Запорная арматура — виды, типы, сфера применения и методы подсоединения

Основным вариантом передачи горючих газов, нефти и продуктов ее переработки, теплой и горячей воды для систем водоснабжения и отопления, канализационных стоков, является их транспортировка на сколь угодно большие расстояния по трубам. При эксплуатации трубопроводов нередко возникает необходимость в прерывании подачи рабочей среды в случае аварий, для подключения к магистрали новых ветвей, ремонта и обслуживания труб, оборудования и прочих целей — данную функцию реализует запорная арматура.

Запорная арматура для системы с транспортируемой по трубам средой, перекрывающая проходной канал, нашла широкое применение не только в промышленной, коммунальной сферах, но и в строительной отрасли, а также бытовом хозяйстве. Рядовой потребитель сталкивается с запирающей арматурой при монтаже коммуникаций индивидуального отопления, горячего и холодного водоснабжения, подключении сантехнических приборов (унитазов, раковин) и бытовой техники (стиральных, посудомоечных машин).

Рис. 1 Запорная арматура для отопительных систем индивидуальных домов — примеры размещения

Рабочая среда

Основным нормативным документом, который поясняет, что такое трубопроводная арматура (ТПА) и описывает всю связанную с ней терминологию и определения, является ГОСТ 24856-2014.

В стандарте указано, что трубопроводной арматурой (pipeline valves) называют технические устройства, размещаемые на трубопроводных линиях, оборудовании и емкостях.

Назначение запорной арматуры (ЗА) — управление потоком среды методом изменения сечения канального прохода труб.

Под управлением подразумевается способность приборов перекрывать, открывать, регулировать, распределять, смешивать и разделять потоки.

Рабочая среда (working fluid), регулируемая арматурой — это жидкости, газы и их смеси, пульпы, пары, плазмы, сыпучие и порошковые вещества, суспензии. В промышленной сфере арматура наиболее часто применяется для регулирования потоков горячей и холодной воды, пара, нефти и продуктов ее переработки, масла, природного горючего газа.

Рис. 2 Принцип работы и конструктивное устройство типовых задвижек и кранов

Классификация по давлению

ГОСТ 24856-2014 устанавливает следующие группы арматуры в зависимости от напора среды в трубах, которой они управляют:

Низкого давления (low pressure) — способна выдерживать напор среды в трубопроводной магистрали не более 2,5 МПа (25 бар).

Среднего давления (medium-pressure) — работает при подаче рабочего тела под напором от 2,5 до 10 МПа (25 — 100 бар).

Высокого давления (high pressure) — эксплуатируется при напоре перемещаемой в коммуникациях среды свыше 10 МПа (100 бар).

Устройство газовых колодцев

а — установка задвижки в колодце: 1 — футляр; 2 — задвижка; 3 — ковер; 4 — люк; 5 — линзовый компенсатор; 6 — газопровод; б -устройство малогабаритного колодца: 1 — отвод; 2 — кран; 3 — прокладка; 4 — стенка колодца

Колодцы имеют люки, которые легко открываются для осмотра и производства ремонтных работ. На проезжей части дороги люки устанавливают на уровне дорожного покрытия, а на незамощенных проездах — выше уровня земли на 5 см с устройством вокруг люков отмостки диаметром 1 м. Там, где возможно, рекомендуется управление задвижкой вывести под ковер.

В местах пересечения газопроводами стенок колодца устанавливают футляры, которые для плотности заделывают битумом. Колодцы должны быть водонепроницаемыми. Эффективное средство против проникновения грунтовых вод — гидроизоляция стенок колодцев. На случай проникновения воды в колодцах устраивают специальные приямки для ее сбора и удаления.

На газопроводах диаметром до 100 мм при транспортировании осушенного газа устраивают малогабаритные колодцы (рисунок выше) с установкой арматуры в верхней части, что обеспечивает обслуживание арматуры с поверхности земли. В таких колодцах вместо задвижек устанавливают краны.

