Для обеспечения плановой и непрерывной работы магистрали крайне важно иметь полное понимание о различных типах задвижек для трубопроводов, их установке на трубы и правильной эксплуатации.
Содержание статьи:
- Классификация
- Типы в зависимости от способа выдвижения
- Типы по варианту подсоединения к трубопроводу
- Типы по конструктивному исполнению затвора
- Назначение и типы по материалу изготовления
- Классификация по эксплуатационным показателям
- Преимущества
- Как монтируются задвижки на трубопроводах?
Классификация
Существует множество параметров, по которым задвижки для трубопроводов могут различаться:
- Конструктивные особенности.
- Тип приводного механизма.
- Материал изготовления.
- Габаритные и присоединительные размеры.
- Тип присоединения к трубопроводу.
- Рабочая среда и температурные режимы.
- Климатическое исполнение.
- Герметичность.
- Клиновая конструкция.
- Проходной диаметр.
- Тип уплотнений.
- Максимальное рабочее давление.
Задвижки для трубопроводов состоят из нескольких основных конструктивных элементов:
Корпус с крышкой, изготовленный из различных материалов, таких как черная или нержавеющая сталь, алюминий, чугун или латунь. Корпус является основной частью задвижки и устанавливается на магистраль. Крышка предназначена для регулирования перемещения запорного элемента.
Запорный механизм, который может быть выполнен в виде клина, шибера или диска в зависимости от типа задвижки. Он изготавливается из металла и снабжается эластичными уплотнениями для обеспечения надежной герметичности.
Привод, который управляет перемещением запорного элемента. В зависимости от типа задвижки, привод может быть оснащен маховиком (на выдвижном или невыдвижном штоке), механическим редуктором, гидро-, пневмо- или электроприводом.
Кроме того, задвижки для трубопроводов могут различаться и по технологии их изготовления, например, они могут быть литыми, сварными, коваными или ковано-сварными.
Таким образом, обладая полным пониманием о различных типах задвижек для трубопроводов и их характеристиках, можно обеспечить эффективную и безопасную работу магистрали.
Типы задвижек в зависимости от способа выдвижения:
Задвижки с выдвижным шпинделем: В этих изделиях шпиндель выводится за пределы корпуса и не контактирует с рабочей средой. Это обеспечивает легкость в обслуживании, устойчивость к коррозии и долгий срок эксплуатации. Однако такая конструкция увеличивает строительную высоту, потому что при открытии прохода шпинделю необходимо выйти за пределы задвижки на расстояние, превышающее диаметр трубопровода. Кроме того, такие задвижки имеют больший вес, что следует учитывать при проектировании магистралей.
Задвижки с невыдвижным шпинделем: Эти устройства имеют невыдвижной ходовой узел, где гайка-шпиндель непосредственно контактирует с рабочей средой внутри задвижки. Такие задвижки используются на трубопроводах, которые переносят неагрессивные среды, например, нефть и другие. В таких случаях невозможно контролировать состояние сальников и шпинделя в процессе эксплуатации, а также проводить необходимый ремонт без снятия и разборки задвижки. Они обладают небольшой строительной высотой, что делает их удобными для установки в труднодоступных местах.
Кроме того, выдвижные и невыдвижные задвижки различаются по принципу работы. Выдвижные задвижки перемещаются вверх и вниз, чтобы перекрыть поток. В этом случае шпиндель вращается вокруг своей оси, приводная гайка располагается прямо в клине.
Таким образом, выбор определенного типа задвижки зависит от требований к функциональности, условий эксплуатации и места установки в трубопроводной системе.
Типы задвижек по варианту подсоединения к трубопроводу:
Существуют различные типы задвижек, классифицируемые по варианту подсоединения к трубопроводу:
- Задвижки с приварным присоединением: В таких устройствах патрубки имеют диаметры, соответствующие размерам трубы, к которой они будут приварены. Их установка осуществляется с помощью аргонодуговой сварки, что обеспечивает надежное соединение.
