Задвижка

Запорная арматура трубопровода

Запорная арматура – важнейший элемент любых трубопроводов. Для управления потоком газа или жидкости применяются задвижки, краны, клапаны и прочие устройства, позволяющие ограничить или полностью перекрыть движение прокачиваемой среды. Ни один трубопровод не обходится без запорной арматуры. Она устанавливается на коммунальных водопроводах, крупных промышленных нефтепроводах, пищевых производствах и прочих объектах.

Среди всего разнообразия запорной арматуры наиболее распространенными являются задвижки. Они эффективны и надежны, обеспечивают максимальный уровень герметичности, подходят для магистральных трубопроводов с наибольшей производительностью и давлением. Требования к производственному процессу, классы герметичности и прочие характеристики современных промышленных задвижек прописаны в ГОСТ 9544-2005.

Задвижки представляют собой широко применяемую разновидность трубопроводной арматуры, используемую для оснащения транспортных и технологических трубопроводов. Удачное соединение простой конструкции и высокой эксплуатационной надежности позволяет использовать задвижки в качестве наиболее востребованного типа запорной арматуры.

Простая конструкция и высокая надежность

Относительно простое конструктивное устройство задвижек гарантирует их безупречную работу на трубопроводах различного диаметра. Возвратно-поступательное движение запирающего элемента, осуществляемое перпендикулярно оси трубопровода, позволяет полностью открывать пропускное отверстие или полностью его перекрывать. За редким исключением, задвижки не применяются для регулировки потока среды. При этом, задвижки практически незаменимы для надежного перекрытия трубопроводов, предназначенных для транспортировки жидкой среды с большой скоростью.

Относительно небольшое гидравлическое сопротивление задвижек, основанное на соответствии их диаметра параметрам трубопровода, позволяет предельно уменьшить влияние запорной арматуры на эксплуатационные параметры магистральных систем. Открытие и закрытие задвижек производится посредством ручного или электрического привода. Задвижки изготавливаются из обычной стали, цветных металлов, нержавеющей стали или чугуна. Для крепления задвижек к трубопроводу используется один из перечисленных способов:

• Муфты;
• Фланцы;
• Сварка (для наиболее ответственных систем - при высоких показателях давления и температуры окружающей среды).

• Чугунная задвижка
• Алюминиевые задвижка
• Стальная задвижка
• Нержавеющая задвижка
• Шиберная задвижка

ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ЦЕНА НА ЗАДВИЖКИ ЗАВИСИТ ОТ УСЛОВИЙ ПОСТАВКИ (КОЛИЧЕСТВА, УСЛОВИЙ ОПЛАТЫ, ДОСТАВКИ), ДАННЫЙ ПРАЙС-ЛИСТ НОСИТ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ИНФОРМАЦИОННЫЙ ХАРАКТЕР!

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
•  
•  

Как устроена задвижка

Данный тип запорной арматуры позволяет управлять движением жидкостей и газов в магистральных трубопроводах. Основным элементом является клин или другой элемент, который управляет потоком транспортируемой среды, поднимаясь и опускаясь. Современные задвижки работают с газообразными, жидкими и сыпучими средами, существуют модели, рассчитанные на работу с кислотами и другими химически активными веществами.

Конструкция включает такие элементы как:

Корпус. Основная часть корпуса монтируется непосредственно в стык магистрали. В силу конструктивных особенностей чаще всего используется фланцевое соединение, обеспечивающее высокую надежность и устойчивость к высокому давлению и гидравлическим ударам. Сверху устанавливается крышка, которая служит для надежной фиксации приводного механизма. В зависимости от размера и назначения, корпус может изготавливаться из чугуна, латуни, алюминия и разных сортов нержавеющей стали.

Запорный элемент. Это наиболее ответственный узел заслонки, от качества которого зависит класс герметичности. Чаще всего он имеет форму клина, шибера или диска. Обычно запор изготавливается из стали и покрывается пластичным полимерным материалом (резиной, фторопластом) или мягким металлическим сплавом. При закрытии задвижки клин плотно входит в седло. Эти детали изготавливаются с высокой взаимной точностью, обеспечивающей максимальную герметичность.

Приводной механизм. Этот узел необходим для управления задвижкой. Он состоит из штока с резьбой, опорной гайки и управляющего штурвала, позволяющего одному человеку перекрыть поток даже в высокопроизводительном магистральном трубопроводе. Приводной механизм также может управляться пневмо-, гидро- или электроприводом.

Разновидности

Запорные узлы современных задвижек могут иметь разную конструкцию, и именно по этому параметру производится классификация всей представленной на рынке продукции. Основу всего ассортимента представляют четыре основных категории:

Клиновые. Запорный элемент имеет форму клина, расширяющегося к основанию. За счет своей формы он плотно прилегает к седлу при запирании.

