Виды трубопроводной арматуры – классификация, использование

Каталог трубопроводной арматуры АРМАТЭК
Мир трубопроводной арматуры огромен и разнообразен, и при первом знакомстве может показаться хаотичным и малопонятным.

Но если разобраться в принципах его классификации, предложенной в нормативных документах, он станет хорошо структурированным и упорядоченным. Классификация ─ очень удобный и полезный инструмент, отводящий каждому изделию свое место и позиционирующий его относительно других изделий, задач, которые он должен решать, принципиального устройства, особенностей конструктивного исполнения, использованных в нем материалов и т. д.

Применительно к трубопроводной арматуре можно говорить о двух основных принципах классификации ─ видах и типах трубопроводной арматуры.

Основные виды трубопроводной арматуры

• Вентили.

Вентили применяют как запорную и как регулирующую арматуру. Как запорную арматуру их ставят на трубопроводах в сечении не более 30 см. Их используют при проведении ремонта в тупиковых участках системы. Вентиль имеет запирающий элемент, который поворачивается по оси, расположенной под произвольным углом по отношению к централи трубы.

• Задвижки.

В трубопроводах с низким гидравлическим сопротивлением используют малогабаритные запорные элементы – задвижки.

В зависимости от конструкции их подразделяют на:

• клиновые (с цельным, упругим и составным клином);
• параллельные (шиберные).

В системах с малым давлением монтируют такой вид трубопроводной арматуры, как задвижки параллельного типа.

Они выполняют функцию запорного механизма и действуют только в положении «закрыто» или «открыто». Как регуляторы задвижки используют довольно редко.

Они нашли широкое применение в полнопроходных системах, таких как магистральные трубопроводы, когда патрубки одного сечения и есть возможность перемещения рабочей среды непрерывным потоком и с большой скоростью.

Особенностью задвижек является наличие шпинделя – он, исходя из конструктивных особенностей, может выдвигаться или нет.

Условия использования задвижек:

• температура – до +450 °С;
• давление – до 25 МПа;
• диапазон диаметров труб – от 5 см до 1,2 м.

Данные арматурные элементы подходят для систем, где используются щелочи, нефть, кислоты, вода, пар и пр.

Для целлюлозно-бумажного производства, фекальных стоков или там, где в рабочей среде имеются инородные предметы, используют шиберные (параллельные) задвижки, так как в их конструкции есть металлический клин, который при движении рассекает сторонние объекты.

Клиновые задвижки устанавливают в период планового ремонта системы. Корпус данной арматуры чугунный, внутри – вращающийся шпиндель, соединенный с клином. Корпус и крышка таких изделий свариваются из деталей, которые вырезают из листовой углеродистой или коррозиестойкой стали. Используются в системах транспортировки газов и жидкостей, которые не вступают в реакцию с материалом трубопровода.

Как правило, задвижки с большим диаметром снабжаются приводом для удобства регулирования. Приводы могут быть пневматическими, электрическими или гидравлическими. Можно регулировать и вручную, но при этом необходимо наличие редуктора для того, чтобы этот процесс был более легким.

• Клапаны.

Другим видом трубопроводной арматуры являются клапаны. Они предназначены для того, чтобы закрываться или открываться для достижения определенного давления в системе, а также при смене направления рабочей среды.

Существуют несколько типов клапанов: односедельные и двухседельные. Более удобным клапаном на производстве является двухседельный из-за возможности осуществлять сразу две функции – регулирующую и распределительную.

Также в зависимости от течения потока рабочей среды клапаны бывают: прямоточные или проходные (если направление потока среды неизменно) и угловые (если рабочая среда меняет направление прямо перпендикулярно).

Для обеспечения герметичности и лучшей надежности применяют запорные клапаны, которые полностью перекрывают поток внутри трубы.

Обратные клапаны используют для того, чтобы не допустить резкой смены направления движения рабочей среды. Такое может возникнуть, если насос вышел из строя или произошел обрыв потока.

Так как регулирующие клапаны способны изменять размер проходного сечения, их используют для контроля количества газа или жидкости, подаваемых в систему.

Запорно-регулирующие клапаны выполняют сразу обе функции: запорную и регулирующую.

Огромный плюс использования таких клапанов – то, что они могут работать как в коррозионных средах, вакуумах, так и при высоких температурах и давлении. Обслуживание и ремонт – нетрудоемкие.

• Краны.

Отличительной особенностью и огромным преимуществом среди остальных видов трубопроводной арматуры является то, что краны применяются как распределительные, регулирующие и запорные устройства для различных по вязкости жидкостей, а также для газов.

Конструкция кранов: корпус и затвор (пробка) с отверстием в центре. Затвор может иметь различную форму: шарообразную, цилиндрическую или конусообразную. Материал, из которого изготавливают краны: сталь, чугун, бронза, латунь, встречается также фарфор и специальный пластик (для агрессивных сред).

В зависимости от направления движения потока, а также от количества патрубков краны подразделяют на группы:

• угловые;
• проходные;
• трехходовые;
• многоходовые.

По принципу движения затвора краны бывают с отжимом, с вращением, с подъемом затвора и без.

По способу управления краны делят на:

• ручные;
• с электроприводом;
• с пневмоприводом;
• с гидроприводом.

По геометрии затвора краны подразделяют на:

• цилиндрические;
• конусные;
• шаровые;
• игольчатые.