В кранах с принудительной смазкой (рисунок ниже) герметизация достигается за счет введения между уплотняющими поверхностями специальной консистентной смазки под давлением. Заправленная в пустотелый канал верхней части пробки смазка завинчиванием болта нагнетается по каналам в зазор между корпусом и пробкой. Пробка несколько приподнимается вверх, увеличивая зазор и обеспечивая легкость поворота, шариковый клапан и латунная прокладка предотвращают выдавливание смазки и проникновение газа наружу.

Виды арматуры на трубопроводах

Под понятием виды трубопроводной арматуры (valve type) подразумевают ее функции, основные из них:

• запор,
• регулирование,
• предохранение,
• препятствие обратному движению,
• разделение потоков.

Запорная арматура (on-off, shut-off, stop)- это технические приспособления, выполняющие функцию герметичного перекрывания потока транспортируемого рабочего тела.

Помимо основного запирающего вида, в технической отрасли встречаются следующие разновидности комбинированной или многофункциональной (combined, multifunction), сочетающей разные функции арматуры:

Запорно-регулирующая (on-off and control) — помимо полного перекрывания потока запорно регулирующая арматура для отопления, водоснабжения и прочих нужд способна изменять объем движущейся среды способом частичного перекрывания канального прохода.

Запорно-обратная (stop and check) — кроме запирания канального прохода препятствует проходу среды в обратном направлении.

Невозвратно-запорная (stop non-return) – помимо предотвращения перемещения потока в обратном направлении в ней реализуется функция принудительного закрывания или ограничения перемещения затворного элемента.

Рис. 3 Конструкция запорной арматуры в разрезе

Вентили

Вентилем называется устройство, в котором движение запирающего элемента производится посредством ходовой гайки и шпинделя (резьбовой пары). Арматура обладает свойством самоторможения, поэтому запорный орган можно оставлять в любом промежуточном положении.

Основные характеристики вентилей:

• материал основных деталей − серый чугун марки не ниже СЧ18–36;
• диаметр условного прохода, D (мм): 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200;
• тип присоединения к трубопроводу: фланцевое или муфтовое;
• материал уплотнений затвора: фторопласт-4, кислотощелочестойкая резина средней твердости;
• рабочая среда: пар, вода;
• максимальная температура в трубопроводе, К (°С) − 489 (225).

Типы запорной арматуры и классификация

Тип (type) арматуры — это классификация ее по направлению движения запорно-регулировочного элемента относительно потока среды и определение отличительных особенностей конструкции.

ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующие типы ЗА:

• Задвижка(gate) — устройства с управляющим элементом, двигающимся под прямым углом к потоку.
• Клапан(globe valve) — прибор с затворным или регулировочным элементом, перемещающимся параллельно потоку.
• Кран, вентиль (ball, plug) – устройство с затворно-регулировочным элементом в форме вращающегося тела или его фрагмента, оборачивающимся вокруг своей оси. При этом запорный узел может располагаться в угловом положении по отношению к направлению потока среды.
• Дисковый затвор (butterfly valve) — тип запорной арматуры, у которой затворный или регулировочный элемент сделан в форме диска. Диск вращается вокруг оси, которая может располагаться в перпендикулярном или угловом направлении к потоку.

Рис. 4 Запорная арматура на промышленных трубопроводах

От чего зависит выбор коммуникаций

За проект нового газопровода отвечает специальная комиссия, которая определяет маршрут магистрали, способ ее устройства, точки строительства ГРС.

При выборе способа прокладки учитывают следующие критерии:

• заселенность территории, куда планируется протянуть газопровод;
• наличие на территории уже протянутых подземных коммуникаций;
• тип грунта, вид и состояние покрытий;
• характеристики потребителя – промышленный или бытовой;
• возможности разного рода ресурсов – природных, технических, материальных, кадровых.

