Запорная арматура задвижки типы

Среди общей массы устройств запорной арматуры выделяются задвижки. Их используют для перекрытия потока вещества в трубе при ремонте трубопровода и в других случаях.

Для разных транспортируемых сред, температур, а также показателей давления в системе, заводы выпускают несколько моделей этих устройств.

И чтобы обеспечить плановую работу магистрали, надо знать, какие виды задвижек бывают, как их монтировать в трубопровод, а потом правильно эксплуатировать.

Классификация задвижек

Для того, чтобы обеспечить технологические потребности всей трубопроводной отрасли, задвижки выпускаются с разными техническими характеристиками и разного назначения. Они различаются по:

  •                     конструкции;
  •                     типу привода;
  •                     материалу изготовления;
  •                     присоединительным размерам;
  •                     типу присоединения;
  •                     температурному режиму работы;
  •                     виду транспортируемого вещества в трубе;
  •                     климатическому исполнению;
  •                     классу герметичности;
  •                     конструкции клина;
  •                     диаметру проходного отверстия;
  •                     показателю максимального давления в системе;
  •                     типу уплотнительных поверхностей затвора;
  •                     типу уплотнений крышки и сальника.

Как видно из списка выше, задвижки имеют широкий диапазон характеристик. Чтобы упростить выбор изделия для конкретного производства со всеми его особенностями, установлен единый порядок маркировки устройств запорной арматуры. Он указан в документе СТ ЦКБА 036-2017.

Кроме того, заводы-изготовители дополнительно комплектуют задвижки информационными табличками, отражающими основные технические и эксплуатационные характеристики изделия. В следующих разделах обозначениям будет уделено достаточно внимания. Но сначала давайте познакомимся с конструкцией задвижки и ее принципом действия.

Конструкция

Задвижка состоит из 3 основных частей.

  1.                   Привод с приводным механизмом.
  2.                   Крышка с сальниковым узлом.
  3.                   Корпус с патрубками.

Запорная арматура задвижки типы

Рисунок 1. Конструкция

На рисунке 1 представлены два типа задвижек:

  •                     с выдвижным;
  •                     и невыдвижным шпинделем.

Отличие этих двух видов запорной арматуры заключается в следующем.

В первом варианте шпиндель, при подъеме затвора в положение «открыто», выдвигается вверх, обеспечивая требуемый ход клина. Такое исполнение имеет как преимущества, так и недостатки.

Плюсом является тот факт, что шпиндель не контактирует с рабочей средой, а значит, не подвержен коррозии.

Но за счет увеличенной строительной высоты, такая задвижка подойдет далеко не для всех условий монтажа.

Второй вариант лишен недостатка выдвижного шпинделя. Эту задвижку можно устанавливать в стесненных условиях. Но здесь шпиндель расположен внутри корпуса, а значит, в процессе работы на него будет воздействовать рабочая среда.

На рисунке 1 представлены конструкции задвижек с ручным приводом. 

Но кроме такого исполнения, выпускаются устройства, укомплектованные:

  •                     механическим редуктором;
  •                     электроприводом;
  •                     пневмоприводом;
  •                     гидроприводом.

Запорная арматура задвижки типы

Рисунок 2. Виды приводов

Самыми востребованными являются задвижки с ручным, механическим и электроприводом. Это объясняется тем, что такие устройства – самые надежные и долговечные в эксплуатации. Использование пневмо- и гидропривода происходит очень редко, так как обслуживание резервуаров с жидкостью или воздухом под давлением требует дополнительных затрат.

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы задвижки с выдвижным шпинделем.

Для того, чтобы перевести затвор в одно из крайних положений (открыто/закрыто), надо поворачивать штурвал по или против часовой стрелки. Вращение передается на приводную гайку, расположенную в центре маховика.

За счет резьбового соединения гайки со шпинделем, последний совершает вращательно-поступательное движение, увлекая за собой затвор. Клин и шпиндель соединены между собой т-образным соединением типа «шип-паз». По достижению затвора одного из крайних положений, ход штурвала резко затрудняется, сигнализируя о полном цикле работы.

Задвижки с невыдвижным шпинделем работают иначе. Из названия уже понятно, что шпиндель здесь не двигается вверх/вниз, а совершает только вращение вокруг своей оси. Приводная гайка в таком устройстве располагается непосредственно в клине, закрепленном с ней аналогичным т-образным соединением.

При вращении штурвала, движение передается от шпинделя к гайке. Она (гайка), наворачивается на ось шпинделя, увлекая за собой затвор. Для того, чтобы шпинделю было «куда деться», в клине образовано отверстие.

Запорная арматура задвижки типы

Рисунок 3. Устройство затвора

Задвижки с невыдвижным шпинделем имеют ограниченную область использования. Их применяют в трубопроводах, по которым транспортируют светлые нефтепродукты, масла, а также воду с низким содержанием солей щелочноземельных металлов кальция и магния (мягкая вода).

Материалы изготовления

Для сравнения рассмотрим 2 популярные задвижки марок 30с41нж и 30ч39р.

Стальные задвижки

Корпус 30с41нж выполнен из стали, о чем говорит буква «с» в маркировке. Приставка «нж» на конце означает, что уплотнительные поверхности дисков клина и седел корпуса изготовлены из нержавейки.