По способу обеспечения герметичности краны делятся на натяжные и сальниковые.

Кран выполняет функцию запорного устройства, когда требуется прекратить полную подачу потока. Также краном можно регулировать расход жидкости или газа, изменение положения затвора.

• Затворы.

Основной частью в конструктиве запорной арматуры являются затворы. От этого вида трубопроводной арматуры зависит работоспособность всей системы – полное или частичное перекрытие потока газа или жидкости. В случае малейшей неисправности могут возникнуть серьезные последствия вплоть до взрыва газоопасных веществ и экологической катастрофы. Для того чтобы можно было предотвратить такие ситуации, очень важно обращать внимание на материал, из которого изготавливается затвор, а также на условия эксплуатации.

Существуют различные типы затворов:

• Дисковые

  (наиболее частые в применении). Применяются для систем отопления, подачи пара, водоснабжения, при неагрессивных рабочих средах или продуктах нефтепереработки.

• Фланцевые

  (название произошло от метода монтажа – при помощи фланцев).

Материалы, из которых изготавливаются затворы: сталь (углеродистая, нержавеющая и легированная) и чугун. Затворы, сделанные из стали, могут использоваться в температурном диапазоне от -60 °С до +700 °С при избыточном давлении до 10 МПа. Они нашли массовое применение в агрессивных рабочих средах. Затворы, сделанные из стали, применяют чаще чугунных.

Преимущества затворов:

• просты в монтаже и ремонте;
• компактны по габаритам и весу, легко крепятся на небольших участках;
• легко заменяются, когда срок годности подходит к концу;
• не заклинивают во время использования;
• довольно дешевые.

По трубопроводу протекают различные виды жидких и газообразных веществ, вплоть до ядовитых, и чтобы остановить утечку или перекрыть в нужном месте их поток, не нарушая работу всей системы, используют затворы. Поэтому от их исправности зависит в первую очередь надежность всей системы, а также безопасность обслуживающего персонала. Несмотря на свою простоту в использовании и небольшую цену, данная арматура является важнейшим элементом во всей системе трубопровода.

Это интересно: Алюминиевая проволока для сварки и особенности ее использования

Общие правила установки сантехнической арматуры

При четком соблюдении несложных нижеприведенных требований к установке сантехнической арматуры, вы обеспечите себя комфортом при ее эксплуатации и отсутствием проблем в работе сантехники в течение многих лет.

Лучше всего использовать вентильный тип запорной арматуры. Установка задвижек производится на тех трубах, диаметр которых составляет от 50 мм.

Водяные счетчики устанавливают на расстоянии 0,3-1,0 м от пола. Туалетные краны, а также смесители, следует монтировать над бортами умывальников на высоте 0,2 м, Водоразборные краны и смесители устанавливают на 0,25 мм выше бортов раковин и на 0,2 м выше бортов моек. Смывные краны унитазов устанавливают на высоте 0,8 м от пола до оси крана. Душевые сетки монтируют на расстоянии 2,1-2,25 м от низа сетки до пола, смесительную арматуру для душей – на высоте 1,2 м от пола. Водоразборные банные краны монтируются на небольшом расстоянии – 0,8 м от пола. Смесители общие для ванн и умывальников устанавливают на высоте 1,1 м, а смесители для ванн и душевых поддонов – на высоте 0,8 м от пола до горизонтальной оси смесителей.

Читайте материал по теме: Как выбрать смеситель для ванны: 12 советов

Пожарные краны устанавливаются на высоте 1,35 м от пола, при необходимости друг над другом, в тех случаях, когда краны, спаренные по своей конструкции, здесь важно обеспечить небольшое расстояние от 0,15 м или более от горизонтальной оси пожарного крана до нижней полки шкафа и от вертикальной оси до стенки шкафа.

В арматуре вентильного типа для большей плотности и надежности нужно использовать прокладки из резины, пластмассы, эбонита, материал которых нужно выбирать в зависимости от характеристик рабочей среды.

Для надежной и долгой работы сантехнической арматуры важно при монтаже следовать приведенным выше требованиям, отклонение при исполнении монтажных работ может составлять не более 20 мм.

Если оборудование используется сборное, то его сборку лучше осуществлять непосредственно на месте монтажа, если предусмотрено иное, то оно собирается в специально отведенном для этого месте.

Если трубы в водопроводе установлены оцинкованные, то для них следует применять оцинкованные стальные соединительные части или неоцинкованные, выполненные из ковкого чугуна.

Теперь несколько слов о том, какими материалами нужно уплотнять места креплений: при температуре до 105 градусов – ленту из фторопластового уплотнительного материала или льняную прядь, пропитанную свинцовым суриком или белилами, замешанными на натуральной олифе; при температуре выше 105 градусов – ленту ФУМ или асбестовую прядь вместе с льняной прядью, пропитанные графитом, замешанным на натуральной олифе.

Расстояние от магистрали до запорной арматуры на ответвлениях должно быть в пределах 120 мм.

Трубопроводы, ось которых расположена вертикально, не могут отклоняться от вертикали больше, чем на 2 мм на каждый м длины трубопровода.