Предпочтительным считают подземную прокладку, которая снижает риск случайного повреждения труб и обеспечивает стабильный температурный режим. Именно такой вид практикуют чаще, если нужно подвести газ к жилым районам или отдельно стоящим зданиям.

На промышленных предприятиях магистрали проводят надземным путем – на специально установленных опорах, вдоль стен. Внутри строений также соблюдается открытая прокладка

В редких случаях газовые трубы разрешено маскировать под бетонным полом – в лабораториях, местах общественного питания или бытового обслуживания населения. В целях безопасности газопровод помещают в антикоррозийную изоляцию, заливают цементным раствором, в местах выхода наружу помещают в надежные футляры, обеспечивающие стабильность.

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

Компенсаторы.

В процессе эксплуатации газопроводов величина изменения температуры может достигать нескольких градусов, что вызывает напряжения в несколько десятков МПа. Поэтому для предотвращения разрушения газопровода от температурных воздействий необходимо обеспечить его свободное перемещение. Устройствами, обеспечивающими свободное перемещение труб, являются компенсаторы — линзовые, лирообразные и П-образные. На подземных газопроводах наибольшее распространение получили линзовые компенсаторы (рисунок ниже).

Запорная арматура трубопроводов — методы подсоединения

ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующие типы арматуры в зависимости от метода соединения с трубопроводными магистралями:

• Бесфланцевая(flangless) — в устройстве отсутствуют подсоединительные фланцы на корпусе, но оно монтируется в разрыв трубопровода, имеющего фланцы на трубных торцах. Для подключения арматуры используют приварку, штуцерные, ниппельные и прочие виды подсоединений.
• Межфланцеваяили стяжная (wafer) — не имеет фланцев и размещается в промежутке линии между ее фланцевыми дисками как соединительная арматура трубопроводов.
• Муфтовая(female, screwed) — имеет на корпусе патрубки с нанесенной на внутреннюю оболочку резьбой.
• Под приварку или приварная (butt-weld) — имеет на корпусе гладкие подсоединительные отводы обычно цилиндрической формы, которые приваривают в разрыв трубы или к оборудованию, резервуарам.
• Фланцевая(flanged) — обычно оснащена фланцевыми дисками с отверстиями для болтового крепления, вставляется в разрыв трубопровода или подсоединяется к фланцам оборудования, резервуаров.
• Цапковая((male) screwed) — имеет цилиндрические корпусные отводы для подсоединения, оснащенные наружной резьбой и буртиком.
• Штуцерная(union) — оснащена патрубками с внешней резьбовой насечкой.

Рис. 7 Цапковое с наружной и муфтовое с внутренней резьбой соединения

Статья по теме:

Кран шаровый фланцевый — конструкция, применение, установка, производители. На нашем сайте есть отдельная статья, посвященная шаровым кранам фланцевым. Особенности, устройство, характеристики, популярные модели. Посмотрите, возможно, будет полезно почитать.

Чугунный кран со смазкой под давлением

1 — каналы; 2 — основание пробки; 3 — болт; 4 — шариковый клапан; 5 — прокладка

Помимо кранов со смазкой применяют простые поворотные краны, которые подразделяют на натяжные, сальниковые и самоуплотняющиеся. Эти краны устанавливают на надземных и внутриобъектовых газопроводах и вспомогательных линиях (импульсные и продувочные газопроводы, головки конденсатосборников, вводы).

В натяжных кранах взаимное прижатие уплотнительных поверхностей пробки и корпуса достигается навинчиванием натяжной гайки на резьбовой конец пробки, снабженный шайбой.

Для создания натяжения пробки конец ее конической части не должен доходить до шайбы на 2-3 мм, а нижняя часть внутренней поверхности корпуса должна иметь цилиндрическую выточку. Это дает возможность по мере износа пробки крана опускать ее ниже, натягивая гайку хвостовика, и тем самым обеспечивать плотность.

