Чтобы перекрыть движение вещества по трубопроводу, используют задвижки. Изделия отличаются назначением, у них множество разновидностей. Их применяют коммунальные службы, нефтянники, службы газоснабжения. В этой статье рассмотрим типы задвижек. Расскажем, как их применяют в трубопроводах. Объясним принцип работы задвижек. Разберём особенности их хранения и монтажа. Эта информация поможет вам выбрать подходящее изделие.
Области применения
Трубопроводные системы различного назначения снабжают задвижками. Такую запорную арматуру применяют во многих сферах:
- коммунальное хозяйство;
- нефте-, газоснабжение;
- судостроение;
- строительство;
- пищевая индустрия.
Виды задвижек
В трубопроводах циркулируют разные вещества. С учетом их особенностей выпускают разного вида задвижки. Они отличаются:
- Материалом корпуса и уплотнителей. Чугунные и стальные задвижки по-разному противостоят агрессивному воздействию среды. Если перекачивают пар и воду, используют перекрытия из чугуна. Высокоуглеродистую сталь применяют при транспортировке нефти, пара, а легированную — для агрессивных веществ. Стальные детали рассчитаны на трубопроводы с более высоким давлением. Возможность эксплуатации материалов определяют с помощью ГОСТ 9.908-85г. Материал уплотнителей варьируется в зависимости от назначения трубопровода. Для подачи воды и пара, а также в коммунальном хозяйстве используют покрытые резиной затворы. Газ, нефть перегоняют по трубам со стальными затворами и их уплотнителями.
- Видом шпинделя. Выбор подходящего зависит от сферы использования затвора. Если шпиндель невыдвижной, по трубам перекачивают пар, воду, масло. Для остальных веществ используют выдвижной.
- Типом привода. Различают ручной, механический, электрический.
- Методом крепления к трубе. Присоединение арматуры бывает фланцевое и сварное.
Принцип работы задвижек
Чтобы останавливать поток вещества в трубопроводе, в задвижке предусмотрен затвор — ее ключевой компонент. По отношению к оси потока он размещается под углом 90 градусов. Задвижную арматуру устанавливают в трубопроводы, предназначенные для перекачки:
- воды;
- нефти и ее продуктов;
- пара;
- газа;
- химических веществ.
Шпиндель, зафиксированный Т-креплением, начинает двигаться под действием штурвала и гайки. Гайка вращается, шпиндель поворачивается вслед за ней, смещая затвор. Он вместе с частью шпинделя контактирует с жидкостью в трубопроводе. Чтобы избежать выхода вещества наружу, движущуюся часть изолируют откидными болтами сальника. Его набивка, плотно намотанная на гладкий участок шпинделя, является уплотнителем. Последний размещают в специальном канале, соединяющем корпус и крышку. Чтобы зафиксировать арматуру, применяют соединительные фланцы, уплотненные паронитом.
Есть разные модификации задвижек. Наибольшее распространение получили:
- 30ч6бр;
- 30с41нж;
- 30с15нж;
- 30с64нж.
До отгрузки из производственного цеха каждая задвижка проходит испытания на заводе. Проверяют герметичность перекрытия, прочность элементов корпуса.
Строительная высота задвижек с невыдвигающимся шпинделем меньше, чем у выдвижных аналогов. В основном их используют для труб, перекачивающих нефть, масла, а также воду без примесей. Такая арматура находит широкое применение и при строительстве судов. Невыдвижной шпиндель работает за счет того, что вращается при оборотах штурвала. Арматура с такой деталью, как правило, чугунная.
Ее модификации:
- 30ч39р;
- М3В;
- М3ВГ.
Изделия и из чугуна, и из стали проходят испытания на заводе. Их результаты указывают в паспортах задвижек.
Как отличить чугунную деталь от стальной
Следует ориентироваться на следующие параметры.
- наименование;
- оттенок корпуса;
- область применения;
- материал клиновых уплотнителей.
Приведем пример деталей из стали (30с41нж) и чугуна (30ч39р).
- 30с41нж — изделие из стали ©, его уплотнители из нержавейки (нж). Обычно применяют при перекачке масляных сред, технических газов.
- 30ч39р — изделие из чугуна (ч) с клином в резине (р). Обрезиненную запирающую арматуру используют при перекачке воды и пара.