Шиберные. Роль запорного элемента в этих устройствах играет шибер – специальная пластина, которая не только перекрывает ток жидкости, но и может дробить мелкие фракции, мешающие запиранию (клин в подобной ситуации не сможет полностью закрыть проход). Данный тип запорной арматуры устанавливается в трубопроводах, перекачивающих массы с различными твердыми вкраплениями (канализации, пищевые, целлюлозно-бумажные производства и т.п.).

Параллельные. Седельные поверхности расположены параллельно друг к другу. Запорный элемент состоит из двух дисков, между которыми находится шток. Такие устройства предпочтительны при монтаже трубопроводов, допускающих двухстороннее движение рабочей среды.

Шланговые. Этот тип арматуры коренным образом отличается от остальных. Запорный узел выполнен в виде шланга из пластичного полимера (резины). При запирании специальный механизм полностью пережимает шланг. Как следует из описания, к качеству шланга предъявляются особые требования.

Также имеет значения способ присоединения корпуса к трубопроводу. Выделяют три основных типа задвижек:

Фланцевые. Это наиболее распространенная группа. Присоединение с помощью фланцев обеспечивает простой и быстрый монтаж с возможностью последующего демонтажа.

Приварные. На корпусе предусмотрены специальные патрубки, которые при монтаже привариваются к трубам посредством электродуговой сварки. Данный вариант присоединения встречается не очень часто, поскольку технически сложен, кроме того, усложняет дальнейшее обслуживание и ремонт механизма, если таковой потребуется.

Муфтовые. Применяются довольно редко, преимущественно на участках трубопроводов, диаметр которых не превышает 5 см.

Принцип действия

Все описанные выше типы конструкций объединяет общий принцип действия. Поток жидкости проходит сквозь задвижку прямо, практически не встречая препятствий, а при необходимости перекрывается клином или другим элементом, выдвигающимся перпендикулярно потоку жидкости. Именно по принципу действия задвижки выделяются среди остальных типов запорной арматуры.

Главная особенность заключается в том, что можно герметично перекрыть даже очень сильный поток рабочей среды. При этом требуется значительное усилие, поэтому механизм приводится в движение при помощи резьбового штока, оснащенного штурвалом. Иногда применяется также механический привод с редуктором, позволяющий создать ещё большее усилие. Сам клин или другой запорный элемент не вращается, а движется строго поступательно.

Особенности конструкции

Корпуса современных задвижек изготавливаются преимущественно из чугуна и различных марок нержавеющей стали. Изделия из медных сплавов менее популярны и выпускаются в основном с муфтовым присоединением (присоединительный диаметр не более 5 см). Стальные задвижки дороже чугунных. Они устанавливаются преимущественно на трубах, по которым транспортируются горячие жидкости, перегретый пар и другие высокотемпературные среды. Клин обычно изготавливается из нержавейки, часто покрывается уплотнительным материалом.

Наибольшее распространение в хозяйственной, промышленной и жилищно-коммунальной сферах получила запорная арматура с чугунным корпусом. Такие устройства дешевы, поэтому их выбирают для всех применений, не требующих повышенной прочности и высокотемпературной стойкости. Однако при работе с ними следует учитывать, что чугун – хрупкий сплав, поэтому сильный удар может расколоть чугунный корпус. Недопустимы также сильные деформирующие нагрузки.

Принцип действия разных видов запорной арматуры

Поскольку существует не так много разновидностей задвижек, рассмотрим основные типы конструкций подробнее.

Клиновые задвижки

Конструкция клиновых задвижек содержит в себе седла, расположенные в корпусе под определенным углом друг к другу. Затворным элементом является клин, плотно входящий в пространство между седлами. Оптимальная разновидность клина выбирается в зависимости от запланированного режима эксплуатации.

Запорный элемент имеет форму клина, расширяющегося к основанию. Такая форма позволяет ему прилегать к седлу максимально плотно (при этом герметичность частично зависит от усилия, создаваемого механизмом). Чтобы обеспечить наилучшее прилегание к седлу, клин покрывают уплотнительным слоем резины, фторопласта или другого упругого полимера.

Выделяют также три типа клина:

Жесткий клин

Обеспечивает высокий уровень герметичности, но сложен в производстве, поскольку требует идеальной подгонки размеров. Такие устройства надежны и долговечны, но существует риск заклинивания при температурном перепаде.