Формообразование корпуса

ТПА выпускается в корпусах, выполненных по следующим технологиям:

• Литые (cast) — изготовлены по технологии литья.
• Литосварные (cast and welded) — состоят из отлитых деталей, соединенных между собой методом сварки.
• Литоштампованные (cast, die and welded) — изготовлены по технологии отливки деталей корпуса и штамповки (вальцовки, ковки) внутренних цилиндрических элементов (обечаек) из металлических листов.
• Штампосварные (die and welded, stamped and welded) — детали корпуса выполнены по технологии штамповки (вальцовки, ковки) цилиндрических элементов (обечаек) и скреплены друг с другом свариванием.
• С неразъемным корпусом (one-piece body) — корпусные детали при сборке скреплены между собой опрессовкой, приварены или посажены на клей.
• С разъемным корпусом (split body) — составные части корпуса соединены между собой посредством резьбовой насечки.

Рис. 10 Разновидности сальников

Линзовый компенсатор

1 — патрубок; 2 — фланец; 3 — рубашка; 4 — полулинза; 5 — ребро; 6 — лапа; 7 — гайка; 8 — тяга

Линзовые компенсаторы изготавливают сваркой из штампованных полулинз. Для уменьшения гидравлических сопротивлений и предотвращения засорения внутри компенсатора устанавливают

направляющий патрубок, приваренный к внутренней поверхности компенсатора со стороны входа газа. Нижняя часть линз через отверстия в направляющем патрубке заливается битумом для предупреждения скопления и замерзания в них воды.

При монтаже компенсатора в зимнее время его необходимо немного растянуть, а в летнее — сжать стяжными тягами. После монтажа тяги надо снять. Компенсаторы при установке их рядом с задвижками или другими устройствами обеспечивают возможность свободного демонтажа фланцевой арматуры и замены прокладок (рисунок ниже).

Типы уплотнений

ГОСТ 24856-2014 принята следующая классификация трубопроводной арматуры по типу уплотнительных элементов:

Бессальниковые (glandless, packless) — штоковое или шпиндельное герметизирующее уплотнение, реализуемое без применения сальников.

Мембранные или диафрагмовые (diaphragm, membrane) — устройство с затвором в виде мембраны, одновременно выполняющей герметизирующие или уплотнительные функции деталей корпуса, затвора, перемещающихся снаружи элементов.

Сальниковые (gland packing, packed) — имеющие уплотнители штока, шпинделя или иных наружных подвижных деталей в виде сальников.

Сильфонные (bellows) — для шпиндельной или штоковой герметизации снаружи применяется сильфонный уплотнитель, иногда он выполняет функции передачи силового усилия или является чувствительным элементом.

Рис. 11 Сильфонное уплотнение

Виды запорной арматуры по конструкции затворов

Трубопроводная арматура разных типов отличается конструкцией своих исполнительных узлов (затворов), обеспечивающих перекрытие проходного канала трубопровода. Также конструктивное устройство запорного механизма во многих случаях определяет габаритные размеры и область использования ТПА.

Задвижки

Задвижкой называют тип ТПА, запорный или регулировочный элемент которой перемещается под углом 90 градусов относительно транспортируемого потока.

Перекрывание потокового движения при помощи задвижек — один из наиболее часто применяемых способов в промышленной и коммунальной отраслях, обычно их используют на трубопроводах диаметром от 50 мм и выше. ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующие разновидности задвижек:

• Клиновые (wedge gate) — устройства с подвижным затвором, имеющим форму клина. При опускании он ложится на поверхности седельных колец, размещенных между собой под аналогичным углом. Например, чугунная задвижка с обрезиненным клином 30ч39р.
• Параллельные (parallel gate) — имеют седловые уплотнители, размещенные взаимо параллельно.
• С выдвижным шпинделем, штоком (gate valve with rising stem) — при открывании или закрывании проходного канала вращающийся шпиндель или шток, на которых закреплен запор, перемещается относительно центральной оси подсоединительных отводов на длину рабочего хода.
• С невыдвижным шпинделем (gate valve with non-rising stem) — при открывании и закрывании проходного канала вращающийся шпиндель не перемещается в поступательном направлении относительно центральной оси прибора, а его участок с резьбой не выходит за внутреннюю корпусную область.

