, либо пневмозадвижками. Обеспечивает автоматическое аварийное отключение отдельного участка или всего трубопровода при критическом изменении показателей рабочего материала.
  5. Фазоразделительная – представлена маслоотделителями, вантузами и конденсатоотводчиками. Служит для автоматического разделения фаз рабочего вещества, которое находится в разных агрегатных состояниях и их удаления.
  6. Смесительно-распределительная – представлена в виде специальных кранов-смесителей, которые распределяют потоки, и клапанов. Обеспечивает смешивание различных потоков рабочего вещества в один, либо разделяет один поток на несколько потоков, идущих в разных направлениях.
  7. Контрольная – представлена пробко-спускными кранами, датчиками уровня. Служит для определения движения и уровня рабочего материала, который находится в определенном агрегатном состоянии.

Классификация трубопроводной арматуры

Классификация таких специальных сооружений связана с их функциональным предназначением.

  1. По методу уплотнения или герметизации арматура бывает мембранная, где герметиком является мембрана, сильфонная ( герметиком является металлическая оболочка из нержавеющей стали), шланговая ( герметиком является шланг), сальниковая ( герметиком является сальниковый уплотнитель).
  2. Управление такой конструкцией бывает нескольких видов : дистанционное, при котором управление происходит благодаря устройствам автоматического срабатывания) и ручное или с помощью электрического, пневматического, гидравлического или электромагнитного привода.
  3. Присоединение армированной конструкции к трубопроводу происходит благодаря таким деталям, как муфта, фланец, штуцер и патрубок с буртиком. Отсюда и происходят названия соединений :муфтовый, фланцевый, цапковый и штуцерный. А также используют сварку для соединения армированной конструкции и трубы.
  4. Не каждый вид изделия способен выдерживать давление в 200 МПа и температуру в 800 градусов. Поэтому все виды основной части трубопровода деляться на оборудование, которое способно сохранять вакуум, выдерживать абсолютное давление (до 0,2 МПа), низкое (до 1,5 МПа), среднее ( до 15 МПа), высокое (до 90 МПа), и сверхвысокое давление ( свыше 90 МПа).
  5. По температурный параметра выделяют жаропрочное оборудование, температура которого составляет более 700 градусов, криогенную ( ниже 160 градусов), арматуру низких (от -10 до -50 градусов), средних ( от -50 до 300 градусов) и высоких ( от 300 до 700 градусов) температур.
  6. По области применения различают армированные сооружения: промышленного всеобщего (хозяйство) и специального назначения (для повышенного давления, высоких и низких температур, токсических сред), специализированные (под заказ), судовые ( при постройке различных морских суден) и сантехнические (различные бытовые приборы).

Виды и классификация трубопроводной арматуры тесно связаны между собой, так как выполняют функции связанные с эффективной и безопасной работой трубопровода.

Типы трубопроводной арматуры

Всего различают 4 типа оборудования: клапан, дисковый затвор, кран, задвижка.

Читайте также:  Каким должен быть современный слив для раковины?

Клапан представляет собой специальное сооружение, в котором регулятор движется параллельно потоку вещества, которое находится в трубе. Различают таральчатые, игольчатые, односедельные и двухседельные клапаны. При таком типе армированной конструкции, как задвижка, регулятор движется под углом 90 градусов к потоку рабочего материала. Регулятор в кране вращается вокруг себя и не связан с руслом вещества. Различают шаровые, конусные и дисковые краны. Если регулятор имеет дисковидную форму, вращается вокруг себя и располагается перпендикулярно к потоку рабочего вещества, то такой тип трубопроводной арматуры называется дисковым затвором. В заключении отметим, что помощь в создании данного материала про трубопроводную арматуру нам оказали сотрудники профильной компании Атис Сталь, поставляющей данную категорию продукции на российский рынок.