Двухдисковый клин

В данной конструкции клин представляет собой два соединенных диска, которые при запирании задвижки выравниваются, обеспечивая идеальное прилегание к седлам. Такая конструкция намного сложнее, зато позволяет повысить срок службы клина (нагрузка прикасающиеся поверхности снижается и становится более равномерной). Запорная арматура данного типа обеспечивает высокий уровень герметичности, не заклинивает и требует меньшего момента вращения для управления.

Упругий клин

Это продвинутая версия двухдискового клина, сочетающая в себе преимущества обеих вышеописанных конструкций. Между дисками находится упругий материал, повышающий надежность запорного элемента. Такой клин обладает способностью адаптироваться к поверхности седел, при этом более надежен, чем обычный двухдисковый.

Параллельные задвижки

Параллельные задвижки отличаются параллельным расположением уплотнительных поверхностей седел. Конструкция затвора содержит в себе два диска, прижимаемого к седлам посредством специального клиновидного грибка, обеспечивая надежное перекрытие потока рабочей среды. При эксплуатации трубопроводной магистрали при неблагоприятных окружающих факторах применяются параллельные задвижки со смазкой.

Данная конструкция имеет два уплотнительных кольца, расположенных строго параллельно друг к другу. При запирании их закрывают два диска, которые дополнительно распираются при помощи специального клина, расположенного между ними.

Шиберные задвижки

Данная конструкция также часто называется ножевой. Главная её особенность – возможность перекрывать движение густой жидкой среды, содержащей твердые фракции. Шибер, в отличие от клина, просто разрезает все включения и обеспечивает полную герметичность.

Шланговые задвижки

Данный вид запорной арматуры коренным образом отличается от остальных. Он не содержит уплотнительных сёдел и привычного запорного элемента. Здесь используется кусок шланга из упругой резины. Поток транспортируемой среды перекрывается при помощи перпендикулярного штока (из-за которого данный типа арматуры и относят к задвижкам), пережимающего шланг. Такой механизм работы обеспечивает очень высокий уровень герметичности. Обычно шланговые запорные элементы используются для управления потоком густых сред с большим количеством песка и прочих примесей по трубопроводам с небольшим диаметром.

Другие варианты классификации

Помимо устройства запорного узла задвижки имеют ряд других особенностей и параметров, в соответствии с которыми проводится классификация. Рассмотрим их подробнее.

Технология изготовления

По технологии изготовления корпуса выделяют следующие виды устройств:

• Литые. Производятся отливкой чугуна, алюминия или стали в специальные формы.
• Штампосварные. Части корпуса штампуются, после чего соединяются сваркой. Технология применяется для получения высококачественной запорной арматуры из стали и титановых сплавов.
• Комбинированные. Отдельные детали производятся по разным технологиям, после чего свариваются.

Тип уплотнения

Для обеспечения герметичности механизма могут использоваться разные уплотнители. По типу уплотнения выделяют следующие виды продукции:

• Сальниковые. Герметичность между рабочей и внешней средами обеспечивается классическим сальником или сальниковой прокладкой. Имеется ограничение по допустимому давлению.
• Сильфонные. Для обеспечения герметичности используется сильфон – гофрированный элемент из упругого сплава или полимера, изменяющий свою длину в широких пределах.
• Графитоармированное. Используется специальный сальник из графита. Такой тип уплотнения обеспечивает герметичность механизма в широком диапазоне температур.

Существуют также узкоспециализированные задвижки с жидкометаллическим уплотнением (применяются, например, в трубопроводах для перегретого пара). Уплотнительный элемент представляет собой полую втулку из мягкой жести, наполненную металлом или сплавом, который при расчетной температуре находится в жидком состоянии. Такая прокладка, в отличие от резиновой, сохраняет максимальную упругость до полного износа.

Шток

По типу приведения штока в движение задвижки делятся на:

• Вращательные. Шток имеет резьбу и перемещается за счет вращения в приводной гайке.
• Поступательные. Шток представляет собой гладкий стержень и перемешается при помощи внешнего привода (гидравлического или электрического). Такие устройства более надежны, но и более сложны в эксплуатации.

Типы привода

По типу привода:

• Ручные. На шпинделе установлен специальный штурвал, который вращается руками. На трубопроводах, расположенных в открытой местности, штурвал снимается, а на шпиндель устанавливается специальный фиксатор.
• Электрические. Для управления используется электропривод, управляемый дистанционно.
• Гидравлические. Гидропривод обеспечивает наибольшее усилие, поэтому чаще всего используется в задвижках с поступательным движением штока.
• Пневматические. Работают аналогично гидравлическим, но используют энергию сжатого воздуха.