Рис. 12 Клиновидная задвижка – конструктивное устройство на примере модели 30с41нж

• Шиберная или ножевая (slide gate, slab gate) — затворным элементом служит пластина с параллельным расположением седельных колец. (Про шиберную задвижку можно узнать в отдельной статье).
• Клиновая двухдисковая (double disc wedge gate) — запорной элемент сделан из двух наклонных дисков. В их размещении конструктивно реализована возможность самоустанавливаться относительно корпусных седельных колец.
• С упругим клином (flexible wedge gate) — имеет клиновидную форму и состоит из двух наклонных дисков. Между дисками находятся упругие или жесткие подвижные детали, перемещение или деформация которых позволяет клину самоустанавливаться относительно корпусных седельных колец.
• Параллельная двухдисковая (double parallel disc gate) — имеет в конструкции два параллельно расположенных относительно друг друга диска. При опускании подвижного затворного элемента одна из деталей узла упирается в дно проходного канала, диски расходятся и плотно прижимаются к седельным уплотнительным кольцам.
• Поворотная (rotatable gate) — перекрывают движение потока рабочей среды поворотом размещенного в проходном канале затворного элемента вокруг своей оси.
• Шланговая (pinch gate) — специальный тип задвижек, работающих на перекрытие участка трубопровода, проходной канал которого в затворе выполнен из пластичного гибкого шланга. При работе в режиме закрывания затворный элемент передавливает шланг, останавливая тем самым движение по нему рабочего тела.

Рис. 13 Шиберная (ножевая) задвижка – конструктивное устройство

Клапаны

Запорные клапаны относятся к разновидности арматуры, в которой проходной канал перекрывается специально выполненной деталью в виде поршня, носящей наименование золотника. В конструкции клапанной арматуры канальный проход в корпусе выполнен таким образом, чтобы его сверху мог закрывать клапан. Проходной канал имеет изогнутую форму с перпендикулярным входному и выходному патрубку затвором.

Золотник обычно выполняют в виде тарелки, цилиндрического поршня, сферы или иглы. Его уплотнительная поверхность, контактирующая с седловым кольцом, может быть плоской, иметь форму конуса или сферы.

ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующие разновидности клапанов:

• Запорный (on-off, stop) — предназначен для запирания проходного канала, имеют конструкцию в форме клапана.
• Регулирующий (control) — управляют объемом подачи транспортируемого рабочего потока за счет перемещения клапана на определенное расстояние.
• Предохранительный (safety) — клапан выполняет защитные функции в трубопроводной магистрали или на оборудовании.
• Отсечной (isolation) — отличается быстрым временем срабатывания, перекрывая поток транспортируемого рабочего тела при возникновении аварийных или экстренных ситуаций.

Рис. 14 Шланговый затвор

• Герметический, гермоклапан (tight disc-type) — используется в системах вентилирования, конструктивно схож по конструктивному исполнению с дисковым затвором, перемещающимся в конечной стадии перпендикулярно или параллельно центральной оси трубопровода.
• Нормально-закрытый (НЗ) (air-to-open, normally closed) – клапан, непосредственно управляемый электроприводом или вспомогательным механизмом, создающими усилия перемещения запорного или регулировочного элемента. При отсутствии электроэнергии устанавливаются в положение «закрыто».
• Нормально-открытый (НО) (air-to-close, normally open) — устройство с непосредственным электроприводом или вспомогательным механизмом, перемещающими золотник для запирания или регулировки размера проходного канала. При отсутствии подачи электроэнергии самопроизвольно устанавливается в положение «открыто».
• Электромагнитный клапан (solenoid) — устройство с приводом в виде электромагнитной катушки и ее якоря, связанного с золотником. Привод может располагаться как внутри корпуса, так и быть вынесен наружу за его поверхность.