Материал для изготовления оборудования

Выбор материала для изготовления такого оборудования зависит в первую очередь от среды эксплуатации и функциональных возможностях. Например, керамика и стекло имеют высокую устойчивость к агрессивным средам и используются в химической промышленности. Для отопительных систем используют стальную арматуру (низкоуглеродистую или легированную), так как она является жаропрочной. Также для изготовления используют чугун, титан, алюминий, латунь, никель, бронза и неметаллические материалы( винипласт, полиэтилен, капролактам, графит и другие).

Установка запорной арматуры

Учитывая ответственную роль, сложности конструктивного исполнения и немалую стоимость изделий, установка запорной арматуры на промышленных трубопроводах должна производиться только специалистами высокого класса. Как показывает практика, в таком процессе важно все – соблюдение правил, предписанных производителем, грамотный выбор места подключения, способы приладки изделий.

От того, насколько ответственно пользователь подойдет к работе, зависит не только окупаемость вложений, но и безопасность эксплуатации новой коммуникационной системы (или восстановленной, если монтаж запорно-регулирующей арматуры осуществляется по программе ремонта). Что здесь надо учесть?

Перед установкой запорной арматуры

Для многих крупных проектов распределение строительного бюджета до начала работ является нормой. При таком сценарии покупка арматурных изделий производится намного раньше их использования. Если это ваш случай, и до монтажа запорная арматура некоторое время будет храниться на складе, для нее нужно создать соответствующие условия. Хранить ее надо:

  • в закрытой упаковке;
  • при небольшой влажности;
  • при температуре от 5 до 20 градусов тепла без резких перепадов;
  • без прямого попадания солнечных лучей.

Заводскую упаковку желательно оставить запечатанной. Это позволит исключить риски попадания в прибор пыльного абразива. Если упаковка не сохранилась, желательно упаковать прибор в другую тару. При длительном хранении металлические детали стоит периодически смазывать для профилактики коррозии. То же касается резиновых уплотнителей: чтобы они не пересохли и не растрескались, применяют силиконовую смазку.

Этапы монтажа запорной арматуры

Процесс монтажа запорной арматуры делится на 3 основных этапа: подготовку, планирование и закрепление изделий. В рамках подготовительной стадии необходимо:

  • прочистить трубопровод – удалить инородные предметы и грязь вручную или при помощи системы очистки (водной, воздушной);
  • проверить фланцы на предмет целостности и отсутствия дефектов;
  • подготовить устройства (распечатать, осмотреть, при необходимости – очистить корпус).

Планирование включает выбор места монтажа запорной арматуры и крепление обратного клапана (он обеспечит стабильность направления потока и предупредит гидравлические удары, которые сильно снизят срок службы оборудования). Ставится данный вид устройств строго на ровную площадку без поворотов и изгибов. В месте установки запорной арматуры не должно быть трещин, деформаций труб и других дефектов.

Монтаж запорной арматуры проводится двумя способами – фиксацией на фланцах (или других способах крепления) и сваркой. В первом случае важно не переусердствовать: чрезмерное усилие может повредить корпус и другие элементы устройства. При сварке прибор необходимо перевести в открытое положение (в некоторых случаях – промежуточное).

Основные правила

На каждом этапе есть правила установки запорной арматуры, которые нужно соблюдать для всех ее типов.

  1. Перед монтажом запорную арматуру необходимо очистить с помощью щетки (вода, пар).
  2. При выборе места следует ориентироваться на самую ровную площадку, при этом:
    • во избежание разгерметизации в местах стыковки недопустима установка запорной арматуры на трубопровод в месте изгиба;
    • участок для монтажных работ должен быть строго прямолинейным и предварительно очищенным от пыли и грязи;
    • состояние фланцев не может вызывать сомнений (их нужно проверить).
  3. В процессе монтажа запорной арматуры трубопроводов надо обращать внимание на направление стрелок – оно должно соответствовать току рабочей среды. Сварочные работы следует проводить, предварительно переведя устройства в открытые положения. Затяжку креплений при бессварочной установке запорной арматуры надо жестко контролировать: она не должна быть чрезмерной во избежание механических повреждений корпуса и других частей устройства.