Расстояние от поверхности облицовки до трубопроводов, не имеющих наружной изоляции, должно быть 35 мм при диаметре труб до 32 мм, а если их диаметр больше – от 40 до 50 мм, то расстояние должно быть 50 мм, возможна погрешность в пределах 5 мм в ту или иную сторону. Это применимо как в системах отопления, так и водоснабжения для разных температур при их открытой прокладке.

Трубопроводы, установленные в специально оборудованных путях – шахтах, не должны соприкасаться с окружающими их частями зданий, сооружений. В то же время они должны быть надежно укреплены, запрещено использовать крепления из дерева, так как они не обеспечивают нужной надежности и рассыпаются с течением времени. Опорные конструкции должны позволять свободно функционировать рабочей среде трубы при любых температурах.

Если требуется изогнуть оцинкованную трубу, то лучше всего это сделать, когда труба еще холодная. При этом нужно соблюдать значение отношения разности между наибольшим и наименьшим наружным диаметрами к наибольшему наружному диаметру трубы, оно должно быть не более 10 %. Повороты трубопроводов осуществляются с помощью специальных уголков, это касается систем отопления и водоснабжения с разной температурой рабочих сред.

Трубопроводы отопления, горячего водоснабжения, конденсатопроводы из стали заключаются в специальные гильзы в тех местах, где они соприкасаются с другими конструкциями, это также позволяет осуществлять трубам свободное перемещение среды при разных температурах в промежутке от 40 до 105 градусов Цельсия. Гильзы устанавливаются специальным образом в пределах 30 мм от отметки покрытия полов.

При температуре рабочей среды более 105 градусов, гильзы должны быть произведены из несгораемых материалов, это будет надежной защитой даже для конструкций, способных воспламеняться, расстояние от гильзы до трубы по всей окружности нужно оставлять от 15 мм при заполнении его асбестом и не менее 100 мм, если такой изоляции нет.

Те места, где трубы пересекаются с брандмауэрами, наполняют для дополнительной безопасности асбестом. В случаях, когда рабочие трубы с холодной рабочей средой непосредственно вмонтированы в деревянные строительные конструкции, то их нужно дополнительно обернуть рубероидом.

В непромышленных помещениях, таких как квартиры и общественные места, крепления для стояков стальных труб не устанавливают, если высота этажа в пределах 3 м, в случае, когда этаж выше 3 м, то крепления для них устанавливают на половине высоты этажа.

Проверку исправности сантехники, все ее испытания нужно производить до тех пор, пока скрытые ее части еще доступны для визуального осмотра, то есть еще возможно осуществить исправление ошибок, и пока видимые участки не изолированы.

Системы, в которых в качестве рабочей среды используется вода, должны быть тщательно промыты потоком воды еще до ввода сантехники в эксплуатацию. В случае монтажа труб в холодное время года, соединение внутренней и внешней частей трубопроводов, в которых предусмотрена высокая температура рабочей среды, соединение нужно осуществлять непосредственно перед пуском системы.

Функциональное назначение

В зависимости от выполняемой функции изделие может быть следующих видов:

• Запорная. При закрытии крана, вентиля или задвижки полностью прекращается движение рабочей среды. Запорная арматура позволяет веществу двигаться без ограничения при открытии соответствующих механизмов. Необходимость открытия или закрытия движения потока по трубопроводу чаще всего возникает по техническим причинам. Классификация видов запорной арматуры для трубопроводов также включает элементы, предназначенные для спуска вещества из емкости или поступления его в контрольно-измерительные приборы (подробнее: «Какая запорная арматура для трубопроводов есть на рынке и какую лучше использовать»).
• Регулирующая. С помощью различных вентилей, конденсатоотводчиков и клапанов можно регулировать температуру, давление, напор или уровень рабочей среды. Регулирующие механизмы позволяют контролировать расход транспортируемого вещества. Предохранительная. При значительном повышении давления транспортируемых веществ автоматически срабатывают предохранительные клапаны или мембранные предохранители. В результате сбрасывается избыток рабочей среды.
• Защитная. В случае непредвиденного изменения параметров транспортируемых веществ отключается оборудование или участок магистрали, а также блокируется обратный ток рабочей среды. В результате основная магистраль и механизмы остаются защищенными. В качестве защитной арматуры используются пневмозадвижки, обратные и отсечные клапаны.
• Фазоразделительная. Такая арматура делит вещества, которые имеют разную фазу состояния. Например, отделение конденсата, масел, газов или воздуха.
• Распределительно-смесительная. С помощью специальных кранов или клапанов потоку рабочей среды задается определенное направление. А с помощью смесителей несколько потоков соединяются в один.
• Контрольная. Сюда относятся датчики уровня и пробко-спускные краны, которые контролируют уровень транспортируемого вещества и его движение.

Регулирующая арматура водопроводной сети

Данный тип арматуры регулирует параметры воды в водопроводе изменяя расход или меняя проходное сечение водопровода.

К регулирующей арматуре относятся:

• Регулирующий клапан (вариант комбинированной арматуры);
• Регуляторы:
• Давления;
• Регуляторы прямого и непрямого действия;
• Давления от себя;
• Регуляторы давления после себя;
• Квартирные регуляторы давления

Это вариант регулятора давления “после себя”. Предназначены для монтажа в водопроводе квартир. Ограничивают и стабилизируют давление воды в системе. Перекрывают трубопровод при отключении воды.

• Регуляторы перепада давления, расхода, температуры, уровня;
• Различные комбинированные регуляторы.

