ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА – это одна из важнейших составных частей трубопроводов и подобных систем. Она необходима для того, чтобы производить перекрытие или регулирование потока жидкостей или газа. Главные виды запорной арматуры – задвижки, затворы, вентили и краны.
Условно все материалы, используемые для изготовления запорной арматуры, можно разделить на четыре группы: Корпусные материалы запорной арматуры. Уплотнительные материалы запорной арматуры Прокладочные материалы запорной арматуры. Смазочные материалы запорной арматуры.
Корпусные материалы запорной арматуры Их применяют при изготовлении корпуса. Такие материалы должны обладать отличными литейными свойствами, хорошей прочностью и коррозийной стойкостью, а также должны быть просты в обработке. Чаще всего, чтобы изготовить задвижки, применяется метод литья.
Уплотнительные материалы запорной арматуры Они необходимы, чтобы создать необходимую герметизацию и плотность в области седла и затвора. Требования, предъявляемые к этой части детали, зависят от вида арматуры. Но в основном уплотнители должны обладать упругостью, простотой в обработке, антифрикционными свойствами.
Прокладочные материалы запорной арматуры Их применяют в местах прохода штока и шпинделя через корпус для обеспечения достаточно герметизации. Основные свойства материала: термостойкость, гидрофобность, упругость, невысокая цена.
Смазочные материалы запорной арматуры Необходимы, чтобы снижать коэффициент трения в подвижных узлах арматуры. Иногда смазка необходима, чтобы защищать прокладку и уплотнительные материалы от повреждений при трении, которое сопутствует процессу монтажа арматуры. Наиболее качественной считается термостойкая смазка.
Задвижка - одно из устройств запорной арматуры. Запорный элемент совершает возвратно-поступательное движение перпендикулярно движению жидкости. Задвижки используются в основном в двух режимах: «открыто» и «закрыто». При использовании задвижки в промежуточном положении происходит разрушение ее рабочей поверхности из-за вибрации, вызванной высокочастотным перемещением исполнительного органа вдоль и поперек протекания жидкости при ее движении по трубопроводу.
Задвижка ЗМС-65-14 К1 ХЛ (Бакинская)
В задвижках данного типа уплотнительные поверхности седел параллельны. Затвор в параллельных задвижках обычно называют «шибером», « ножом» или «диском».
Данные задвижки обеспечивают достаточно хорошее уплотнение в затворе в закрытом положении, и их применяют, когда требуется надежная герметизация.
Затвор имеет вид плоского «клина». В клиновых задвижках седла и уплотнительные поверхности параллельны уплотнительным поверхностям затвора. Они располагаются под углом к направлению перемещения затвора.
Используют, когда не нужно добиваться высокой герметичности. Жесткая конструкция затвора позволяет использовать их для больших рабочих давлений.
Задвижка данного типа имеет конструкцию, которая без индивидуальной технологической подгонки обеспечивает хорошее уплотнение прохода в закрытом положении.
Ходовая гайка, соединенная со шпинделем, размещена на затворе и, соответственно, шпиндель при вращении уходит в затвор. Задвижки с выдвижным шпинделем Ходовая гайка размещена в корпусе и, соответственно, шпиндель выступает вверх над ней при открывании. Задвижки с невыдвижным шпинделем
Применяются для низких давлений жидкости – до 0,4 МПа; Температура рабочей среды – от -46 до 590°С. Плоские задвижки
Овальные задвижки Вода, питьевая вода, газ, пар и кипящая вода, сточные воды, нефть, воздух Овальные задвижки применяют при средних давлениях до 1,6 МПа и температуре до 200°С.
Круглые задвижки применяют при высоких давлениях.
Небольшое гидравлическое сопротивление при полностью открытом проходе. Отсутствие поворотов потока рабочей среды. Возможность применения для перекрытия потоков среды большой вязкости. Сравнительно малая строительная длина. Возможность подавать среды в разных направлениях.
Нереальность применения в средах с кристаллизующимися включениями. Относительно небольшой доступный перепад давлений на затворе. Низкая скорость срабатывания. Вероятность возникновения гидравлического удара в конце хода. Сложность ремонта износившихся уплотнительных поверхностей затвора.
Затвор - элемент трубопроводной запорной арматуры, где регулирующий (запорный) орган поворачивается вокруг оси, которая не является его собственной осью. Наиболее распространенной разновидностью этого типа трубопроводной арматуры является дисковый затвор, у которого регулирующий элемент сделан в виде диска.