Аккуратность – главное правило при проведении монтажных операций. Именно в таких процессах дорогостоящее оборудование или крепежные фланцы чаще всего повреждаются. Основные риски – падение изделий с высоты (сулит разбитый корпус и неправильную работу в будущем), чрезмерное давление на прибор во время фиксации (может привести к растрескиванию и коррозии короба или нарушению целостности уплотнителей, что сильно сократит срок службы изделий).

Правила монтажа запорной арматуры по видам

Для каждого из видов продукции класса существуют свои ограничения и рекомендации. Они указываются в инструкции по установке запорной и регулирующей арматуры, предоставленной производителем. Рассмотрим важные моменты при работе с самыми популярными вариантами арматурных изделий.

Задвижки

При фиксации задвижек важно обеспечить безопасность самих конструкций и их правильное положение. Переносят устройства только на стропах (обвязка корпуса). Переносить задвижку за шток/штурвал нельзя, это может привести к ее повреждению и полному выходу из строя. На время приварки нужно установить шток стальной задвижки в верхнее положение. Для некоторых представителей класса очень важно учитывать соответствие стрелок на корпусе и направления потока рабочей среды.

Дисковые затворы

Правила установки запорной арматуры этого типа:

  • аккуратная затяжка соединений (большой риск при перетяжке резьбового крепежа повредить прокладку);
  • при сварке – установить запирающий элемент в промежуточное положение между «открыто» и «закрыто»;
  • диаметр монтажного фланца подбирается, равным диаметру трубопровода.

Шаровой кран

При работе с шаровым краном нельзя использовать щипцы, тиски и прочий зажимный инструмент. Повредить такие устройства очень легко. Устанавливается кран так, чтобы на него не приходилось давление подключенных приборов или самого трубопровода. Усилие при закреплении – до 30 Н.

Обратный клапан

Установка запорной арматуры для контроля тока жидкости всегда производится со строгим соблюдением направлений (меток на корпусе). В случае с обратным клапаном обязательным является соблюдение монтажных отступов и учет режима пульсации.

Рекомендации экспертов

От правильности установки запорной арматуры зависит долговечность и безопасность работы трубопровода. Потому здесь нет места ошибкам и недочетам. Требования к проведению сварочных работ должны соблюдаться строго.

Важное правило: для исключения поломки конструктивных элементов габаритных изделий, смещения их прокладок или повреждение уплотнителей под них сооружают основание – ставят бетонную плиту или делают заливку. В других случаях, если это предусмотрено проектом или того требует безопасный монтаж запорной арматуры, могут устанавливаться другие опоры.

Чрезмерное напряжение при эксплуатации запорно-регулирующих устройств – самый верный способ обеспечить их ранний износ. Оно возникает при неправильном выборе места на трубопроводе (деформации, повороты, изгибы).

Не стоит недооценивать и этап подготовки основных компонентов и систем к монтажным операциям. Проверять корпус конструкций на предмет целостности антикоррозионного покрытия, деформаций и прочих дефектов нужно очень внимательно. То же касается фланцев, монтажной площадки.

Самый надежный способ исключить многочисленные риски монтажных работ – доверить их квалифицированным специалистам с достаточным опытом и профессиональным инструментом.

Запорная арматура — применение и рекомендации по выбору

Кран шаровый c/c DN50 AISI304

Седельный клапан отсечной с пневмоприводом DN40 AISI304

Т-образный дисковый клапан под резьбу DN50 (3 затвора)

Донный мембранный клапан с электроприводом Clamp DN25 AISI316

Мембранный клапан Clamp DN25 AISI316

Пневмопривод вертикальный воздухпружина DN15-100

Затвор дисковый c/c DN25 AISI304

Клапан обратный с/с DN25 AISI304

Пищевая арматура из нержавеющей стали предназначена для управления рабочей средой. С ее помощью частично либо полностью открывают и закрывают поперечное сечение трубы, изменяют направление, разделяют или смешивают потоки.