Запорная арматура задвижки типы

Рисунок 4. Затвор 30с41нж

А вот из каких марок сталей изготавливаются остальные детали:

  •                   Крышка и корпус 30с41нж отливаются из 25Л. Литера «Л» в марке обозначает, что это сталь литейная, а числовое значение «25» указывает на содержание в сплаве 0,25% углерода.
  •                   Шпиндель изготавливается из 20Х13. В составе этой стали присутствует 14% хрома, что позволяет отнести этот сплав к коррозионностойким (нержавейка). 20Х13 относится к мартенситному классу с температурным режимом работы до 6000С.
  •                   Диски клина и маховик отливаются из 25Л.
  •                   Приводная гайка шпинделя – ЛС59-1 (латунь). Этот сплав относится к медно-цинковым с добавлением 1% свинца. Благодаря такому химическому составу, приводная гайка 30с41нж долгое время не подвергается механическим повреждениям при трении.
  •                   Гайки, шпильки и болты фланцев изготавливаются из стали 35. Повышенное содержание углерода (0,35%) делает этот сплав отличным материалом для изготовления деталей, требующих точной обработки.
  •                   Уплотнительные поверхности на клине 30с41нж изготавливают из нержавейки 13Х25Т. Эта сталь с повышенным содержанием хрома (до 30%) обеспечивает отличные показатели износостойкости. Сплав содержит 0,5% титана, что увеличивает срок службы затвора.
  •                   Уплотнения на кольцах корпуса делают из нержавейки 08Х21Н10Г6. В химическом составе присутствует 10% никеля и 20% хрома. Такое содержание сплава обеспечивает высокое сопротивление к коррозии.

Уплотнитель сальника 

Кроме металлических частей, в задвижке 30с41нж присутствует сальниковое уплотнение в виде набивки ТРГ. Этот материал предотвращает выход рабочей среды через сальник в месте входа шпинделя в корпус. 

Запорная арматура задвижки типы

Рисунок 5. Виды набивки

ТРГ – это терморасширенный графит. Он выпускается в виде шнура или кольца. В трубопроводной арматуре может использоваться несколько его модификаций. 

Вот о чем речь:

  •                     ТРГ-100Л. Эта набивка армируется лавсановой нитью. Также существует модификация ТРГ-100ЛФ, дополнительно пропитанная смесью с содержанием фторопласта.
  •                     ТРГ-101Н. Здесь в качестве армирующего материала используется нержавеющая проволока.
  •                     ТРГ-102С. Материал армирования – стеклонить.

Стальные клиновые задвижки выпускает Сибирский завод трубопроводной арматуры «СибЗТА». В технологическом процессе изготовления применяются современные материалы.

Один из них – термопластичный графит, используется в сальниковом узле для герметизации системы относительно окружающей среды. Добавление термопластов в состав позволяет набивке многократно переходить в вязкотекучее и высокоэластичное состояние.

Это означает, что под воздействием высоких температур рабочей среды, уплотнение не изменяет своих качественных характеристик.

 Чугунные задвижки

Модель 30ч39р изготавливается из чугуна марки GGG40 и GGG50. Применение этого металла позволяет корпусным деталям задвижки выдерживать давление на разрыв до 370 МПа.

В отличие от стальных изделий, она предназначена исключительно для работы в магистралях, по которым транспортируется горячая/холодная вода и пар.

Материалы изготовления деталей.

  •                   Корпус, крышка, а также клин – GGG40/50.
  •                   Шпиндель делают из 20Х13 или аналога 2Cr13.
  •                   Уплотнение на клине – EPDM.
  •                   Втулка на шпинделе делается из бронзы или латуни.

EPDM – это международная маркировка этилен-пропиленового каучука. Кроме этого уплотнения применяют Viton (фторкаучук) или Silicon (кремнийорганическое соединение).

Первый имеет отличную стойкость к воздействию высоко-кислотных сред, второй же – отлично справляется с экстремальными и быстроменяющимися температурами.

Читайте также:  Каким сверлом сверлить металл чтобы нарезать резьбу на 16

Основным отличием чугунных задвижек от стальных, помимо металла корпуса, является использование резинового клина (EPDM, Viton или Silicon). Для воды такое исполнение является наилучшим, так как полностью исключается коррозия затвора.

Конструкция клина

Устройство затвора в стальной и чугунной задвижке отличаются. Это обусловлено сферой применения устройств в трубопроводной промышленности.

Запорная арматура задвижки типы

Рисунок 6. Виды клина

Стальные задвижки

Стальные задвижки, используют в магистралях, предназначенных для транспортировки:

  •                     горячей/холодной воды в системах ЖКХ;
  •                     нефтепродуктов;
  •                     природного газа;
  •                     химических веществ;
  •                     пара в системах отопления и котельных;
  •                     в исключительных случаях для морской воды и сырья на перерабатывающих предприятиях.

Воздействие рабочих сред на уплотнительные поверхности затвора вызывает механические повреждения и коррозию. Для снижения негативных последствий и увеличения срока службы изделия, уплотнительные поверхности наплавляют с использованием коррозионностойкой проволоки марок 08Х21Н10Г6 и 13Х25Т.