Задвижки

Изделия данного типа используются на технологических линиях и в транспортных трубопроводах промышленного назначения. Задвижка изготавливается в следующих исполнениях:

• с ручным управлением;
• с электроприводом в стандартном и взрывоопасном исполнении;
• с гидроприводом.

На запорной арматуре большого диаметра при ручном управлении устанавливается редуктор с червячной, конической или цилиндрической передачей для уменьшения усилия на маховик. Если шпиндель задвижки расположен горизонтально, электропривод монтируют на опоре, червяк и роликоподшипник густо смазывают маслом.

Основные характеристики:

• условное давление, Р, МПа (кгс/кв. см): 0,16 (1,6) – 25,0 (250);
• диаметр условного прохода, D, мм: 50–2000;
• температура рабочей среды, К (°С): +213 (-60) − +838 (+565).

Приводы

Приводом арматуры называют устройство, обеспечивающее перемещение запорного элемента, а также создающее необходимое усилие для обеспечения герметизации затвора. Приводы используют в ситуациях, когда запорная арматура имеет большие габаритные размеры и для вращения маховиков вручную требуется приложение слишком больших физических усилий, несопоставимых с возможностями человека. Еще одна важная функция приводов — возможность дистанционного управления, что позволяет оперативно проводить все работы по перекрытию или регулированию потоков среды в трубопроводных сетях без присутствия человека.

ГОСТ 24856-2014 установлена следующая классификация запорной арматуры по типу приводов (actuator):

• Ручной (manual) — для перемещения исполнительного элемента используется физическая сила человека.

Рис. 18 Разновидности приводов

• Электрический (electric) — для выполнения своих функций арматурой применяются электромеханические механизмы, обеспечивающие поступательное или вращательное (на много или неполное число оборотов) движение шпинделя.
• Электромагнитный (solenoid) — преобразование энергии электрического тока происходит в электромагнитной катушке, которая за счет своего поля перемещает ферромагнитный сердечник, связанный со шпинделем устройства. По способу расположения электромагнитной катушки различают встроенные в арматуру и блочные узлы, расположенные за пределами корпуса устройства. По типу действия электромагнита различают конструкции реверсивного, тянущего, толкающего, поворотного типа.
• Пневматический (pneumatic) — для управления запорным или регулирующим механизмом используется сжатый воздух.
• Гидропривод (hydraulic) — перемещение исполнительного элемента производится при помощи жидкости, подаваемой под давлением.
• Пневмогидравлический (pneumatic and hydraulic) — комбинированная конструкция, исполнительный элемент которой перемещается при помощи сжатого воздуха и подаваемой под напором жидкости.
• Электрогидравлический (electrohydraulic) — перемещение исполнительного элемента реализуется за счет подачи на механизм электрического тока и жидкости под давлением.

Рис. 19 Материалы изготовления бытового шарового крана на примере модели Bugatti

Достоинства изделия

Запорный клапан наделён следующими преимуществами:

• Конструкцией, которая полностью пригодна для ремонта в случае выходе какой-либо детали из строя.
• Высокой надежностью работы и герметичностью перекрытия.
• Достаточно небольшой скоростью открытия прохода, благодаря чему исключается вероятность возникновения вредоносных гидравлических ударов в системе.
• Некоторые модели могут быть использованы для дросселирования потока.
• Не требует приложения большой физической силы для своего управления со стороны обслуживающего персонала. За счет этого отпадает надобность в использовании длинных рычагов в клапанах с ручным приводом и дорогостоящего электропривода в моделях с автоматическим управлением.