По функциональности арматура делится на несколько основных видов: запорная, обратная, предохранительная, распределительная, смесительная, регулирующая, фазоразделительная, отключающая. Есть и комбинированные виды. Самой распространенной является запорная. К ней относится около 80% всех используемых устройств.

В процессе проектирования трубопровода важно правильно выбрать арматуру как по виду, так и по типу, то есть, по основным конструктивным особенностям, в частности, по направлению движения запирающего органа относительно потока рабочей среды. Если узел не будет соответствовать условиям работы, то он быстро выйдет из строя. Если нужное изделие, например, клапан обратный, не будет поставлено в необходимом месте, то в цехе вообще может произойти авария. С другой стороны, точное определение того, какой должна быть арматура, станет предпосылкой ее долгого и надежного функционирования.

Общие рекомендации по выбору арматуры

Для того, чтобы правильно выбрать трубопроводную арматуру, надо знать следующие параметры:

Назначение и условия работы.

Способ управления – ручной, электрический либо другой.

Гидравлические характеристики: класс герметичности, удельный расход и прочие.

Монтажные условия: допустимая масса и размеры, вид соединения с трубопроводом, условный диаметр прохода.

Дополнительные требования, если имеются.

По этим данным выбирается вид и тип арматуры, а также материал, из которого она должна быть сделана. В пищевой промышленности самой популярной является нержавеющая сталь, поскольку она лучше других отвечает технологическим и санитарно-гигиеническим требованиям. Конкретное изделие выбирается по каталогам, с учетом номенклатурных данных.

Рекомендации по выбору запорной арматуры

Вся пищевая запорная арматура делится на четыре типа.

Читайте также:  Зеркальные натяжные потолки: преимущества и недостатки

рис. 1

Задвижка (рис. 1). Затвор выполнен в форме диска, шибера (параллельный) либо клина (клиновидный). Он перемещается вдоль уплотняющих колец, которые расположены в седле корпуса.

Клиновый затвор (КЗ) делается разной конструкции, от чего зависит его применение. Цельный КЗ обеспечивает полную герметизацию, может функционировать под высоким давлением. Но рабочая среда должна быть неагрессивной, без механических примесей. Упругий КЗ, кроме аналогичного давления, выдерживает еще и высокие температуры жидкости. Напор для составного КЗ должен быть не выше среднего.

Затвор дисковый нержавеющий не дает такой абсолютной герметизации, как клиновый. Зато давление может быть больше. Для такого рабочего органа допускается, чтобы жидкость была с небольшим количеством примесей. Подобные затворы могут быть одно- или двухдисковыми. Последние перекрывают сечение трубы более плотно.

Эластичное уплотнение дисковых затворов обеспечивает практически полное запирание потока. Но давление обязано быть не слишком высоким, а температура рабочей среды – чем ниже, тем лучше. Если жидкость агрессивная, то на внутреннюю поверхность наносят гуммированное покрытие. Шток может быть, как выдвижной, так и невыдвижной.

Задвижки применяются в тех случаях, когда высота устройства не играет большой роли. К их достоинствам можно отнести дешевизну, широкий ассортимент по проходному диаметру, малые строительную длину и гидравлическое сопротивление. Это простая в обслуживании проходная арматура, способная работать с вязкой рабочей средой. В то же время, для жидкостей со значительным загрязнением, кристаллизирующихся или агрессивных, они не подходят. Перепад давления на задвижке допускается значительно меньший, чем на вентиле. В трубах может произойти гидроудар.

рис. 3 рис. 2

Задвижки применяются только как запорная арматура. При ручном управлении, время полного закрытия достаточно большое. Конструкции этого типа не рекомендуется ставить на тех линиях, где требуется часто открывать и закрывать проход. Чтобы ускорить работу узла, выбирают модели с электроприводом (рис. 2). Задвижки допускаются к применению в системах холодильной техники. Для работы с жидкостью при температуре более 600 град С или с вакуумом, нужны модели специальной конструкции. Использовать такую арматуру для ядовитых сред или при рабочем давлении от 40 МПа нельзя.