Существует два метода нанесения уплотнителя на диски клина и седла корпуса

  •                   С применением дуговой сварки.
  •                   С применением лазерной наплавки.

Запорная арматура задвижки типы

Рисунок 7. Лазерная наплавка

Оба метода характеризуют собой химическую реакцию, при которой под воздействием высокой температуры в основной металл клина (или кольца) подмешивается проволока из сплава определенной марки. После того, как наплавочный шов остывает и набирает прочность, его подвергают ручной или автоматической шабровке.

Шабровка – это выведение идеально ровных геометрических параметров поверхностей. Такую процедуру проводят как с клином, так и с кольцами в корпусе. Задачей шабровки служит идеальная подгонка двух поверхностей относительно друг друга. От этого зависит основной эксплуатационный показатель работы задвижки – класс герметичности затвора.

Клин затвора в стальных задвижках может иметь 3 вида конструкции

  •                     Литая цельнометаллическая.
  •                     Сборная двухдисковая.
  •                     Сборная упругая.

По эксплуатационным характеристикам, наиболее лучший вариант исполнения клина – двухдисковая конструкция. При таком способе сборки, осуществлять подгонку уплотнителей дисков и колец намного легче.

Это положительно влияет на степень герметичности затвора.

Двухдисковые задвижки дольше сохраняют заводской класс герметичности в процессе эксплуатации за счет снижения трения уплотнителей. Также они в меньшей мере подвержены заклиниваниям и «приварке» за счет коррозионного разрушения металла.

Чугунные задвижки с обрезиненным клином

Клин чугунной задвижке выполнен из специальной резины EPDM. За счет физических и химических свойств этого материала, в процессе эксплуатации затвор практически не подвергается каким-либо дефектам и разрушениям.

EPDM не подвержен коррозии, сохраняет заводские геометрические параметры под воздействием повышенных/пониженных температур воды. Добавление в состав уплотнителя каучука делает клин 30ч39р упругим и в то же время мягким.

Задвижки 30ч39р с использованием в качестве материала уплотнителя EPDM в обиходе называют задвижки с обрезиненным клином.

30ч39р используется исключительно для воды и пара в городских системах водоснабжения, канализации и отопления, а также на предприятиях, эксплуатирующих такие магистрали.

Эксплуатационные показатели работы

Вне зависимости от моделей задвижек установлены общие эксплуатационные показатели работы. К ним относятся:

  •                     диаметр проходного отверстия ду – показатель варьируется от 50мм до 1200мм;
  •                     номинальное давление pn – от 10 до 40 атмосфер (1,0-4,0 МПа);
  •                     класс герметичности по затвору – А, АА, В, С, устанавливаемый в соответствии с положениями ГОСТа 9544-2015;
  •                     тип присоединения к трубе – под приварку или фланцевое соединение, выполненное по ГОСТу 33259-2015;
  •                     показатели температуры окружающей среды в соответствии с климатическим исполнением, которое определяется по ГОСТ 15150-69;
  •                     нижние и верхние пределы температуры рабочей среды в зависимости от климатического исполнения;
  •                     направление подачи среды
  •                     тип привода – ручной, механический или электропривод (установочные размеры переходника по ОСТ 26-07-763-73).

Типы задвижек и деталей — полное руководство на сайте ЕМК

Запорный клапан может быть определен как тип клапана, в котором используется диск типа затвора или клина, и диск движется перпендикулярно потоку, чтобы запустить или остановить поток жидкости в трубопроводе.

Запорный клапан является наиболее распространенным типом клапана, который используется на любой технологической установке. Это клапан линейного перемещения, используемый для запуска или остановки потока жидкости.

В процессе эксплуатации эти клапаны находятся либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом положении. Когда задвижка полностью открыта, диск задвижки полностью удаляется из потока. Поэтому практически нет сопротивления потоку.

Благодаря этому очень мало падает давление, когда жидкость проходит через задвижку.

Для достижения надлежащего уплотнения, когда клапан полностью закрыт, требуется 360° поверхностный контакт между диском и седлами.

Запорный клапан не должен использоваться для регулирования или дросселирование потока, поскольку точное управление невозможно. Высокая скорость потока в частично открытом клапане может вызвать эрозию диска и посадочных поверхностей, а также создает вибрацию и шум.

Части запорной задвижки

Здесь можно увидеть основные части задвижки. Диск задвижки также известен как клин. Чтобы узнать о каждой из этих частей, прочитайте полное описание по деталям клапана.

Запорная арматура задвижки типы

Типы запорного клапана

Существует три способа классификации задвижки.

Типы дисков

  • Цельный регулировочный клин
  • Упругий клин
  • Разрезной клин или параллельный диск клапана

Типы соединения крыши с корпусом

  • Резьбовая крышка
  • Крышка на болтах
  • Приварная крышка
  • Самоуплотнительная крышка

Типы движения штока

  • Тип восходящего штока или OS&Y (внешний тип штока и винта)
  • Невыдвижной тип ствола

Клиновая задвижка с цельным клином

Цельный клин является наиболее распространенным и широко используемым типом дисков из-за его простоты и прочности. Клапан с цельным клином может быть установлен в любом положении, и он подходит практически для всех жидкостей. Может также использоваться в турбулентном потоке.