Детали из чугуна — красные, синие или черные, из высокоуглеродистой стали — серые, из легированной — голубые.
Если в документах есть отметка о том, что рабочей средой может служить лишь пар и вода, значит изделие выполнено из чугуна. Аналог для трубопроводов с газом или нефтью делают из стали.
Затвор
Клиновый уплотнитель чугунных задвижек делают из этилен-пропиленового каучука. Для защиты от коррозии чугунную основу клина покрывают никелем. Арматура из стали требует большей защиты от негативного воздействия среды. Её выпускают из марочных сталей 25Л, 20ГЛ, а также из хром-никелевых сплавов.
Поскольку наплавку выполняют под высокой температурой, в проволоке есть включения, которые способствуют стабильности кристаллической решетки материала.
Клиновые уплотнители наплавляют стальными сплавами 13Х25Т, 10Х17Т. Они содержат титан, никель, медь, хром. Эти изделия прочны, имеют высокую ударную вязкость, эффективно противостоят коррозии и стиранию.
Тип привода
В соответствии с ГОСТ 5762-2002г. задвижки для труб выпускают с диаметром сквозного отверстия 1,5-160 см. Большим спросом пользуются изделия диметром 5-80 см.
Если затвор с отверстием ДУ 50, то масса задвижки не превышает 40 кг. Изделие 80 см весит около 3,5 т.
Арматуру оснащают различными приводами, а именно:
- ручными;
- электрическими;
- механическими;
- пневматическими;
- электромагнитными;
- гидроприводными.
Гидропривод внешне похож на пневматический аналог. Отличие изделий в управляющей среде: у гидропривода — жидкость, у пневмопривода — газ.
Электроприводы устанавливают и на задвижки с небольшим диаметром. Длинный трубопровод делят на участки, которыми можно управлять с единого пульта.
Когда монтируют электропривод, учитывают тип его соединения с основанием, отмеченный в ГОСТе Р 55510-2013г. Наибольший крутящий момент можно посмотреть в документах на арматуру. Если такие детали не учитывать, клин может повредиться, жидкость внутри трубопровода вытечет наружу.
Чугунные и стальные корпуса
Детали арматуры выпускают из:
- чугуна GGG40;
- стали 25/35Л, 20ГЛ, 20Х5МЛ, 12Х18Н9ТЛ, 12Х18Н12М3ТЛ.
Чугунные изделия предназначены для эксплуатации в ЖКХ, в отопительных и водопроводных системах. Корпус чугунной арматуры снаружи покрывают эпоксидно-порошковой смесью.
Чугун GGG40 с включением шаровидного графита эффективно сопротивляется коррозии, его сплав высокого качества.
Защитить от ржавчины помогает обработка деталей эпоксидно-порошковой смесью. Иногда задвижки покрывают никелем толщиной 50 мкм, чтобы дополнительно защитить чугун от коррозии.
Стальную арматуру (из стали 25/35Л) используют для перекачки воды и пара, транспортировки нефти, газа, в системах АЭС, для изготовления подшипников, крышек цилиндров. Ее эксплуатируют при температурах от −40°С до +450°С.
Корпуса из нержавейки и легированной стали выпускают по заказу, чтобы впоследствии использовать их в северных регионах (при температуре до −60°С) и в трубопроводах с агрессивными средами.
Материал гайки и шпинделя
Детали должны быть устойчивыми к негативному воздействию среды, истиранию, износу.
Шпиндели делают из стали марок:
- 20Х13;
- 14Х17Н2;
- 12Х18Н9Т.
У них высокий процент хрома. Поэтому такая арматура хорошо переносит частое трение при эксплуатации в сложных условиях.
Приводная гайка не подвержена влиянию рабочей среды. Её выпускают из износоустойчивой латуни ЛС59-1. Если деталь предназначена для использования в холодных регионах, используют сталь 40Х. Бывает арматура и с бронзовым шпинделем.
Главные параметры задвижек
Детали классифицируют по:
- климатическому исполнению;
- размещению в трубопроводе;
- номинальному диаметру;
- предельно допустимой температуре рабочей среды;
- классу герметичности;
- номинальному давлению.