По конструкционно-монтажным требованиям задвижка хороша там, где требуется малое гидравлическое сопротивление и полнопроходность. Она не годится для труб с ДУ до 20 мм, зато вполне подходит для средних ДУ (до 200 мм) и больших (от 300 мм). Не рекомендуется в местах, где нужны малые высота и масса, ценится высокая герметичность затвора, такие же ремонтопригодность и удобство обслуживания. Под землей не ставится.

рис. 4

Вентиль (рис. 3). Этот самый распространенный тип запорной арматуры часто называют клапаном. Более подробно его устройство показано на рис. 4. Поворачивая вручную маховик с резьбовым шпинделем, оператор опускает затвор в седло и тем самым перекрывает трубу. Главная особенность данного типа арматуры заключается в том, что запорный элемент движется прямолинейно, параллельно потоку жидкости. Затвор обычно делается в виде тарелки, плоской либо конусной. Иногда встречается конусная игла. Бывают клапаны с гладким штоком. В этом случае поступательное движение передается от привода. Соединение с трубопроводом сварное, фланцевое, муфтовое или штуцерное. Другие типы вентилей менее популярны. Привод, кроме указанного выше ручного, может быть механическим, электрическим либо электромагнитным.

Вентиль применяется не только для полного закрытия или полного открытия проходного сечения, но также и для регулирования потока. Он может быть не только сальниковый, но и сильфонный (рис. 5), что является важной его особенностью.

Применение вентиля основано на его достоинствах и недостатках. Из преимуществ надо указать на большую надежность. Клапан хорошо работает с агрессивными рабочими средами, не боится высоких давлений и температур, коррозионностойкий. Он подходит даже для вакуума (только сильфонный). Ход затвора небольшой, из-за чего строительная высота также невелика. Герметичность достаточно высокая. Положение, в которое установлен затвор, держится надежно. Трение на уплотнителях практически отсутствует, поэтому задиров не бывает.

рис. 5

Поскольку запорный элемент движется параллельно потоку, гидроудары исключены. Привод даже малой мощности вполне справляется с управлением вентилем. В загрязненной среде лучше использовать клапаны с конусным уплотнением, с плоскими кольцами – ставить не желательно.

Есть у вентиля и недостатки. При относительно простой конструкции механизма, форма корпуса достаточно сложная, в ней имеются застойные зоны, в которых накапливаются механические отложения. Поскольку направление струи, при переходе от входного штуцера к выходному, изменяется, то клапан отличается достаточно высоким гидравлическим сопротивлением. Жидкость должна течь только в определенную сторону. И, кроме всего прочего, этот тип арматуры подходит только для труб относительно малого внутреннего диаметра.

Вентиль рекомендуется использовать в системах холодильной и криогенной (второе – специальной конструкции) техники, при температурах рабочей среды до + 600 град С, при работе с вакуумом (только сильфонный), рабочем давлении от 6,4 МПа и даже от 40 МПа (второе – только сальниковый, специальной конструкции), а также при необходимости частого срабатывания (только сальниковый). Нельзя применять вентиль для вязких сред. Сильфонный клапан не годится для температур более + 600 град С (сальниковый специальной конструкции – допускается) и при высокой цикловой нагрузке.

По конструкционным и монтажным условиям, вентили рекомендуются для труб с ДУ до 20 мм, для ДУ до 200 мм сальниковый можно, сильфонный – допускается, для ДУ более 300 мм должна быть специальная конструкция. Сильфонный лучше сальникового по удобству обслуживания, зато второй лучше первого там, где нужна хорошая ремонтопригодность. Оба вида клапанов обеспечивают высокую герметичность затвора. По надежности и долговечности сальниковый ценится заметно выше сильфонного.