Однако он не компенсирует изменения в выравнивании седла из-за нагрузки на трубу или теплового расширения. Таким образом, этот тип конструкции диска наиболее подвержен утечке. Цельный клин подвергается тепловой блокировке при использовании в условиях высоких температур.

Тепловая блокировка — это явление, при котором клин застревает между седлами из-за расширения металла. Задвижки с цельным клином обычно используются в условиях умеренного или более низкого давления и температуры.

Запорная арматура задвижки типы

Клиновая задвижка с упругим клином

Упругий клин представляет собой цельный цельный диск с разрезом по периметру. Эти разрезы различаются по размеру, форме и глубине. Мелкий узкий разрез по периметру клина дает меньшую гибкость, но сохраняет прочность. Врезное углубление или более глубокий и широкий разрез по периметру клина дает большую гибкость, но снижает прочность.

Такая конструкция улучшает выравнивание седла обеспечивает лучшую герметичность. Это также улучшило производительность в ситуациях, когда возможно термическое связывание. Упругие клинья задвижки используются в паровых системах.

Тепловое расширение паропровода иногда вызывает искажение корпусов клапанов, что может привести к тепловому ослеплению. Упругий затвор позволяет воротам изгибаться при сжатии седла клапана из-за теплового расширения паропровода и предотвращает тепловое ослепление.

Недостатком упругих затворов является то, что трубопроводная жидкость имеет тенденцию накапливаться в диске. Это может привести к коррозии и в конечном итоге ослабить диск.

Запорная арматура задвижки типы

Запорный клапан с разрезным клином или параллельным диском 

Диск с разрезным клином состоит из двух сплошных частей и скрепляется с помощью специального механизма. Можно увидеть это на изображениях. В случае, если половина диска не выровнена; диск может свободно приспосабливаться к посадочной поверхности. Разделенный диск может иметь форму клина или параллельного диска.

Параллельные диски подпружинены, поэтому они всегда соприкасаются с седлами и обеспечивают двустороннее уплотнение. Разрезной клин подходит для работы с неконденсирующимися газами и жидкостями при нормальной и высокой температуре.

Свобода движения диска предотвращает тепловое скрепление, даже если клапан был закрыт, когда трубопровод холодный. Это означает, что когда линия нагревается жидкостью и расширяется, она не создает теплового ослепления. 

Запорная арматура задвижки типы

Типы задвижки в зависимости от корпуса, соединения капота

Какие виды задвижек бывают

Для обеспечения плановой и бесперебойной работы магистрали необходимо четко понимать, какие существуют типы задвижек для трубопроводов, каким образом они монтируются на трубы и как их правильно эксплуатировать.

Какие бывают задвижки для трубопроводов

Задвижки для трубопроводов различаются по множеству параметров:

  • Конструктивным особенностям.
  • Виду приводного механизма.
  • Материалу изготовления.
  • Габаритным и присоединительным размерам.
  • Типу присоединения к трубопроводу.
  • Рабочей среде и температурным режимам.
  • Климатическому исполнению.
  • Герметичности.
  • Клиновой конструкции.
  • Проходному диаметру.
  • Типу уплотнений.
  • Максимальному рабочему давлению.

Основными конструктивными элементами выступают:

  • Корпус с крышкой, изготовленный из металла — черной или нержавеющей стали, алюминия, чугуна, латуни. Он — основа задвижки и помещается в магистраль. Крышка же предназначена для регулировки перемещения запорного элемента.
  • Запорный механизм. Заслонка выполнена в виде клина, шибера, диска — в зависимости от типа задвижки. Она изготавливается из металла и комплектуется эластичными уплотнениями для повышения герметичности узла.
  • Привод, управляющий перемещением заслонки в узле. В зависимости от вида задвижек различают устройства с маховиком (на выдвижном или невыдвижном штоке), механическим редуктором, гидро-, пневмо- или электроприводом.
Читайте также:  Плазменная резка листовых металлов

По технологии изготовления корпуса задвижки подразделяются на литые, сварные, кованые и ковано-сварные.

Виды задвижек по типу выдвижения:

С выдвижным шпинделем. Изделия, в которых шпиндель выведен за пределы

корпуса и не имеет контакта с рабочей средой. Это обеспечивает лучшую ремонтопригодность, коррозионную стойкость и длительный срок службы.

Однако, это сильно увеличивает строительную высоту, поскольку при открытии прохода шпинделю необходимо выйти из задвижки на длину, превышающую диаметр трубопровода.

Кроме того, повышается масса изделия — этот параметр нужно учитывать при проектировании магистрали.

С невыдвижным шпинделем. Устройства с подобной конструкцией отличаются невыдвижным ходовым узлом гайка-шпиндель, непосредственно контактирующим с рабочей средой внутри задвижки. Такие изделия устанавливаются на трубопроводы, переносящие неагрессивные среды, нефть и т.

п., поскольку при их эксплуатации нет возможности проконтролировать состояние сальников и шпинделя, а также провести необходимый ремонт без снятия и разборки задвижки. У них малая строительная высота, а, значит, их целесообразно устанавливать в труднодоступных местах.