Задвижки бывают полнопроходными и неполнопроходными. У последних диаметр меньше, чем у трубы. Под номинальным давлением понимают предельно допустимое для эксплуатации изделия с заявленной герметичностью. Его отмечают в паспорте.
Климатическое исполнение
Параметр отражает наибольшую температуру внешней среды при использовании арматуры. В соответствии с ГОСТом 15150-69г различают четыре вида:
- Т1 — от −10°С до +50°С.
- ТпУ1 — от −29°С до +40°С.
- У1 — от −40°С до +40°С.
- ХЛ1 — от −60°С до +40°С.
Температура рабочей среды
Арматуру из нержавейки можно эксплуатировать при температуре от −400С до +5500С. Из стандартной стали — от −10 до +425°С.
Чугун используют при более низких температурах:
- от −5°С до +90°С, если притвор каучуковый;
- от −5°С до +150°С, если притвор из материалов VITON, Silicon.
Если температуру среды повышают до максимума, то ее давление снижают. Это нужно, чтобы корпусные детали не утратили своей прочности.
Расположение в трубопроводе
Стальные или чугунные задвижки размещают в трубопроводе вертикально или с отклонением от вертикали до 90 градусов. Учитывают требования к размещению приводного устройства. Если оно ручное или механическое, располагать его можно любым образом. Если привод электро, гидро- или электрический, возможны ограничения на расположение в пространстве. Их отмечают в паспорте арматуры.
Когда устанавливают крупные затворы (диаметром от 40 см), затворы с электроприводом или на неукрепленном участке трубопровода, то выполняют также опору под привод.
Класс герметичности
Такой параметр оценивают в ходе опытных испытаний в заводских условиях. В соответствии с ГОСТом 9544-2015 арматуру испытывают жидкостью, газом. Требования для разных испытательных сред отличаются.
Например, при подаче в трубу воды увеличивают ее давление до номинального значения по 10%. Задвижку держат под напором, фиксируют объем утечки.
Временной интервал старта измерения утечки тоже отличается для различных вариантов арматуры:
- если DN<50 cм, выдерживают 1 минуту.
- DN>6,5 cм, >15 cм — 2 минуты.
- DN>20 cм — 3 минуты.
Если задвижки для труб испытывают воздухом, давление в трубопроводе достигает максимум 0,6 Мпа. Это актуально для прохода любого диаметра.
У затворов класс герметичности оценивают литерами А-G от высокого к низкому. Класс «А» означает, что у арматуры совсем нет утечек в затворе.
Монтаж
Поскольку трубопроводы функционируют под высоким давлением, недопустимо ошибаться с их установкой. Задвижки должен монтировать обученный специалист. Обязательно наличие допуска к проведению подобных работ.
Перед установкой нужно:
- выполнить расконсервацию по ГОСТу 9.014-78г.;
- нанести на шпиндель особый состав для смазки детали;
- убрать заглушки из патрубков;
- убедиться, что в патрубках нет инородных предметов, они чистые;
- проверить, как работает затвор.
Арматуру устанавливают в магистраль с помощью грузоподъемных кранов. Задвижку подвешивают за патрубки или иначе — таким образом, который указан в инструкции по использованию изделия.
При подводке задвижки к трубопроводу нужно избегать удара о присоединительные патрубки. После размещения во фланцевых отверстиях болтов, шпилек, гаек снимают подвесы. В противном случае возможен перекос деталей, соединений, разгерметизация системы.
Болты и гайки затягивают особым динамометрическим ключом. Инструмент обеспечивает оптимальное крепление без перетяжки, соответствующее нормам.
Хранение
Если вы не планируете устанавливать задвижку в минимальные сроки после приобретения, её нужно законсервировать. Этот процесс описан в ГОСТе 9.014-78г. Изделия хранят в заводской упаковке с заглушками в патрубках. Прежде чем убрать арматуру на хранение, шпиндель смазывают составом ВНИИНП-232. Затвор закрывают.
Перевозят хранимую арматуру также в оригинальной упаковке. Ее фиксируют перевозочным крепежом. Он исключает смещение изделий вдоль и поперек. Погрузочно-разгрузочные работы ведут аккуратно, избегают резких толчков, ударов.
Можно купить задвижки и заказать их монтаж в нашей компании «РостТехГрупп».