Читать: Что такое распределительная гребёнка водопровода

Способы управления

По типу управления определяется два вида арматуры:

• Автоматическая. Такие механизмы приводятся в действие автономно без участия человеческого фактора.
• Ручная. Для приведения в действие такого механизма необходимо выполнить некоторые манипуляции руками или с помощью привода. Большинство видов арматуры для труб, имеющих диаметр менее 40 см, управляется с помощью ручного привода. Такие действия протекают очень медленно и требуют огромных физических затрат.

Арматура водопроводной сети это

Базовым оборудованием водопроводной сети являются водопроводные трубы. Именно по ним вода транспортируется в заданное место.

Однако трубопровод будет бесполезен, без водопроводной арматуры. С помощью неё мы можем перекрыть или открыть водопровод, защитить его от повышения давления, распределить воду по потребителям и решить массу других нужных задач.

Способы соединения с трубопроводом

Соединение арматуры и трубопровода может выполняться несколькими способами:

• Муфтовое соединение. Для такого способа используют муфты с внутренней резьбой. Способ можно применять на изделиях из металлопластика, полиэтилена и полипропилена. Диаметр трубы для муфтового соединения не должен превышать 8 см, а давление рабочей среды – 10 атмосфер.
• Фланцевое соединение. Для такого соединения используется болтовая стяжка. Это позволяет неоднократно выполнять сборку и разбор соединения для очистки арматуры или для ремонтных работ. Болтовые крепления требуют периодического осмотра, так как имеют свойство ослабевать в процессе эксплуатации.
• Соединение под приварку. Стыковка деталей с помощью сварки в раструб или встык считается самой надежной и герметичной, поэтому используется на трубопроводах, транспортирующих опасные вещества.
• Цапковое соединение. Мелкие детали, работающие в условиях высокого давления, соединяются с помощью патрубков с наружной резьбой.
• Штуцерное соединение. Трубопроводы, элементы для которых имеют диаметр менее 15 мм, соединяются с помощью штуцера.

Классификация по способу крепления

Современный заказчик может купить на выбор муфтовую, фланцевую, штуцерную, стяжную, цапковую систему или модель под сварку.

• Муфтовая трубопроводная арматура – это, как правило, чугунные вентили, шаровые краны с показателем DN до 50–80 мм (элементы, которые можно купить по небольшой цене). Они крепятся муфтами – резьбовыми, цилиндрическими, трубными или коническими (внутренними).
• Фланцевые изделия – один из самых распространенных вариантов (подробно описан в ГОСТ 12815–80). Монтируются фланцами, представлены задвижками чугунными и стальными.
• Штуцерная трубопроводная арматура присоединяется к трубопроводу патрубками с резьбой. Второй блок крепежа – штуцер с внутренней резьбой.
• Стяжное устройство присоединяется при помощи шпилек и фланцевого соединения на трубопроводе. Своих фланцев изделия не имеют. Такой метод крепления часто используется с обратными клапанами, регулирующей продукцией, дисковыми затворами, шиберными задвижками.
• Сварной метод крепления отличается надежностью и приемлемой ценой. Монтаж осуществляется патрубками, выполненными под приварку.
• Цапковая модель использует для монтажа крепление с наружной резьбой и буртиком под уплотнитель.

Способ герметизации

Герметизация механизмов выполняется несколькими способами:

• Сальниковое уплотнение достигается с помощью сальниковой набивки, которая представляет собой волокна асбеста или пеньки, пропитанные герметиком.
• Мембранная герметизация достигается за счет мембраны, уложенной между крышкой и корпусом арматуры.
• Сильфонная герметизация предполагает использование сильфонной сборки для уплотнения подвижных элементов.
• Шланговая герметизация требует наличия в конструкции эластичного шланга, который при зажиме надежно отсекает поток.

Это интересно: Магнитится ли нержавейка: магнитные свойства нержавеющей стали

Обратная арматура водопроводной сети

Данный тип арматуры предотвращает обратный поток воды в автоматическом режиме. В квартирах хорошо знаком по обратному клапану устанавливаемому при монтаже счётчика воды.

Бывают:

• Обратный клапан (ОК) и затвор (захлопка);
• Приёмный клапан — это обратный клапан, монтируемый перед насосом;
• Подъёмный ОК;
• Осесимметричный ОК;
• Невозвратно–запорный затвор;
• Невозвратно–управляемый затвор;
• Невозвратно–запорный клапан;
• Невозвратно–управляемый клапан;
• Отключающий, скоростной клапан;
• Обратный двустворчатый затвор.

Способ перемещения рабочего механизма

В зависимости от способа перемещения рабочего механизма выделяют следующие виды арматуры для трубопроводов:

• Краны – запирающие элементы с телом вращения, перемещение которого осуществляется движением вокруг своей оси. Может располагаться произвольно по отношению к направлению потока.
• Задвижки – элементы, которые регулируют или запирают направление потока, перемещаясь поперек основного потока.
• Затворы или заслонки – элементы, выполненные в виде диска, который может вращаться вокруг своей оси перпендикулярно или под углом к потоку.
• Вентили – детали, у которых запирающие и регулирующие элементы посажены на шпиндель. При их возвратно-поступательном движении параллельно потоку перекрывается сечение в горизонтальной плоскости. Рабочая среда для такой арматуры может быть жидкой или газообразной. Вентили бывают клапанными и шаровыми.