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

Запорная арматура — основные технические параметры

Технические характеристики запорной арматуры важны при ее использовании в промышленной, коммунальной сферах и бытовом хозяйстве. Основные параметры часто указывают на корпусе изделий при их отливке или штамповке, обычно символы имеют выступающую рельефную поверхность. ГОСТ 24856-2014 дает следующие определения для основных характеристик запорной арматуры:

• Номинальные параметры (nominal parameters) — числовые показатели функциональных характеристик из стандартизированного ряда значений, приведенные без допусков отклонений.
• Номинальное или условное давление PN (nominal pressure) — максимальный показатель напора, выраженный в килограммах в секунду, барах или атмосферах при постоянной температуре транспортируемой среды в 20 °С, при котором запорная арматура трубопроводов функционирует в течение предписанного госстандартами срока службы.
• Номинальный диаметр DN (nominal diameter) — размерный параметр, приближенно равный внутреннему размеру сечения устройств. Показатель DN измеряется в миллиметрах и принимается равным одному из значений стандартизированного ряда. DN служит основным размерным показателем при выборе любого вида арматуры.

Рис. 21 Полимерные краны

• Рабочее давление (line pressure; operating pressure; service pressure; working pressure) — наибольшее избыточное давление, при котором трубопроводная арматура отрабатывает эксплуатационный паспортный срок при выбранных материалах и заданной температуре.
• Время срабатывания (response time) — временной интервал, в течение которого запорной элемент перемещается из положения «открыто» в «закрыто» или наоборот.
• Проходное сечение или проход (flow area) — сечение под углом 90 градусов относительно направления потока в любой точке проходного участка арматуры.
• Утечка или протечка (leak; leakage) — проникновение транспортируемой среды наружу за габариты корпуса, вызванное разницей в давлениях между подаваемым потоком и атмосферным воздухом. Измеряется в объеме выходящего наружу рабочего тела в единицу времени при закрытом затворном механизме.
• Нормальные или стандартные условия (normal conditions) — характеристики среды для измерения объема газов: соответствуют температурному показателю в 20 °С и атмосферному давлению в 760 мм рт. ст. при нулевой влажности.
• Расчетная температура (design temperature) — температурные параметры корпусных стенок ЗА, равные среднему арифметическому показанию значений, измеренных на внутренней и наружной оболочке устройства при функционировании его в нормальных эксплуатационных условиях.

Рис. 22 Как правильно формулировать наименование арматуры, ее условное обозначение и пример корпусной маркировки

Запорная арматура для трубопроводов широко используется во всех отраслях промышленности, коммунальной сфере, бытовом хозяйстве для управления потоками транспортируемой по трубопроводам среды. Выбираемая рядовым потребителем запорная арматура на отопление и водоснабжение должна удовлетворять требованиям совместимости с физико-химическими характеристиками подаваемой рабочей среды, иметь соответствующие конструкцию, материалы изготовления, основные технические параметры.

Приборы КИПиА в газопроводных системах

Кроме всего вышеперечисленного, в газопроводных системах применяются многочисленные приборы КИПиА (контрольно-измерительные приборы и автоматика).

Кроме газовой арматуры на газопроводах устанавливают КИПиА. Это позволяет вести постоянный контроль за состоянием оборудования и ходом технологического процесса. А также оперативно выявить предаварийные и аварийные ситуации

Наиболее востребованными устройствами, использующимися в газовых системах являются:

• сигнализаторы загазованности;
• оборудование для аварийного отключения поступающего газа;
• оборудование для измерения объема прошедшего газа;
• электронные регуляторы прошедшего объема газа;
• автономные блоки питания;
• газовые клапаны для автоматизации разных процессов и оптимизации работы трубопроводов;
• газовые регуляторы для регулирования объема проходящей через какой-то участок трубопровода среды.

Такие устройства являются высокотехнологичным оборудованием, эксплуатирующимся в самых разных условиях.