- Задвижки с фланцевым подсоединением: Эти задвижки оборудованы фланцами на концах патрубков и монтируются на трубопроводах с использованием стяжек и ответных фланцев. Фланцевое соединение является распространенным типом присоединения, так как обеспечивает быстрый монтаж и демонтаж арматуры.
- Задвижки с муфтовым присоединением: Этот тип задвижек встречается на устройствах с условным проходом до DN50. Муфтовое соединение удобно для маленьких задвижек и облегчает их установку и демонтаж.
Выбор определенного типа задвижки зависит от требований к конкретной трубопроводной системе, условий эксплуатации и необходимости обеспечить надежное и эффективное функционирование арматуры в процессе работы.
Разнообразие типов задвижек для трубопроводов по конструктивному исполнению затвора предоставляет различные варианты для выбора:
Клиновые задвижки: Этот тип задвижек характеризуется наличием затвора в форме клина, который перемещается между двумя наклонными поверхностями для перекрытия потока жидкости или газа. Клиновые задвижки могут быть жесткими, обрезиненными, двусторонними и упругими.
Жесткий клин: Эти изделия отличаются простой конструкцией, жесткостью, надежностью и герметичностью. Они требуют точной подгонки клина и уплотнений, а также могут функционировать с высокими перепадами давления. Недостатками таких задвижек являются возможные заклинивания из-за температурных перепадов, износ уплотнительных колец и сложности в ремонте.
Двухдисковый клин: Этот тип задвижек имеет два диска, соединенных разжимной деталью под углом. Такая конструкция позволяет задвижке выравниваться при примыкании к седлам, обеспечивая высокую герметичность затвора и исключая заклинивание.
Двухклиновые задвижки: Они сложнее по конструкции и более дорогие, но обладают длительным сроком эксплуатации и меньшим износом седельных поверхностей. Закрытие условного прохода не требует значительных усилий благодаря выдвижному шпинделю и кольцевым уплотнениям на дисках для повышенной герметичности.
Упругий клин: Это разновидность задвижек с двухдисковым клином, где привод разделен на две части с пружинящим элементом между ними. Такая конструкция обеспечивает лучший контакт уплотнений с седлом, и изделия не требуют высокоточной подгонки, исключают заклинивание при перепадах температур, но подвержены стиранию поверхностей клина.
Этот разнообразный выбор позволяет подобрать подходящую задвижку, соответствующую особенностям и требованиям конкретного трубопроводного проекта.
Шиберные задвижки — уникальный тип арматуры для трубопроводов
Шиберные задвижки отличаются особым расположением дискового затвора и седел, которые расположены параллельно друг другу. Этот тип задвижек работает по простому принципу — при опускании шиберного механизма, он герметично перекрывает условный проход, как бы разделяя поток среды. Шиберные задвижки широко используются в канализационных системах, трубопроводах и других трубопроводах с плотной и густой средой, которая не требует высокой степени герметичности. Еще одним преимуществом таких задвижек является их простота в обслуживании и возможность легкого ремонта.
Шланговые задвижки — необычное решение для особых условий
Шланговые задвижки представляют собой редкий тип арматуры, который отличается от других тем, что не имеет уплотнительных седел, а затворный элемент представляет собой гибкий шланг, который может сжиматься с помощью штока. Такая конструкция обеспечивает высокую коррозионную устойчивость, позволяет перекачивать вязкие и химически активные среды. Шланговые задвижки обычно применяются в трубопроводных системах с небольшим условным проходом, где основной средой являются пульпа, примеси, шлам и другие подобные материалы.
Оба типа задвижек представляют интересные решения для специфических ситуаций, и их применение может обеспечить эффективное и надежное функционирование трубопроводных систем в зависимости от требований и условий эксплуатации.
Назначение и типы задвижек по материалу изготовления
Задвижки, применяемые в трубопроводах, изготавливаются из различных материалов, включая сталь, алюминий и чугун. Рассмотрим некоторые наиболее распространенные типы задвижек, а также используемые материалы для их изготовления и уплотнений.
Стальные задвижки на примере 30с41нж:
В маркировке задвижки "30с41нж", буква "с" указывает на то, что она изготовлена из стали, а "нж" — что уплотнения на клиновых дисках и седлах выполнены из нержавеющей стали.