Как осуществляется производство сантехнической арматуры

На сегодняшний день рынок сантехнической арматуры чрезвычайно широк и представлен в основном изделиями, выполненными в основном из современного пластика и пластмассы, это объясняется их доступностью, легкостью, отсутствием коррозии и другими положительными качествами. В соединениях труб и прочих деталей используются прокладки со специальными пластиковыми кольцами, что обеспечивает надежность креплений и герметичность рабочей системы при функционировании оборудования. Так же в креплениях делают прослойки из резины, которая прочна и не подвергается коррозии, такая система сбора оборудования удобна и позволяет легко собирать и демонтировать сантехнику.

Условное давление рабочей среды

По условному давлению арматура делится на несколько видов:

• Вакуумная — необходима для изоляции вакуумной камеры или ее части от системы откачки.
• Арматура абсолютного давления применяется на оборудовании с целью измерения давления до 0,1 МПа.
• Детали малого давления, менее 1,6 МПа, используются на металлопластиковых, полиэтиленовых и полипропиленовых водопроводах бытового назначения.
• Арматура среднего давления, менее 10 МПа.
• Изделия высокого давления, меньше 100 МПа.
• Механизм сверхвысокого давления, свыше 100 МПа.

История возникновения

Трубопроводную арматуру человек начал использовать давно. По отчетам историков, в 5000 году до нашей эры люди строили простые трубопроводные системы, на которых были клапаны и краны.

Но вот доказала существование арматуры в древние времена Римская Империя. Археологи, изучающие эту культуру, на раскопках нашли пробковый кран. С помощью этого устройства римляне открывали и закрывали воду. Кран отлит из бронзы.

История создания промышленной трубопроводной арматуры началась в 19 веке. Это время первых разработок паровых машин, конструкции которых требовали устройства, которое могло перекрыть поток горячего пара по трубам.

Рис 1. История

Первые заметные шаги в промышленном арматуростроении принадлежат Тимоти Хакворту и ДжосефуХопкинсону, которые разработали первую в мире клиновую задвижку.

Для России промышленное арматуростроение стало возможно благодаря работе иностранного промышленника по фамилии Грош. Он основал литейный завод (1878г.) в С.Петербурге, который занимался серийным выпуском арматуры. А через 10 лет предприятие купил немец. Предприятие получило название АО «Лангензипен и Ко». В дальнейшем, под этим именем по всей России откроется еще несколько заводов, которые начнут серийное производство:

• арматуры для котельных и пожарных частей;
• пожарных кранов;
• насосов;
• манометров;
• медных труб.

После национализации, в 1922 завод Лагензипена переименовали в Петроградский арматурный . Именно с этого момента началась история советского арматуростроения.

Рабочая температура

В зависимости от температуры транспортируемого вещества арматура делится на следующие виды:

• Криогенная – для работы при температуре ниже -150
  0

  С.

• Арматура холодильного оборудования – для температуры от -60 до -150
  0

  С.

• Низкой температуры – от -20 до -60
  0

  С.

• Средней температуры – не более 400
  0

  С.

• Высокой температуры – в пределах 600
  0

  С.

• Жаростойкая арматура может работать в среде, температура которой выше 600
  0

  С.

Разновидности арматуры запорного типа

Различают следующие типы запорной трубопроводной арматуры:

• краны;
• вентили (клапаны);
• задвижки;
• заслонки.

Классификация кранов

Запорные краны преимущественно предназначены для бытовых трубопроводов с малым давлением.

Устройство запорной арматуры-крана следующее:

• корпус;
• запорный элемент;
• рукоять;
• набор уплотнительных прокладок.

Элементы, входящие в состав запорного крана

Классификация устройств может быть произведена по нескольким признакам:

• типу запорного элемента;
• методу установки.

Элементом, перекрывающим поток проходящей среды, может быть:

• шар. В соответствие с этим кран носит название шаровой (рисунок выше);
• конус в виде пробки (пробковый кран).

Запорный кран пробкового вида

Крепиться к трубопроводу краны могут:

муфтовым способом. Фиксирующие гайки наворачиваются на подготовленную на трубе резьбу;

Кран, устанавливаемый на резьбу

• фланцевым способом. В качестве фиксирующих элементов выступают фланцы, соединяемые между собой болтами;
• методом сварки.

Устройства, устанавливаемые на фланцы и методом сварки

Каждый кран имеет свое условное обозначение. На маркировке, нанесенной на корпус устройства, в обязательном порядке отражаются:

• диаметр условного прохода (DN);
• условное давление, на которое рассчитано устройство (РN);
• материал, примененный для изготовления крана;
• предприятие-изготовитель;
• дополнительные справочные материалы (дата изготовления, номер партии и так далее).

Условные обозначения основных параметров крана

Если знать маркировку, то всегда можно самостоятельно подобрать запорное устройство.

Использование вентилей

Запорный клапан (вентиль) состоит из корпуса с двумя концами для крепления устройства и седла, перекрываемого затвором.

Клапан для перекрытия трубопровода

Основная отличительная особенность вентиля от крана – это высокий класс герметичности, что позволяет использовать устройство на газопроводах.

Клапан, как и кран, может присоединяться к трубопроводу при помощи муфт, фланцев или сварки.