1 - корпус, 2 - уплотнительное кольцо, 3 - диск (запорный орган), 4 - рукоятка.
Управление затвором может быть при помощи рукоятки, через редуктор, посредством пневматического или электрического привода Материал и конструкция затвора должны быть таковы, чтобы он мог положенный срок работать не только на открытие-закрытие проходящей через него жидкости, но и регулировать проходящий объем. Для этого рукоятка затвора чаще всего выполняется с фиксатором, который позволяет стопорить рукоятку в различных угловых положениях.
Удобство и простота их монтажа и замены уплотняющих элементов; Достаточная долговечность (до 100 тысяч открытий-закрытий); Относительно низкая стоимость Достоинства затворов:
1. Корпус Чугун GG-25 2. Диск Нерж. сталь Х20 Cr13 3. Сильфон Нерж. сталь AISI 304 4. Шток Нерж. сталь AISI 304 5. Крышка Чугун GG-25 6. Уплотнение Графит 7. Сальник Сталь 8.Ограничитель положения Сталь 9. Штурвал Сталь 10. Прокладка крышки Графит
Вентиль запорный (клапан) — используется для полного перекрытия (открытия) потока рабочей среды путем возвратно-поступательного перемещения запорного органа вдоль оси потока, перпендикулярно к плоскости седла. Подвижным элементом вентиля является шпиндель, ввинчиваемый в резьбу неподвижной ходовой гайки, расположенной в крышке или бугеле.
Вентили запорные монтируются непосредственно за запорной арматурой (задвижкой, шаровым краном) сбросной свечи магистрального газопровода или байпаса. Вентиль запорный применяется в качестве затвора на линиях технического контроля к дифференциальным манометрам на трубопроводах и в устьевом нефтепромысловом оборудовании.
Вентиль запорный управляется вручную. Применение ходовой резьбы, обладающей свойствами самоторможения, позволяет оставлять затвор в любом положении с уверенностью, что это положение сохранится и не будет самопроизвольно изменяться под действием давления среды.
Не рекомендуется применять вентили запорные для целей дросселирования, они должны применяться в установках, содержащих жидкости и газы, не действующие агрессивно против материалов, из которых изготовлены основные детали.
Проходной вентиль устанавливается на прямолинейных участках трубопровода. Основной недостаток - достаточно высокое гидросопротивление и как следствие - наличие зоны застоя жидкости в районе установки такого вентиля.
Прямоточный вентиль, используемый в тех местах трубопровода, где не допускается снижения потока жидкости на выходе вентиля. Прямоточный вентиль
К наиболее распространенным типам вентилей относятся угловые (соединяет две взаимно перпендикулярные части трубопровода) и смесительные (смешивают два потока жидкости с целью, например, поддержания заданной температуры). Угловой вентиль
Возможность работы при высоких перепадах давлений на запорном органе и при больших значениях рабочих давлений; Простота конструкции, обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации; Небольшой ход запорного органа, необходимый для полного перекрытия прохода.
Высокое гидравлическое сопротивление; Невозможность применения на потоках сильно загрязнённых рабочих сред, а также на средах с высокой вязкостью; Возможность подачи рабочей среды только в одном направлении, обусловленным конструкцией клапана.
Кран запорный - перекрывает поток жидкости, проходящей через него. т. е. у него два рабочих положения - открыто и закрыто. Может быть выполнен из различных материалов: сталь, латунь, пластик и др. Устройство у них у всех одно и то же - корпус и запорный элемент. Запорный элемент может быть выполнен в виде цилиндра (цилиндрический кран) или в виде шара ( шаровой кран).
1 - корпус, 2 - уплотнительные кольца, 3 - шар (запорный орган), 4 - рукоятка для управления, 5 - шток.
Запирающий элемент крана (пробка), позволяющий регулировать или перекрывать воду, может быть нескольких видов: а) конусный ; б) шаровый ; в) цилиндрический.
По производительности краны запорные могут быть: полнопроходным полупроходным. Полупроходной кран - если перекрываемое отверстие по диаметру меньше диаметра подсоединяемых на вход и выход труб. Полнопроходной - если перекрываемое отверстие по диаметру такое же, как диаметр подсоединяемых труб.