Используемые материалы:
- Крышка и корпус изготавливаются из углеродистой стали методом литья.
- Шпиндель изготовлен из нержавеющей стали 20Х13 с 14% содержанием хрома, что позволяет эксплуатировать его при высоких температурах до 600°C.
- Диски и маховик также изготавливаются из углеродистой стали, так же, как и корпусные детали.
- Приводная гайка производится из латуни, обычно ЛС59-1 — медно-цинкового сплава с добавлением свинца, обеспечивающего высокую стойкость к механическим повреждениям при трении поверхностей.
- Клиновые уплотнения выполнены из нержавеющей стали марки 13Х25Т с высоким содержанием хрома и примесью титана для повышения срока службы запирающего элемента.
- Уплотнения на корпусных кольцах также изготовлены из нержавеющей стали марки 08Х21Н10Г6 с 10% содержанием никеля и 20% хрома, обеспечивая высокую коррозионную стойкость.
Также в стальных задвижках 30с41нж используется сальниковое уплотнение из терморасширенного графита, который гарантирует высокую герметичность даже при воздействии высоких температур.
Стальные задвижки применяются в различных областях промышленности для транспортировки воды (как горячей, так и холодной), газа, нефтепродуктов, а также других химических веществ. Их коррозионная стойкость и возможность работы с паром делают их подходящими для множества задач.
Методы изготовления, такие как дуговая сварка и лазерная наплавка, применяются для нанесения уплотнений на клин и корпусные кольца. После этого происходит шабровка — ручная или автоматическая, для выведения идеальных геометрических параметров, повышения класса герметичности и обеспечения надежности задвижки в работе.
Чугунные задвижки 30ч39р: надежность и высокая стойкость
Чугунные задвижки, такие как 30ч39р, изготавливаются из серого чугуна, что придает им прочность и способность выдерживать разрывное давление до 370 МПа. Они предназначены для транспортировки жидкости и газа в магистральных трубопроводах, что делает их надежным решением для промышленных систем.
Используемые материалы:
- Основные корпусные детали, включая корпус, крышку и клин, выпускаются из серого чугуна, что придает задвижкам долговечность и прочность.
- Шпиндель изготавливается из нержавеющей стали 20Х13, обеспечивая прочность и стойкость к различным условиям эксплуатации.
- Втулка шпинделя может быть изготовлена из латуни или бронзы, обеспечивая надежность и снижая трение при движении шпинделя.
- Для клиновых уплотнений применяется материал EPDM, представляющий собой этиленпропиленовый каучук. Этот материал обладает высокими физическими и химическими свойствами, что делает задвижку практически невосприимчивой к механическим разрушениям и обеспечивает ее коррозионную стойкость. Он также способен сохранять заданные геометрические размеры при воздействии высоких температур.
В некоторых случаях, в зависимости от условий эксплуатации, могут применяться другие материалы для уплотнений, такие как фторкаучук при контакте с очень кислотными средами, или кремнийорганическое соединение при экстремально высоких температурах и их перепадах.
Чугунные задвижки 30ч39р представляют собой надежное и устойчивое решение для обеспечения эффективной работы промышленных систем, обладая высокой стойкостью к различным условиям эксплуатации и долгим сроком службы.
Классификация по эксплуатационным показателям
Характеристики задвижек, важные для эксплуатации:
- Проходной диаметр (DN) — задвижки имеют разнообразные диаметры от 15 до 1400 мм, что позволяет использовать их в различных системах.
- Номинальное давление среды (Pn) — задвижки способны выдерживать давления от 10 до 40 атмосфер, что делает их подходящими для различных рабочих условий.
- Класс герметичности — по ГОСТ 9544 определяется как А, АА, В, С, обозначая уровень герметичности задвижки.
- Тип подсоединения — задвижки могут быть под приварку, муфтовые или фланцевые, что обеспечивает удобство и гибкость в установке и обслуживании.
- Климатическое исполнение — маркировка Т1, ТпУ1, У1, ХЛ1 и другие показывают, как задвижки справляются с определенными климатическими условиями и рабочими температурами.