Расположение шпинделя

По расположению шпинделя все задвижки делятся на две большие группы:

1. С выдвижным шпинделем. При полном открытии шток и управляющий элемент выдвигаются на расстояние, равное внутреннему диаметру задвижки (или превышающее его). Такие конструкции проще, удобнее и надежнее, но в некоторых случаях подобное увеличение габаритов неприемлемо.
2. С невыдвижным шпинделем. Управляющий механизм находится внутри задвижки и контактирует с рабочей средой. Такие устройства намного компактнее и не меняют габаритов в процессе эксплуатации. Главный недостаток – контакт опорной гайки и шпинделя с транспортируемым газом или жидкостью.

Отличия задвижек

Различные варианты расположения ходового узла, выполненного в виде прочного резьбового соединения шпиндель-гайка, определяют габаритные размеры задвижки и особенности ее эксплуатации. Задвижки с невыдвижным шпинделем отличаются небольшой строительной высотой, что особо актуально при установке в ограниченном пространстве. При этом, ходовой узел задвижки погружен в рабочую среду, исключая возможность технического обслуживания запорного оборудования. Наружное расположение резьбы шпинделя и ходовой гайки исключает риск воздействия рабочей среды на компоненты запорного устройства. Недостатком задвижек с выдвижным шпинделем является увеличенная строительная высота, однако возможность периодического обслуживания резьбовой пары удачно компенсирует это усложняющее обстоятельство.

Качество задвижек

Качество используемой запорной арматуры определяет стабильность работы трубопроводной системы в соответствии с запланированным режимом эксплуатации. Высококачественные задвижки отечественного и зарубежного производства, предлагаемые компанией ООО «Ресурс», соответствуют установленным стандартам, обеспечивая создание эффективно функционирующих трубопроводных магистралей. В комплектацию предлагаемой продукции, соответствующей положениям ГОСТа, входит паспорт изделия, а также сертификат качества, выданный заводом-изготовителем. Квалифицированные сотрудники компании ООО «Ресурс» помогают клиентам подобрать оптимальную разновидность запорной арматуры, соответствующую параметрам эксплуатируемой трубопроводной сети.

Преимущества и недостатки

• Среди всех типов запорной арматуры задвижки получили наибольшее распространение благодаря ряду значимых преимуществ:
• простая и надежная конструкция;
• небольшая монтажная длина;
• универсальность (задвижки можно использовать с газообразными, жидкими и сыпучими средами);
• возможность движения потока в обоих направлениях;
• минимальное гидравлическое сопротивление (чаще всего внутренний диаметр в точности соответствует диаметру трубопровода).

Именно благодаря последнему преимуществу задвижки стали основным типом запорной арматуры на магистральных трубопроводах, для которых важна высокая и стабильная производительность на всех участках.

Есть у задвижек и некоторые недостатки:

• медленный переход между открытым и закрытым состояниями;
• увеличенная строительная высота за счет перпендикулярного движения штока (как минимум, плюс один диаметр трубы);
• быстрый износ уплотнителей, трудоемкий и дорогостоящий ремонт (в среднем обходится в 50% стоимости нового устройства).

Ещё один недостаток – большой вес. К примеру, чугунная задвижка с условным диаметром 1600 мм весит более 10 тонн. Однако для трубопроводов с такой производительностью она является безальтернативным вариантом. Также чугун, из которого изготавливается большинство крупногабаритных устройств, достаточно хрупок и может разрушиться при сильном ударе, что обязательно следует учитывать при монтаже.

Особенности монтажа и эксплуатации

Магистральные трубопроводы промышленного и коммунального назначения – основная сфера применения задвижек. Для систем водоснабжения чаще всего используются устройства с фланцевым присоединением. Перед установкой важно убедиться что поверхности всех фланцев хорошо очищены от пыли, грязи и следов коррозии. Фланцевые шайбы также должны быть чистыми, без трещин и прочих повреждений.

При установке тяжелых узлов необходимо правильно закреплять их на стреле крана. Для этого устройство обвязывается мягким стропом так, чтобы надежно закрепить его за выступающие неподвижные элементы. Недопустимо привязывать тяжелую запорную арматуру за управляющие элементы. При транспортировке задвижка должна быть закреплена максимально надежно, поскольку падение может привести к серьезному ухудшению параметров, даже если оборудование визуально сохранит целостность.

Любая запорная арматура должна размещаться на прямых участках трубопровода, чтобы не испытывать деформирующих нагрузок, возникающих на изгибах при температурных перепадах. Тяжелые узлы не допускается монтировать "на весу". Обязательно нужно устанавливать опоры, чтобы задвижка не нагружала трубу своим весом. В процессе эксплуатации не допускается приложение чрезмерного усилия к штурвалу. Резьбовой привод обеспечивает многократное увеличение силы, которое может разрушить корпус или рабочие узлы запорной арматуры, поэтому вращательный момент всегда необходимо контролировать.