рис. 6

Кран (рис. 6). В зависимости от формы затвора, различают конусный, шаровый либо цилиндрический. Первый и третий называют пробковыми (рис. 7). У конусного запорный элемент делается без подъема или с подъемом пробки, со смазкой. Шар бывает плавающий или на опорах. Привод для всех категорий ручной либо электрический. Отдельную группу составляют пневмо- и гидроприводы. При ручном, в качестве управляющей детали выступает маховик, рычаг или квадрат под ключ.

Кран – это запорная арматура с поворачивающимся рабочим органом. В затворе есть отверстие для потока жидкости. Когда кран открыт, ось отверстия совпадает с осью трубы. Для закрытия шпиндель поворачивается на 90 град, после чего указанные оси становятся взаимно перпендикулярными.

рис. 7

По применению кранов, следует учитывать, что они подходят для ДУ до 50 мм (современные модели могут иметь больший диаметр) и давления рабочей среды до 40 кГс / кв. см. Кроме того, у каждой категории имеются особенности, обусловленные конструкцией.

Краны цилиндрические полную герметичность не обеспечивают, поэтому применяются, в основном, для регулировки. Конусные со смазанными пробками стоят недорого, отличаются простотой конструкции. У них малое гидравлическое сопротивление. С другой стороны, в пространстве между корпусом и затвором со временем накапливаются отложения, а при ручном управлении, усилие требуется довольно большое.

рис. 9 рис. 8

Кран пробковый проходной (рис. 8) используется для открытия и закрытия трубопровода. Для прижатия конусной пробки к корпусу в нем предусмотрена накидная гайка. Если ее затянуть недостаточно сильно, арматура не обеспечит герметичное закрытие.

Кран пробковый трехходовой (рис. 9) применяется для перенаправления и распределения потоков рабочей среды. В его запирающем конусе сделано Т-образное отверстие, благодаря чему можно соединить между собой, либо все три трубопровода, либо любые два из этих трех.

рис. 10

Краны шаровые (рис. 10) на сегодняшний день самые популярные. Они обеспечивают высокую степень герметичности и не нуждаются в смазке. Пожалуй, главным их недостатком является относительно высокая цена. Причина в том, что запирающий элемент надо делать очень точно, поэтому оборудование должно быть высоко технологичным.

Краны могут работать с вязкими средами, если это специальная конструкция с обогревом. Пробковые для холодильной и криогенной техники, а также для вакуума, не рекомендуются. Температура рабочей среды – до 200 град С. Шаровые подходят для холодильной и допускаются для вакуума. Обе категории можно применять там, где требуется быстродействие или при закрытии возникает большой перепад давлений.

По конструкционно-монтажным условиям, краны ставятся на тех участках, где нужны малые масса, высота и гидравлическое сопротивление. А также – высокая ремонтопригодность и удобное обслуживание. При необходимости обеспечить полную герметичность, лучше брать шаровый, чем пробковый. Краны – едва ли не единственный вид запорной арматуры, который допускает возможность подземной установки.

рис. 12 рис. 11

Заслонка (рис. 11). Отличительной особенностью этого типа запорной арматуры является рабочий орган в виде диска, который поворачивается на оси, установленной перпендикулярно потоку жидкости. Диск может быть двустворчатым (баттерфляй), а рукоятка – с защелкой (рис. 12).

Достоинства заслонок заключаются в том, что они недорогие, достаточно надежные, имеют простую конструкцию. Рабочая среда может содержать механические примеси. Из основных недостатков следует отметить то, что данные изделия не обеспечивают полную герметизацию и не рассчитаны на большое давление жидкости.

Заслонки допускаются для холодильной техники, не рекомендуются для работы с вязкой средой и на тех участках, где при закрытии возникает большой перепад давлений. Для малых диаметров не рекомендуются. Температурный диапазон рабочей среды достаточно большой, нагрев может доходить до 600 град С.

Запорная арматура для пищевой промышленности, сделанная из высококачественной нержавеющей стали, отвечает самым строгим требованиям, как технологическим, так и гигиеническим. Ее правильный выбор обеспечивает длительную безаварийную эксплуатацию трубопроводов.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...