Выпускаются вентили, приводимые в действие:

• маховиком (ручное управление);
• электроприводом (электронное управление), в том числе и с помощью дистанционного пульта управления.

Маркировка запорной арматуры – вентиля также содержит:

• условное обозначение модели устройства;
• проход;
• обозначение типа присоединения к трубопроводу;
• давление;
• материал исполнения;
• климатическое исполнение;
• документ, на основании которого вентиль изготовлен.

Обозначение параметров вентиля

Предназначение и разновидности задвижек

Наиболее часто используемым элементом любых трубопроводов является задвижка. Устройство представляет собой корпус и крышку, между которыми располагается затвор.

Простейший вид запорной арматуры

Назначение запорной арматуры – задвижки – любые трубопроводы, диаметр которых варьируется от 15 мм до 2000 мм.

Преимуществами устройства, по сравнению с другими видами запорной арматуры, являются:

• простота обслуживания и конструкции;
• небольшие размеры;
• малое сопротивление.

Задвижки могут изготавливаться из следующих материалов:

• стали;
• чугуна;
• цветных металлов и сплавов из них.

Управление задвижками происходит:

• ручным способом (вращением рукояти);
• электроприводом;
• гидроприводом.

Задвижки с электроприводом или гидроприводом преимущественно устанавливаются на промышленные трубопроводы.

Обозначение запорной арматуры (задвижки) определяет:

• вид и наименование устройства;
• условный рабочий диаметр;
• максимальное давление в системе;
• тип привода;
• положение устройства в рабочем состоянии;
• категорию размещения;
• климатическое исполнение;
• тип соединения устройства с трубопроводом.

Обозначение параметров задвижки

Назначение заслонок

Запорным элементов в заслонке является диск, который вращается вокруг оси.

Разновидность запорной арматуры для трубопровода

Заслонки преимущественно используются на трубопроводах, имеющих большой диаметр и находящихся под небольшим давлением, так как класс герметичности устройства достаточно низкий.

Заслонка может управляться:

• маховиком, приводящим в действие ось вращения (ручное управление);
• гидроприводом;
• электроприводом.

В большинстве случаев корпус запорного устройства изготавливается из чугуна, а поворотный диск – из стали.

Устанавливаются заслонки:

• методом сварки;
• фланцевыми крепежами.

Заслонки могут использоваться в трубопроводах с химическими жидкостями и канализационных системах. Для водоснабжения или отопления практически не применяются.

Марка запорной арматуры – задвижки, а так же номер партии, диаметр, давление и область определения обозначаются на корпусе устройства аналогично ранее приведенным схемам.

Классификация, маркировка и требования стандартов

Трубопроводная арматура за счет своей способности изменять внутреннее сечение трубопровода позволяет эффективно управлять потоками различных типов сред. Так, ее использование дает возможность выполнять следующие операции:

• распределять фазы движения рабочих сред;
• осуществлять сброс потока;
• отключать подачу;
• обеспечивать смешивание нескольких потоков;
• осуществлять регулировку параметров потока;
• выполнять распределение рабочей среды.

Классификация арматуры строится на основе ее функциональных возможностей. Так, в зависимости от этого параметра трубопроводная арматура может быть следующих типов.

Регулирующего типа

С помощью такой трубопроводной арматуры изменяют параметры потока рабочей среды и, соответственно, его основные характеристики. В данной категории выделяют дроссельный и запорно-регулирующий типы. С помощью арматуры первого типа, которую часто называют редукционной, можно уменьшать рабочую нагрузку в трубопроводе, что делается за счет увеличения гидравлического сопротивления в его проточной зоне. Запорно-регулирующая трубопроводная арматура — это совокупность устройств, с помощью которых обеспечивается регулирование параметров рабочего потока и его перекрытие.

Запорная арматура для различного диаметра труб

Запорного типа

Такую трубопроводную арматуру используют для герметичного перекрытия потока рабочей среды. Если она применяется для управления потоком рабочей среды в контрольно-измерительные агрегаты, то она называется контрольной. Есть еще и дренажная запорная арматура, за счет которой осуществляется сброс рабочей среды из трубопроводов или емкостей.

Смесительно-распределительного типа

Такая трубопроводная арматура обеспечивает смешивание потоков рабочей среды, а также их распределение по требуемым направлениям движения.

Защитная

Эту трубопроводную арматуру используют для защиты элементов системы от последствий, вызванных изменением параметров потока рабочей среды. Такие изменения чаще всего могут быть последствиями возникновения аварийных ситуаций в системе. Арматура этого типа может также обеспечивать защиту от смены направления движения рабочего потока.

Фазоразделительная

Это трубопроводная арматура, которая разделяет рабочую среду по различным фазовым состояниям. Она, например, может разделять перегретый пар и рабочую среду, задерживать конденсат (кондесатоотводчик), а также решать ряд других задач.

Предохранительная

Этот тип трубопроводной арматуры защищает систему от критического повышения давления рабочей среды.

» data-lazy-type=»iframe» src=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

Трубопроводную арматуру, согласно требованиям Государственного стандарта Р52720-2007, характеризуют два основных параметра:

• условное давление;
• условный проход.