Выдвижные и невыдвижные задвижки различаются по принципу работы. Первые, как уже говорилось выше, совершают движение вверх-вниз, перекрывая поток. Шпиндель вращается вокруг своей оси — в этом случае приводная гайка расположена прямо в клине.

Типы задвижек по варианту подсоединения к трубопроводу:

  • Приварные — такие устройства имеют патрубки, равные по диаметру размеру трубы, к которой они будут приварены. Врезка осуществляется аргонодуговой сваркой.
  • Фланцевые — имеют фланцы на концах патрубков, монтируются на трубопроводах с помощью стяжки с ответными фланцами. Распространенный тип присоединения, обеспечивающий быстрый монтаж/демонтаж арматуры.
  • Муфтовые — этот тип встречается на задвижках с условным проходом до DN50.

Типы задвижек для трубопроводов по конструктивному исполнению затвора

Клиновые задвижки

Этот тип задвижек отличается наличием затвора клиновидной формы, расположенный между двумя наклоненными поверхностями. Принцип действия основывается на перекрытии потока жидкости или газа клином, перемещающимся перпендикулярно оси. Клиновые задвижки различаются по жесткости клинового затвора: жесткий, обрезиненный, двухсторонний, упругий.

Жесткий клин. Такие изделия отличаются простотой конструкции, жесткостью, надежностью и герметичностью. Они требует точной подгонки клина и уплотнений.

Клин изделия шарнирно смонтирован на шпиндель в верхней части крышки и спускается по корпусным направляющим, из-за чего система может функционировать с высокими перепадами давления.

Основные недостатки задвижки такого типа — возможные заклинивания из-за температурных перепадов, износ уплотнительных колец и довольно сложный ремонт.

Двухдисковый клин подразумевает наличие двух размещенных под углом дисков, соединенных между собой разжимной деталью. Такая конструкция позволяет устройству самостоятельно выравниваться при примыкании к седлам, исключая возможность заклинивая и обеспечивая высокую герметичность затвора.

Двухклиновые задвижки отличаются сложностью конструкции и существенно дороже других исполнений, однако, у них более длительный срок эксплуатации, седельные поверхности меньше изнашиваются, а для закрытия условного прохода не требуется применять больших усилий. Они оснащаются выдвижным шпинделем, могут иметь кольцевые уплотнения на дисках для повышенной герметизации проходного отверстия.

Упругий клин. Разновидность заслонки с двухдисковым клином, в которой привод разделен на две части, между которыми размещен пружинящий элемент, способный деформироваться.

Такая конструкция позволяет уплотнениям передвигаться под углом друг к другу, обеспечивая лучший контакт с седлом.

Изделия с упругим клином не требуют высокоточной подгонки, исключают заклинивание при перепадах температур, но поверхности клина сильно стираются.

Шиберные задвижки

В шиберных задвижках дисковый затвор и седла расположены параллельно. Принцип действия прост — при опускании шиберный механизм герметично перекрывает (словно разрезает) условный проход за счет давления среды.

Это наиболее простой тип задвижек, который зачастую устанавливается в канализационных системах, пульпопроводах и иных трубопроводах с густой средой, не требующей повышенной герметичности.

Их легко обслуживать и ремонтировать.

Шланговые задвижки



Редкий тип задвижек, отличающийся отсутствием уплотнительных седел, а также необычным затворным элементом, представляющим собой гибкий шланг, сжимаемый в средней части с помощью штока.

Такие задвижки имеют очень высокую коррозионную устойчивость, могут транспортировать вязкую и химически активную среду.

Обычно их используют в трубопроводных системах с небольшим условным проходом, где основной средой является пульпа, примеси, шлам и т. п.

Назначение и типы задвижек по материалу изготовления

В качестве материала задвижек выступают сталь, алюминий и чугун. Рассмотрим наиболее распространенные задвижки данных типов с указанием используемых в составе материалов основных элементов и уплотнений.

Стальные задвижки на примере 30с41нж

Буква «с» в маркировке задвижки указывает на то, что она изготовлена из стали, а «нж» — что уплотнения на клиновых дисках и седлах выполнены из нержавеющей стали.

Материалы изготовления деталей и узлов:

  • Крышка и корпус производятся из углеродистой стали методом литья.
  • Шпиндель изготавливается из нержавеющей стали 20Х13 с 14% содержанием хрома. Может эксплуатироваться при температуре до 600С.
  • Диски и маховик — из углеродистой стали, как и корпусные детали.
  • Приводную гайку производят из латуни. Обычно, ЛС59-1. Этот сплав является медно-цинковым с добавлением свинца, благодаря чему гайка хорошо сопротивляется механическим повреждениям при трении поверхностей.
  • Клиновые уплотнения, как уже упоминалось выше, изготавливаются из нержавеющей стали марки 13Х25Т, характеризующейся высоким содержанием хрома и отличной износостойкостью. Примесь титана гарантирует повышение срока службы запирающего элемента.
  • Уплотнения на корпусных кольцах также выпускаются из нержавеющей стали марки 08Х21Н10Г6 с 10% содержанием Ni и 20% Cr. Это обеспечивает повышенную коррозионную стойкость изделия.