Плавно меняя угол поворота ручки, можно плавно менять проходящий поток. Однако этого делать не рекомендуется, т. к. в зависимости от давления и состава жидкости кран запорный может повредиться, особо это касается острых кромок конструкции крана, которые могут сточиться. В результате, при полном перекрытии жидкость может на выходе крана продолжать сочиться.
Достоинства крана: простота конструкции, малое гидравлическое сопротивление, небольшая высота (без учета размеров привода), возможность безколодезной установки и установки в любом рабочем положении на трубопроводе, простая форма проточной части корпуса, отсутствие застойных зон, полнопроходность в шаровых кранах, простое управление (поворот пробки на 90°), малое время, затрачиваемое на поворот, хорошая защита и возможность смазки уплотнительных поверхностей деталей рабочего органа, применимость для вязких или загрязненных сред, суспензий, пульп и шламов, возможность использования в качестве запорного или регулирующего устройства.
Недостатки крана: для управления кранами с большим условным диаметром прохода требуются большие крутящие моменты, необходимы тщательное обслуживание и смазка уплотнительных поверхностей конической пробки и корпуса во избежание "прикипания" пробки к корпусу, усложнена притирка конической пробки и корпуса, неравномерный по высоте износ конусных пробок, что в процессе их эксплуатации приводит к снижению герметичности запорного органа.
На маховике запорной арматуры должно быть указано направление его вращения при открывании и закрывании арматуры. На маховике должна быть бирка с номером согласно технологической схемы. Ход шпинделя должен быть плавным, поэтому необходима своевременная смазка. Не должно быть течи через сальниковое уплотнение, поэтому своевременно необходимо подтягивать и менять сальниковое уплотнение. Задвижками пользоваться для перекрывания и открывания трубопроводов, регулировать ими только в крайнем случае. Открываем задвижку полностью чуть не до упора, чтобы плашки не висели на потоке. Закрываем задвижку туго, но не перетягивать.
7. При открытии тугих задвижек пользоваться специальными ключами – усилителями, а не подручными средствами. 8. Следить за комплектностью крепежа и его затяжкой. 9. Арматура с условным проходом более 20 мм, изготовленная из легированной или цветных металлов, должна иметь паспорт с данными химсостава и мехсвойств, режимом обработки и результатом контроля качества. Такую арматуру без паспорта разрешено применять после ревизии, испытания и проверки марки материала. 10. Арматура должна соответствовать расчетному давлению, условному проходу и марки материала. Об этом на арматуре должна быть маркировка, знак изготовителя, марка материала
К предохранительной арматуре относятся предохранительные и перепускные клапаны, мембранно-разрывные устройства.
Предохранительный клапан - клапан, предназначенный для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от превышения давления свыше заранее установленной величины посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановлении рабочего давления. Предохранительные клапаны
Применение: для установки в системах отопления, кондиционирования и водоснабжения. Для защиты системы от чрезмерного давления рабочей среды. Максимальная температура до 120°С.
Их настраивают на определенное давление изменением натяжения пружины.
При рабочем давлении среды клапан закрыт. Золотник (клапан) прижат к седлу массой грузов, отрегулированной на давление настройки. При снижении давления в системе до величины закрытия масса грузов превысит усилие давления среды, действующей на площадь золотника, и клапан закроется. Принудительное открытие клапана осуществляется путем подъема груза вручную
Является регулятором давления «до себя» прямого действия. Предназначен для защиты насосов и ёмкостей под давлением от избыточного давления среды. Перепускные клапаны
Защита перепускного клапана Скорость потока среды в седле перепускного клапана в несколько раз выше скорости потока в трубопроводе. По этой причине любые твёрдые частицы, перемещающиеся с потоком, могут повредить седло и плунжер клапана. Для защиты клапана перед ним должен быть установлен фильтр. При использовании перепускного клапана для пара и газов перед перепускным клапаном также необходимо предусмотреть сепаратор.
В зависимости от характера разрушения мембраны могут быть разрывные, ломающиеся, отрывные, срезные. Они представляют собой тонкий диск, зажатый между фланцами. При повышении давления сверх расчетного мембрана разрывается, выпуская избыток среды. Их иногда устанавливают параллельно предохранительному клапану с таким расчетом, чтобы мембрана срабатывала после клапана, если давление продолжает расти.