Условное давление, обозначаемое Ру или PN, характеризует такое значение данного параметра, при котором емкости или трубопроводы могут эксплуатироваться в течение определенного периода времени при условии, что температура рабочей среды составляет +20 градусов Цельсия. Классификация трубопроводной арматуры и номинальные значения данного параметра оговорены Государственным стандартом 26349-84.

Значения условного прохода арматуры, который обозначается Ду или DN, характеризуют параметры элементов, входящих в состав трубопроводов. Допустимые величины данного параметра оговариваются Государственным стандартом 28338-89.

» data-lazy-type=»iframe» src=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

Назначение и сферы применения

Арматуру делят на следующие разновидности по области использования:

• Промышленная (industrial pipeline) — эксплуатируется в различных отраслях промышленности без каких-либо специальных требований от пользователей.
• Специальная(tailored) — рассчитана на эксплуатацию в условиях с конкретными характеристиками транспортируемой и окружающей среды.
• Для опасных производств (for hazardous facilities) — применяется на объектах, где используют вредные и опасные для здоровья человека реагенты (горючие, взрывчатые, легковоспламеняющиеся, токсичные и прочие вещества) а также оборудование, эксплуатируемое под напором от 0,07 МПа или при температурных параметрах рабочего тела свыше 115 °С.
• Санитарно-техническая (sanitary, plumbing) — запорная арматура для водопровода, монтируемая на санитарную технику. Рядовой потребитель наиболее часто сталкивается с шаровыми кранами, устанавливаемыми под раковинами и унитазами перед гибкими подводками, при подключении к водопроводу стиральных и посудомоечных машин.
• Судовая(ship, marine)- размещаемая на трубных коммуникациях и оборудовании судов.
• Вакуумная (vacuum) — работающая при давлениях ниже атмосферного.
• Контрольная(monitoring) — регулирующая подачу среды в контрольную, измерительную аппаратуру и приборы.
• Криогенная(cryogenic) — работающая в среде с температурой от 0 до 120 °К.
• Отсечная(quick-acting) — быстросрабатывающая в соответствии с техпроцессом производств.
• Приемная(inlet) — обратного типа действия, монтируемая на концевой части трубопровода до электронасоса.
• Противопомпажная(antisurge)- отвечающая за снижение разбежки в расходе рабочего тела компрессоров.

Рис. 5 Водопроводная арматура в коммунальном хозяйстве

• Редукционная(pressure-reducing (throttle) — выполняющая функции по понижению напора в сетях за счет повышения гидросопротивления.
• Спускная(bleed, blow-off, drain) — выполняет функции по сбрасыванию больших объемов жидкостей из резервуаров и трубопроводных систем в короткое время.
• Пробно-спускная(sampling and bleed) — используется при отбирании проб и определения наличия среды, сбрасывания ее из различного типа резервуаров, котельного оборудования.
• Устьевая, нефтегазовая (wellhead, oil-and-gas field) — рассчитана на функционирование в трубах нефтедобывающих скважин, их обвязке и за границами трубопроводов.
• Нефтегазодобывающая или фонтанная (christmas tree) — устанавливается в устье скважинных труб при нефтегазодобыче.
• Фонтанная(устьевая) елка (christmas tree) — вспомогательная разновидность при установке устьевых приборов, предназначена для обеспечения нормального функционирования последних.
• С обогревом (with heating, jacketed) — имеет встроенный в корпус электрокабель или накрыта сверху теплозащитным кожухом. В пространство между корпусом и кожухом подают тепловой носитель, к примеру, пар или нагретый воздух.
• Энергетическая(energy, power) — относится к специальным разновидностям для функционирования на объектах энергетической промышленности.

Рис. 6 Фланцы и приварные торцы

Из каких материалов изготавливается

Для производства арматуры для труб используются различные материалы. ГОСТ Р 55509-2013 указывает требования к составу применяемых металлов. Используется чугун:

• серый СЧ15, СЧ20;
• ковкий КЧ30-6;
• с шаровидным графитом ВЧ40, ВЧ45.

Из металлических сплавов применяются:

• сталь углеродистая, легированная, высоколегированная;
• цветные металлы и сплавы – бронза, латунь, титановый сплав, алюминий, никель.

Широко применяются изделия из пластика, это поливинилхлорид, полихлорвинил, полиэтилен. Используются для транспортировки агрессивных веществ.

Совет: В последнее время всё большее распространение получают пластиковые зажимы Walraven star Quick с храповым исполнительным элементом, ускоряющим процесс установки.

Запорная арматура на отопление и водоснабжение — материалы изготовления

Запорная арматура системы отопления и водоснабжения изготавливается из широкого ряда металлических и полимерных материалов.

Корпуса агрегатов промышленного и коммунального применения в основном делают из литьевого чугуна и различных марок сталей — как низкоуглеродистых, так и легированных различными добавками, придающих металлу повышенные антикоррозионные свойства и термостойкость.

Запорная арматура для водоснабжения, используемая в бытовом хозяйстве, в подавляющем большинстве выпускается из латуни без или с хромированным покрытием, реже из нержавейки. В последнее время из-за популярности полимеров запорная арматура для водопровода нередко выпускается в корпусах из полипропилена ПП или полиэтилена низкого давления ПНД.

Затворные клинья крупногабаритной арматуры выпускают из низкоуглеродистых сталей, делая на них наплавления из коррозионностойких, твердосплавных, термостойких и износостойких материалов. Уплотнительные кольца в седлах также выполняют наплавлением из металлов с высокими физико-химическими характеристиками (бронза, нержавейка).