В стальных задвижках 30с41нж также имеется сальниковое уплотнение, изготовленное из терморасширенного графита. Этот материал может иметь форму шнура или кольца и препятствует выходу рабочей среды через сальник, там, где шпиндель опускается в корпус. Трубопроводная арматура использует несколько модификаций ТРГ:

  • ТРГ-100Л — с армированием лавсановой нитью.
  • ТРГ-100ЛФ — с лавсановой нитью и дополнительной фторопластовой пропиткой.
  • ТРГ-101Н — с армированием нержавеющей проволокой.
  • ТРГ-102С — в качестве армирующего элемента выступает стеклонить.

Термопластовый графит в качестве уплотнительного материала сальникового узла гарантирует высокую герметичность, не теряя своих свойств даже при воздействии высокой температуры.

Стальные задвижки широко применяются в различных областях промышленности для организации магистралей, транспортирующих воду (горячую и холодную), газ, нефтепродукты, различные химические вещества, к которым элементы задвижки коррозионностойки, а также пар. Иногда они могут использоваться для перемещения морской воды.

Уплотнения на клин и корпусные кольца наносятся методом дуговой сварки или лазерной наплавки.

Оба метода представляют собой химическую реакцию, при которой основной материал изделия смешивается со сплавом из проволоки под воздействием высокой температуры. После наплавки происходит шабровка — ручная или автоматическая.

Она нужна для выведения идеальных геометрических параметров клина и колец с подгонкой поверхностей относительно друг друга для повышения класса герметичности задвижки.

Чугунные задвижки на примере 30ч39р



Чугунные задвижки изготавливаются из серого чугуна и способны выдерживать разрывное давление до 370 МПа. Они предназначены для транспортировки жидкости и газа в магистральных трубопроводах.

Материалы изготовления деталей и узлов:

  • Основные корпусные детали (корпус, крышка, клин) выпускаются из серого чугуна.
  • Шпиндель производится из нержавеющей стали 20Х13.
  • Втулка шпинделя изготавливается из латуни или бронзы.

Что касается уплотнений, то клиновое уплотнение выполняется из EPDM. Это международное обозначение этиленпропиленового каучука. Этот материал имеет высокие физические и химические свойства, благодаря чему затвор практически не имеет механических разрушений. Он коррозионно-стойкий, способен сохранять заданные геометрические размеры даже при воздействии высокой температуры.

  • Также может применяться фторкаучук (при воздействии очень кислотных сред) или кремнийорганическое соединение (в случае воздействия экстремально высоких температур и их перепадов).
  •  Какие бывают задвижки по эксплуатационным показателям
  • Задвижки имеют общие эксплуатационные характеристики, к которым относятся:
  • Проходной диаметр DN — от 15 до 1400 мм.
  • Номинальное давление среды Pn — от 10 до 40 атм.
  • Класс герметичности по ГОСТ 9544 — А, АА, В, С.
  • Тип подсоединения — под приварку, муфтовое, фланцевое.
  • Климатическое исполнение (Т1, ТпУ1, У1, ХЛ1) и показатели рабочей температуры. У чугунных задвижек климатические исполнения маркируются — У, Т, УХЛ, ОМ.
  • Направление подачи рабочей среды.
  • Тип привода — ручной, редуктор, приводной механизм.

Выбор типа задвижки под конкретную рабочую среду осуществляется исходя из стойкости используемых материалов к коррозионному положению.

Маркировка задвижек соответствует ГОСТ 4666-75 и содержит следующие данные (на примере 30с41нж):

  • 30 — показывает, что перед нами задвижка;
  • с — стальной корпус;
  • 41 — номер модели;
  • нж — нержавеющий материал на клине.

Перед «41» может стоять цифра «5» — это будет значить, что у задвижки механический редуктор в качестве привода, цифра «9» говорит, что установлен электропривод. В нашем случае у задвижки 30с41нж ручной привод (управление маховиком).

Достоинства задвижек

Вне зависимости от назначения и типа задвижки характеризуются следующими особенностями:

  • Простотой конструкции.
  • Высокими техническими параметрами (в зависимости от материала изготовления и конструктивных особенностей они могут выдерживать температуру до 565С и давление до 25 МПа).
  • Универсальностью и вариативностью применения — задвижки активно используются в трубопроводных системах и магистральных трубопроводах, транспортирующих любые среды.
  • Хорошие гидравлические параметры. Задвижки подбираются в соответствии с внутренним диаметром трубопровода, на которой они будут монтироваться. Плавное перемещение запорного механизма при перекрытии потока рабочей среды помогает избежать гидроудара в системе, а конструкция затвора и седла обеспечивает высокую герметичность перекрываемого канала среды.
  • Возможностью изменения потока среды в обратную сторону.
  • Длительным сроком эксплуатации. Все материалы узлов и деталей рассчитаны на долгосрочную службу в конкретной рабочей среде. Внутренние элементы изготавливаются из коррозионно-стойких материалов.
Читайте также:  Разновидности сварочной проволоки и особенности применения расходного элемента

Впрочем, у задвижек есть и некоторые недостатки. Во-первых, это увеличение строительной высоты трубопровода (особенно если дело касается устройств с выдвижным шпинделем). Во-вторых, это быстрый износ уплотнительных элементов и обслуживание задвижек (трудоемкий ремонт в случае изделий с невыдвижным шпинделем). В-третьих, время на закрытие/открытие запорного механизма может быть длительным.