- Направление подачи среды — указывает, в каком направлении осуществляется подача рабочей среды через задвижку.
- Тип привода — может быть ручным, редуктором или приводным механизмом, что предоставляет возможность выбрать наиболее подходящий способ управления задвижкой в зависимости от конкретных требований.
Выбор типа задвижки для определенной рабочей среды зависит от стойкости используемых материалов к коррозионным условиям, что обеспечивает эффективность и долговечность работы задвижек.
Маркировка задвижек соответствует ГОСТ 4666-75 и содержит информацию о типе, материале корпуса и клине, а также о типе привода. Например, маркировка "30с41нж" указывает на стальной корпус, номер модели 41 и нержавеющий материал на клине. Дополнительно, цифры перед "41" могут указывать на тип привода, такие как "5" для механического редуктора или "9" для электропривода. В данном примере, задвижка 30с41нж оснащена ручным приводом (управление маховиком).
Преимущества задвижек
Задвижки, независимо от своего назначения и типа, обладают рядом общих характеристик:
- Простота конструкции: Задвижки имеют относительно простую конструкцию, что облегчает их производство, монтаж и обслуживание.
- Высокие технические параметры: В зависимости от материала изготовления и конструктивных особенностей, задвижки способны выдерживать высокие температуры до 565°C и давления до 25 МПа, что обеспечивает их применимость в различных условиях.
- Универсальность и вариативность применения: Задвижки активно используются в различных трубопроводных системах и магистральных трубопроводах для транспортировки различных сред.
- Хорошие гидравлические параметры: Задвижки подбираются с учетом внутреннего диаметра трубопровода, что позволяет плавно перекрывать поток рабочей среды и предотвращать гидроудары в системе, обеспечивая высокую герметичность.
- Возможность изменения потока среды в обратную сторону: Задвижки позволяют регулировать поток среды в обратном направлении.
- Длительный срок эксплуатации: Материалы, используемые в задвижках, рассчитаны на долгосрочную службу в определенных рабочих условиях, обеспечивая устойчивость к коррозии.
Несмотря на свои преимущества, у задвижек также есть некоторые недостатки:
- Увеличение строительной высоты трубопровода: Особенно отмечается при использовании устройств с выдвижным шпинделем, что может затруднить установку в некоторых местах.
- Износ уплотнительных элементов: Уплотнения могут изнашиваться со временем, требуя замены и ремонта.
- Обслуживание и ремонт: Некоторые типы задвижек, особенно с невыдвижным шпинделем, могут требовать более трудоемкого обслуживания и ремонта.
- Время на закрытие/открытие: В некоторых случаях, время, необходимое для закрытия или открытия запорного механизма, может быть длительным, что может быть нежелательно в чрезвычайных ситуациях.
Несмотря на эти ограничения, задвижки остаются важным элементом в трубопроводных системах, обеспечивая эффективное управление потоком среды.
Как монтируются задвижки на трубопроводах?
Установка арматуры на магистрали или промышленные трубопроводы должна выполняться только профессиональными специалистами, имеющими соответствующее обучение и допущенными к таким видам работ. При проведении монтажа необходимо соблюдать определенные правила, которые зависят от типа задвижек и их предназначения:
- Перед снятием запорной арматуры следует убедиться, что в системе отсутствует рабочая жидкость. Также важно тщательно очистить место установки и соединения труб от грязи, налета, окалины и других загрязнений.
- Фланцевые задвижки перед установкой должны быть проверены на наличие дефектов, таких как трещины, царапины и другие повреждения.
- Установка запорной арматуры следует производить на ровной прямой части магистрали, чтобы избежать перекосов и изгибов, которые могут привести к протечкам и напряжениям в системе. При установке тяжелых элементов необходимо использовать жесткие опоры.
- Важно не прилагать чрезмерных усилий к маховикам во время эксплуатации, чтобы избежать возможных поломок и трещин.
- В процессе монтажа следует избегать падения арматуры, механических повреждений или ударов.
Соблюдение этих правил обеспечит безопасность и эффективную работу трубопроводной арматуры в системе.