Сферы шаровых кранов, применяемых в быту, изготавливают из латуни или бронзы с хромированным покрытием, а также из нержавейки.

Моховики, консоли и ручки выполняют из стали, чугуна, в приборах небольших габаритов бытового применения из пластика, алюминия, стали.

Помимо сальниковых уплотнений, запорно регулирующая арматура системы отопления промышленного, коммунального и бытового применения оснащается уплотнительными материалами из каучука, графита, тефлона (PTFE), этиленопропилендиена (EPDM) и акрилонитрилбутадиена (NBR), синтетических и фторированных (СФК, Viton) каучуков.

Рис. 20 Латунная малогабаритная запорная арматура в разрезе

Базовая классификация

Классификация делит арматурную продукцию по материальному признаку, конструктивному исполнению, ценовым категориям, размерам, брендам. Самый распространенный признак классификации – по назначению. Здесь 4 класса.

• Самая большая группа – запорная арматура. Она применяется для перекрытия потока и выдает отличную степень герметичности закрытой сети (запорная функция). Учитывая, что от таких приспособлений требуется максимально полное отключение подачи рабочей среды, очевидно, качественные характеристики запорной серии – это степень герметичности и ресурс обеспечения перекрытия.
• Регулирующая арматура позволяет задавать параметры работы трубопровода – уровень давления, температурный режим, объем расхода и другие условия. Благодаря изделиям этого класса удается максимально точно настроить технические процессы для получения оптимизированного по цене результата. Расход рабочей среды регулирующая арматура тоже во многом определяет. А представлена регулирующая серия клапанами и вентилями, дросселирующими приспособлениями. Последние незаменимы в трубопроводах с высоким уровнем давления и постоянными его перепадами.
• Защитная арматура. Из ее названия понятно, что используется она для защиты оборудования и подключенных к ним приборов от опасных колебаний параметров работы. Ключевая задача защитного устройства – полностью перекрыть отдельный участок при сигналах «тревоги» (достижении критического уровня заданных показателей). Это позволяет закрыть участок от негативных воздействий и протеканий рабочей среды в случае аварии. Наиболее востребованные варианты защитной арматурной продукции – защитные клапаны, заслонки, задвижки и краны.
• Предохранительный вид трубопроводной арматуры. Работает по схожему с защитной принципу. Только в отличие от последней, реагирует не на уже реализованную угрозу, а на потенциальные факторы риска. Предохранительные элементы не отключают вверенные участки, чтобы «закрыть» их, но работают на предупреждение аварии – стравливают/сбрасывают избыток рабочей среды или давления. В большинстве своем это предохранительные и перепускные клапаны, мембранные разрывные приспособления, импульсные устройства.

Классификация по сфере эксплуатации

В зависимости от сферы использования различают 5 типов трубопроводной арматуры.

• Универсальные изделия. Это продукты серийного производства, применяются в разнообразных трубопроводах без привязки к профилю предприятия, которое их использует.
• Приспособления специального назначения выполняются под конкретные параметры с учетом специфики сети и особенностей ее эксплуатации.
• Изделия для особых условий пользования. Ими оснащают трубопроводы, требования к безопасности, надежности, управляемости которых значительно повышены в силу ответственности за их работу пользователя. Как правило, речь о магистралях для транспортировки токсичных, взрывоопасных и других агрессивных рабочих сред.
• Узкопрофильные изделия. Назначение трубопроводной арматуры этого типа – обустройство трубопроводов транспортных предприятий, судостроительных заводов.
• Санитарно-техническая продукция для обустройства бытовых сетей. Как и универсальные изделия, она производится конвейерно, но в отличие от первых, к ее видам предъявляют серьезные требования в плане дизайна и простоты подключения, использования, замены.

Арматура для трубопроводов на АЭС

Атомные электростанции относятся к производствам повышенной опасности. Поэтому оборудование на объектах должно функционировать с особой точностью.

К монтажу механизмов на АЭС предъявляются особые требования:

• Детали устанавливают таким образом, чтобы направление рабочей среды совпадало с указательной стрелкой на корпусе.
• Арматура применяется в строгом соответствии назначению.
• Любой узел системы должен иметь зону свободного доступа.
• Арматуру высоких температур необходимо закрывать теплоизолирующей конструкцией съемно-разборного типа.

Для каких отраслей применяется?

Устройства регулирования потока вещества используются в:

• водоснабжении, теплоснабжении и канализационных системах (коммунальные);
• газоснабжении и транспортировке природного газа;
• нефтяной промышленности;
• энергетических предприятиях, атомных и ядерных станциях, гидроэлектростанциях;
• химическом производстве;
• судовом строительстве.

Габаритные размеры, масса, материалы изготовления арматуры для каждой отрасли разнятся. Это характеризуется особенностями эксплуатации трубопроводных сетей в каждой конкретной сфере. К примеру, для судового строительства арматура выпускается компактная и облегченная. А вот для химического производства – стойкая к сильноагрессивным рабочим средам и высоким давлениям.

Арматура разделяется на две группы:

• промышленная трубопроводная арматура общего назначения;
• эксплуатируемая в особых условиях.

Первая изготавливается серийно большими партиями и является общеотраслевой. Вторую изготавливают по спецзаказам.