Как монтируются задвижки на трубопроводах?

Установка устройств на магистраль или трубопровод промышленного назначения осуществляется только обученными специалистами, допущенными к проведению такого типа работ. При выполнении монтажа необходимо соблюдать следующие правила установки, в зависимости от типа задвижек и их назначения:

  1. Снимать запорную трубопроводную арматуру допускается только при отсутствии рабочей жидкости в системе. Также требуется очистить место установки и соединения труб от грязи, налета, окалины и т. п.
  2. Непосредственно перед монтажом фланцевые задвижки должны быть проверены на качество фланцев (отсутствие трещин, царапин и иных дефектов).
  3. Запорная трубопроводная арматура устанавливается на четко прямолинейной части магистрали во избежание перекосов и изгибов, способных вызвать протечки и напряжения в системе. При установке тяжелых узлов требуется использование жестких опор.
  4. Не допускается приложение больших усилий к маховикам при эксплуатации из-за опасности поломок и возникновения трещин.
  5. При монтаже не допускается падение арматуры, иные механические повреждения или удары.

На место монтажа задвижки поставляются в специальной таре, отвечающей требованиям ГОСТ 9.014–78, ГОСТ 15150-69 с вариантом защиты ВУ-0 или ВУ-1.

Как работает задвижка: устройство и принцип действия

Задвижки – очень популярный и распространенный тип запорной арматуры. Благодаря своей надежности и простой конструкции они востребованы на транспортных и технологических трубопроводах с самыми разнообразными рабочими средами.

В зависимости от конструктивного и материального исполнения, задвижки могут использоваться в системах с рабочими давлениями до 25 МПа и температурами до +565 °С.

Далее описана конструкция и принцип работы задвижек, приведена их классификация, а также отмечены особенности разных модификаций данной арматуры.

Из чего состоит задвижка?

Главные конструктивные элементы арматуры:

  • корпус;
  • крышка;
  • затвор;
  • резьбовая пара (шпиндель и гайка);
  • сальниковое уплотнение;
  • маховик (или другой управляющий элемент).

Устройство задвижки очень простое. Ее основу составляют корпус и крышка – именно они образуют полость, по которой движется рабочая среда. В полости арматуры находится затвор и (у части задвижек) механизм, обеспечивающий его передвижение, – резьбовая пара.

Запирающий элемент движется перпендикулярно оси потока: опускаясь, он перекрывает просвет трубы, а поднимаясь, открывает. Механизм передвижения максимально простой – при вращении маховика вращается шток (шпиндель), который связан с запирающим элементом напрямую или через гайку.

Вращательные движения маховика преобразуются в поступательные движения затвора.

Для герметичного перекрывания потока в корпусе задвижки обычно предусмотрены седла с уплотнительными поверхностями. Когда затвор опускается, он плотно примыкает к седлам, не позволяя среде проходить через полость задвижки.

У корпуса также есть два конца для присоединения к патрубкам трубопровода. Они могут быть оснащены фланцами, резьбой или фаской для приварки.

В месте выхода штока наружу находится сальник, который предотвращает утечку среды из задвижки.

Маховик – самый простой и распространенный орган управления задвижкой. На трубопроводах больших диаметров, где для перемещения затвора необходимо серьезное усилие, используются дополнительные устройства – механические редукторы, электро-, гидро- и пневмоприводы.

Для изготовления корпусных деталей задвижек чаще всего используется:

  • чугун;
  • сталь (легированная или нержавеющая).

Затвор, как правило, изготавливают из стали, которая лучше переносит работу в потоке среды. От материального исполнения арматуры зависит возможность ее применения с различными средами – неагрессивными или агрессивными, холодными или перегретыми.

При этом задвижки (за редкими исключениями) используются только для полного перекрывания трубопровода и не подходят для регулировки потока.

Если затвор оставить в полуоткрытом положении, он деформируется под давлением среды, что приведет к заклиниванию арматуры.

Типы задвижек

Общий принцип работы задвижек сходный – затвор, отсекающий поток среды, движется перпендикулярно этому потоку. Но существует несколько типов арматуры, которые отличаются конструкцией запирающего элемента и расположением резьбовой пары. Различают такие типы задвижек:

  1. Клиновые (с жестким, двухдисковым или упругим клином).
  2. Параллельные.
  3. Шиберные.
  4. Шланговые.

В зависимости от расположения ходового узла задвижки подразделяют на два типа:

  • с выдвижным шпинделем;
  • с невыдвижным шпинделем.

Устройство клиновых задвижек

В такой арматуре затвором выступает клин, а седла в корпусе расположены под углом. При закрывании задвижки клин опускается в пространство между седлами и плотно прилегает к ним, обеспечивая высокую герметичность перекрывания. Клин может иметь разную конструкцию:

  1. Жесткий клин – металлическая пластина, сужающаяся книзу. Для надежного и герметичного перекрывания потока при изготовлении задвижки жесткий клин очень точно подгоняют под форму седел. Такой затвор очень прочный, но из-за своей жесткости может заклинивать при колебаниях температуры или давления среды. Кроме того, уплотнительные поверхности здесь довольно быстро изнашиваются.
  2. Двухдисковый клин представляет собой более сложное устройство – он состоит из двух плоских дисков. Диски жестко скреплены между собой под тем же углом, под которым расположены седла в корпусе. В таких задвижках нет необходимости в идеальной подгонке клина под седла, так как элементы затвора способны частично «самоустанавливаться» во время его опускания. Эта особенность обеспечивает и повышенную герметичность перекрывания. Также задвижки с двухдисковым клином меньше подвержены заклиниванию и износу уплотнительных поверхностей.
  3. Упругий клин состоит из дисков, скрепленных не жестко, а посредством упругого элемента. У такого затвора более простая конструкция, чем у двухдискового, но и возможности «самоустановки» меньше. При этом упругий клин также прощает некоторые погрешности при подгонке седел, он проще в изготовлении, чем жесткий затвор.

Принцип действия параллельных, шиберных и шланговых задвижек

Как разновидность клиновых иногда рассматривают и параллельные задвижки. Их затвор имеет не клиновидную форму, но по конструкции схож с двухдисковым клином. При этом диски затвора параллельных задвижек расположены параллельно друг другу. При перекрывании потока они прижимаются к уплотнительным поверхностям седел специальным клиновым грибком, который находится посредине.

Шиберные задвижки можно рассматривать как параллельные с одним диском. Это очень простые устройства, в которых поток среды отсекается плоским затвором, работающим подобно гильотине.

Отдельные их модификации даже оснащаются ножевым затвором для разрушения частиц среды, попавших в корпус во время перекрытия трубопровода. Такая арматура используется с загрязненными средами, в которых есть много механических примесей.

По герметичности перекрывания она существенно уступает клиновым задвижкам.

Шланговые устройства принципиально отличаются от остальных типов и по конструкции, и по принципу действия.

Их относят к задвижкам, поскольку здесь выполняется классический принцип действия задвижки – просвет трубы перекрывается при опускании штока перпендикулярно потоку.

У шланговых моделей нет затвора как такового, а через корпус проложен гибкий шланг. Когда трубопровод нужно перекрыть, при вращении маховика опускается шпиндель, который просто пережимает этот шланг.

Подобная конструкция полезна в трубопроводах, по которым транспортируются очень агрессивные среды. Наличие шланга в полости арматуры исключает контакт металлических элементов со средой и предупреждает их коррозию.

Как работают задвижки с выдвижным и невыдвижным штоком

Ходовой узел задвижки – резьбовое соединение шпиндель-гайка – основной элемент, который передает усилие от вращения маховика к затвору. Этот узел может быть расположен как в полости арматуры, так и снаружи:

  1. Выдвижной шпиндель соединен с затвором своим нижним концом. Гайка расположена снаружи, и при вращении маховика шпиндель выдвигается вверх на величину хода затвора. Такая конструкция исключает контакт ходового узла с рабочей средой, что продлевает срок службы арматуры и позволяет использовать ее с более агрессивными средами (или при высоких температурах). Задвижки с выдвижным шпинделем более надежны и просты в обслуживании, поскольку существует свободный доступ к сальниковому уплотнению. Единственный минус подобных устройств – увеличенный вес и большая строительная высота, а также необходимость оставлять свободное место над маховиком для выдвижения шпинделя при открывании арматуры.
  2. У задвижек с невыдвижным шпинделем ходовой узел находится в полости задвижки. Шток закреплен верхним концом и не меняет своего положения при открывании и закрывании устройства. Во время вращения маховика затвор вместе с ходовой гайкой передвигается вверх или вниз относительно шпинделя. Поскольку у таких устройств резьбовое соединение находится в рабочей среде, а доступ к сальнику закрыт, они менее устойчивы к агрессивным средам и сложным рабочим условиям. Их не устанавливают на ответственных объектах, но используют в обстоятельствах, когда важна малая строительная высота и небольшой вес.

Сравнительная таблица применения задвижек с выдвижным и невыдвижным штоком

Условия примененияЗадвижки с невыдвижным шпинделемЗадвижки с выдвижным шпинделем
Диапазон диаметров DN, мм 40–500 15–1200
Диапазон максимальных рабочих давлений PN, МПа 1,6 1,6–10,0
Диапазон температур транспортируемого вещества, ºС -15…+130 -70…+450
Рабочие среды Чистая горячая и холодная вода, неагрессивные среды (нефть, минеральные масла) Горячая и холодная вода, вещества с любой степенью агрессивности, нефтепродукты, газ

Таким образом, несмотря на сходный принцип работы, разные типы задвижек имеют несколько отличное устройство и область применения. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки.

Но мы готовы подобрать оптимальные задвижки для монтажа на вашем трубопроводе.

Знакомьтесь с нашим каталогом и звоните +7 (812) 920-05-98 – специалисты «Компании Север» помогут вам с выбором арматуры подходящего устройства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector