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

Какая нужна сантехническая арматура для полипропиленовых труб

Муфта

Муфта бывает с резьбой и без, установка которой осуществляется при помощи клея или сварки. Если трубопровод разборный, то есть смысл использовать муфту с резьбой. Муфта может быть использована в полимерных и стальных трубопроводах, но важно, чтобы ее материал и материал труб были одинаковыми. Зачастую в магазине можно приобрести муфты, специально сделанные для данного сантехнического оборудования, что удобно для обычных покупателей. Использование муфты обеспечивает надежное и длительное функционирование сантехники без протечек.

Читайте материал по теме: Системы защиты от протечек воды —средство безопасности для вашего дома

Крестовины и тройники

Этот вид сантехнической арматуры позволяет создавать нужную конструкцию трубопровода, с их помощью появляется возможность распределять потоки различных сред по нужным направлениям, чаще всего они сейчас используются для монтажа полипропиленовых труб. Крестовины и тройники изготавливают из качественных высокопрочных материалов, что делает их устойчивыми ко многим видам агрессивных воздействий окружающей среды, они привычно используются при оборудовании систем отопления разного рода зданий и сооружений, трубы которых изготовлены из полипропилена.

К плюсам использования крестовин и тройников относятся:

1. Высокая герметичность, которая достигается только при правильном монтаже, выполненном квалифицированными работниками;
2. Срок эксплуатации 25-30 лет, который напрямую зависит от используемой рабочей среды, если среда агрессивная, то этот срок сокращается;
3. Легкость, а значит удобство и простота монтажа и демонтажа в разных, в том числе сложных, условиях;
4. Обеспечение бесперебойного функционирования оборудования в течение всего срока эксплуатации, при условии высокого качества самой сантехнической арматуры;
5. Позволяют при необходимости поворачивать трубы в нужном направлении, для движения потока рабочей среды в нужном направлении в соответствии с особенностями строительных конструкций.

Крестовины используются для соединения труб, имеющих, как правило, одинаковый диаметр. С их помощью трубы соединятся под прямым углом, применяя их, можно создавать сложные разводки коммуникационных сетей с переходом от вертикальной разводки труб к горизонтальной и наоборот. С помощью крестовины осуществляют как разветвление движущихся рабочих сред по разным направлениям, так и объединение разных потоков в один, причем не важно, какая у них температура – высокая или низкая. Крестовины используют для сантехнического оснащения различного рода зданий, сооружений, жилых и нежилых помещений, они применимы в разных отраслях промышленности, в том числе химической и пищевой. Это достигается благодаря надежности и функциональности данного вида сантехнической арматуры, однако, важно, чтобы материал, из которого она изготовлена, не мог разрушаться под воздействием используемой среды, в том числе агрессивной, в водопроводах и прочей сантехнике.

Если говорить о современных и легких полипропиленовых трубах, то крестовины для них производят из статического белого или серого пропилена высокого давления путем инжекционного прессования. Их можно использовать при температуре до 1000 градусов Цельсия. Такая сантехническая арматура, в зависимости от разъема для трубы, может быть как равнопроходной, так и разнопроходной. Монтаж полипропиленовой крестовины осуществляется методом сварки встык специальным сварочным аппаратом.

Читайте материал по теме: Как подобрать комплектующие для труб

Отводы

Отвод представляет собой небольшой участок трубы, которому придают особую изогнутую форму, он вваривается в ее разрез в том месте, где невозможно провести обычную прямую трубу. Отвод имеет специально подогнанную форму, что позволяет провести трубопровод даже в трудных местах нестандартной формы.

Шаровой кран

Используется данный вид арматуры в современных полипропиленовых трубах для воды высокой либо низкой температуры в разных помещениях и зданиях, как производственных, так и бытовых. Шаровой кран можно легко монтировать практически в любых условиях, он удобен и надежен в эксплуатации, может применяться как в армированных, так и неармированных современных полипропиленовых трубах. Данный вид сантехнической арматуры имеет хорошую пропускную способность (пропускная способность – это количество рабочей среды, прошедшее через сечение за определенный промежуток времени), что предотвращает отложение в нем аварийно опасных солей и прочих твердых примесей.

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.

Защитная арматура

Защитная арматура — арматура, предназначенная для защиты оборудования и трубопроводов от аварийных ситуаций путем отключения обслуживаемой линии. В результате эксплуатации могут возникать различные проблемы, могущие повлечь за собой гидроудары при внезапном изменении потока среды на обратный, что может привести к поломке насосов и других устройств. Предотвращать эти проблемы и призвана защитная арматура.

Защитная арматура близка к предохранительной, но отличается по принципу действия. Если предохранительная арматура открывается, обеспечивая массотвод, и, за счёт него, снижение параметров системы, то защитная — закрывается, отключая защищаемый участок системы или единицу оборудования

Основные виды защитной арматуры

• Обратный клапан ― Обратные клапаны как правило устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов, а затворы — как на горизонтальных, так и на вертикальных участках. Эти устройства пропускают среду в одном направлении и предотвращают её движение в противоположном, действуя при этом автоматически
• Отключающие клапаны — К защитной арматуре, также относятся отключающие устройства, задача которых ― предотвратить течь или выброс рабочей среды из трубопровода в случае его разрыва. Такие клапаны применяются, как правило, на импульсных трубопроводах малых диаметров для рабочих сред, выброс которых в окружающую среду недопустим, например в энергетических установках, включая АЭС, и в некоторых других отраслях промышленности.

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.

Шаровые краны как альтернатива задвижек

Благодаря своим положительным характеристикам шаровые краны пользуются большой популярностью среди монтажных и строительных организаций.

Сейчас альтернативным способом замены обычных заглушек являются шаровые краны. Самыми простыми видами арматуры запорной являются прогрессивные шаровые краны. Для того чтобы закрыть или открыть такой кран, необходимо его повернуть вокруг оси небольшого шарика, у которого посередине находится отверстие. Стоит заметить, что при всем при этом регулировка мощности потока среды не предусматривается. Благодаря своим положительным характеристикам эксплуатирования, шаровые краны пользуются большой популярностью среди монтажных и строительных организаций, которые в основном специализируются на установлении тепловых систем и других областях.

Трубопроводный тип используется в монтажной организации, водоканале, ЖКХ, промышленных предприятиях и др.

Трубопроводный тип используется в монтажной организации, водоканале, ЖКХ, промышленных предприятиях, энергосистемах, аграрном хозяйстве и в других государственных и частных структурах. Отсюда такой большой спрос на данную продукцию среди подобных фирм-потребителей. Разновидности в запорных видах в применении могут привести к появлению массы различных технических вопросов, решить которые правильно помогут только профессиональные специалисты. Именно поэтому любое предприятие должно быть очень внимательным при осуществлении выбора деталей для трубопровода, к примеру, при выборе отводов. Дело в том, что использование некачественного трубопровода может привести к серьезным авариям и тяжелым последствиям.

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.

Назначение арматуры промышленной трубопроводной

Арматура промышленная трубопроводная нужна для распределения, отключения, сброса или регулирования газообразных, жидких, порошковых, газожидких потоков рабочей среды.

Промышленной трубопроводной арматурой именуется ряд устройств, которые предназначены для установления на трубопроводах, различных сосудах и агрегатах. Главной задачей ее эксплуатации является управление. Она нужны для распределения, отключения, сброса или регулирования газообразных, жидких, порошковых, газожидких потоков рабочей среды, применяя способ уменьшения или увеличения площади проходного сечения.

По способам эксплуатации можно выделить два основных параметра: размер номинальный (проход условный) и давление номинальное (условное).

1. Условный проход является параметром, характеризующим элементы соединения трубопровода. Номинальный размер арматуры имеет миллиметровый способ измерения, который примерно равен диаметру внутренней площади элемента, который присоединяется.
2. Номинальное давление является параметром, характеризующим максимально-избыточное давление в системах во время рабочей среды в 20 градусов. Это помогает обеспечить некоторым соединительным элементам срок эксплуатации. Значение и обозначение такого давления должно соответствовать номиналу, который указан и ГОСТ.

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

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.

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.

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.

Предохранительная арматура

Прежде всего, арматура для установки в системах водоснабжения, должна соответствовать нагрузкам, на которые рассчитан трубопровод: как внутренним, так и внешним. Она должна быть устойчивой к коррозии и явлениям кавитации, обладать соответствующими мощности сети гидродинамическим и гидравлическим свойствам, и обеспечивать полную герметичность.

Обратите внимание! Основными параметрами практически всех элементов являются два показателя. Первый — это условный проход (диаметр), размер которого устанавливается существующими стандартами. Второй – это условное давление. Данный показатель представляет собой максимальное давление, возникающее в сети, работающей при +20 градусах Цельсия.

Вся арматура делится на несколько групп, в каждую из которых входят детали, сходные по своему назначению. Давайте рассмотрим, что это за группы.

Вантуз: устройство для аэрации трубопровода

Под номером один в списке трубопроводной арматуры, идёт вантуз. Для водопровода — как, впрочем, и для канализации, этот прибор является обязательным элементом. Именно он предохраняет трубопровод от поломок, и обеспечивает стабильную циркуляцию в нём жидкости.

Всё дело в том, что воздух, находящийся в трубах, может вызывать немало проблем. Например: в момент увеличения давления он сжимается, а при его снижении происходит его резкое расширение, что вызывает такое явление, как гидроудар.

Кроме того, он собирается в верхней полости трубы, образуя в ней воздушную прослойку. Она, как пробка, способна полностью перекрыть сечение трубы, и сделать прохождение по ней воды невозможным.

Аэрационная арматура: вантузы

Итак:

• Вантуз выполняет несколько функций. Он автоматически удаляет скопившийся вверху воздух, а потому монтируется в самой высокой точке сети. При сливе воды из трубопровода, вантуз, наоборот впускает воздух — без него тоже никак нельзя, так как при его разрежении образуется вакуум.
• Вантузы, устанавливаемые на наружные трубопроводы, представляют собой чугунный корпус с располагающимся внутри него полимерным или стеклянным шаровым поплавком, и клапан, через который, собственно, и выходит воздух. Происходит это так: при накоплении вверху воздуха, поплавок опускается вниз и открывает клапан. Как только воздух вышел, занимаемое им пространство заполняется водой, которая поднимает поплавок, и клапан закрывается. По мере скопления новых порций воздуха, весь цикл повторяется. Кроме шарового, вантузы бывают ещё рычажными и мембранными.

Секция на трубу с воздухоотводящим клапаном

• Вантузы ставят не только на централизованных, но и на автономных трубопроводах. Они помогают устранить скачки давления, снижают энергопотребление насосного оборудования, замедляют процесс коррозии стенок труб. В сети, где больших объёмов воздуха не бывает, ставят не вантузы, а автоматические спускные клапаны, которые присоединяются к трубе через патрубок. На фото выше вы видите готовую торцевую секцию с клапаном для воздуха.

Клапаны противоударные и обратные

К категории предохранительной арматуры, внедряемой в водопроводные системы, относят клапаны различного назначения. Выше было сказано об аэрационном варианте, который либо является частью вантуза, либо может быть установлен отдельно. Но есть и предохранительные клапаны, задача которых состоит в том, чтобы не допустить случайного превышения давления в трубах.

Следствием такого превышения может явиться опять же гидравлический удар. В современных системах, оборудованных центробежными насосами, это может случиться элементарно из-за выключения электроэнергии, резкого закрытия водоразборной арматуры, или её неисправности. Во всех случаях характер гидроудара будет различным, но суть одна: он может привести к разрушению системы.

Узел с предохранительными клапанами, который легко собрать своими руками

Клапан межфланцевый обратный, в чугунном корпусе – для крупных наружных тубопроводов

Клапан, препятствующий возвратному движению воды — для автономной сети

Узел установки предохранительной арматуры на наружный трубопровод

Итак:

• Например, когда работающий насос резко остановился из-за прекращения подачи тока, вода по инерции продолжает какое-то время двигаться – во всяком случае, пока не закрыта задвижка. Затем, давление в трубе, подающей воду от насоса, резко снижается.
• Если на трубопроводе есть поворот или уклон, в этих местах может произойти разрыв потока, и вода начинает двигаться в обратном направлении – то есть, в сторону задвижки или насоса.
• В последнем случае, она доходит только до обратного клапана, установленного перед насосом. При этом вода, натыкаясь на преграду, образует ударную волну, способную захватить немалую часть сети. Как следствие, давление в ней резко повышается.
• Чтобы этого избежать, в начале подающего трубопровода, сразу после обратного клапана, ставят клапан противоударный. Применительно к крупным трубопроводам, его называют регулятором давления — именно его вы и видите на представленной выше картинке.

Противоударные и обратные клапана для крупных наружных трубопроводов делают в чугунном корпусе. Варианты для автономных сетей и внутренних систем изготавливаются чаще всего из латуни.

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.

Параметры арматуры трубопроводной

Во время выбора необходимого вида или типа арматуры трубопроводной необходимо учитывать ее основные параметры.

Во время выбора необходимого вида или типа арматуры трубопроводной необходимо учитывать ее основные параметры:

1. Давление номинальное. Это наивысший показатель рабочего давления при рабочей температуре 20 градусов.
2. Диаметр номинальный. Это параметр, который применяется для систем трубопроводов как качественная характеристика всех присоединяемых частей арматуры.
3. Давление рабочее. Это наивысшее избыточное давление, с которым возможно осуществление работы арматуры при данной температуре и выбранных материалах.
4. Давление избыточное максимальное. Это максимальное давление во время соблюдения нормальных условий эксплуатации.
5. Рабочий процесс в нормальном протекании. Это условия, когда соответствующая температура и давление обеспечивают безопасность работы.
6. Давление расчетное. Это избыточное давление, когда можно провести расчет на прочность сосуда.

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″>

Классификация по параметрам

Параметры, характеризующие обозначения трубопроводной арматуры (и определяющие, какой вариант выгоднее купить), задает ГОСТ Р52720–2007. Здесь 2 характеристики:

• Условное давление – Ру/PN. Это показатель давления, при котором возможна безопасная безаварийная бесперебойная работа трубопровода и подключенных к нему технических средств в течение заданного промежутка времени. При расчете показателя температура рабочей среды принимается равной 20 градусам выше нуля. Классификатор (классы и номинальные значения) по показателю PN изложен в ГОСТ 26349–84.
• Условный проход – Ду/DN – определяет возможность установки на трубопроводы с разными элементами в составе. Таблица допустимых значений Ду утверждена ГОСТ 28338–89.

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.

Применение промышленной арматуры

В зависимости от рабочих свойств среды и параметров, арматуру трубопроводную необходимо выбирать согласно действующим каталогам и НТД. Клапаны регулирующие выбираются в соответствии с техническими условиями или же по соответствующим специальным каталогам на трубопроводную арматуру. Клапаны предохранительные и пружины к арматуре выбирают по нормативно-техническим документам, действующим на данный момент.

Применение арматуры из сталей легированных и углеродистых разрешено в средах, где скорость коррозии не превышает 0,5 мм за год. В тестах, где скорость коррозии выше данной отметки, советуют выбирать арматуру, опираясь на рекомендации специальных научно-исследовательских организаций.

Арматуру трубопроводную необходимо выбирать согласно действующим каталогам и НТД.

Применение любой арматуры должно соответствовать всем требованиям ГОСТ. К примеру, арматуру из чугуна (ковкого и серого) нельзя использовать в случаях, когда трубопроводы работают в режиме резкой перемены температуры, когда происходит значительное охлаждение арматуры из-за дроссель-эффекта; когда трубопровод работает при температурах ниже нуля градусов, а транспортируемое вещество способно замерзать. Если трубопровод работает при температуре ниже 40 градусов, необходимо в работе использовать арматуру из сплавов, легированных сталей, цветных металлов.

Для газообразных и жидких аммиаков возможно применение только специальных аммиачных арматур из ковкого чугуна.

Запорная арматура, с примерным проходом больше 400 мм, может использоваться только с механическим приводом.

Запорная арматура, с примерным проходом больше 400 мм, может использоваться только с механическим приводом. Тип привода определяется в соответствии с нормативными требованиями процесса. Запорная арматура с электроприводом может использоваться только с дублирующим ручным управлением. А в гидроприводе арматуры может находиться только незамерзающая и негорючая жидкость, которая соответствует всем условиям использования. Чтобы исключить возможность выпада конденсата в пневмоприводе в зимний период, рабочий агент должен быть высушен. Такая быстродействующая арматура должна соответствовать всем требованиям безопасности ведения технологического процесса.

Во время применения ручного привода возможно использование дистанционного управления арматурой при помощи шарниров, цепей и так далее.

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.

Трубопроводная регулирующая арматура

Трубопроводная регулирующая арматура — арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода среды через своё проходное сечение.

Подразделяется на редукционную арматуру ― предназначенная для снижения рабочего давления в системе, и запорно-регулирующую арматуру. Регулирующая арматура может иметь ручное и автомотическое управление при помощи электроприводов.

Виды регулирующей арматуры:

• Регулирующий клапан – наиболее распространенный тип регулирующей арматуры. Клапана разделяются на проходные — устанавливаются на прямых участках трубопровода, не меняют направление потока, угловые ― меняют направление потока на девяносто градусов, и трехходовые, или смесительные — имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу , и смешивают два потока в один. Для управления регулирующими клапанами используются электроприводы, электромагнитные приводы и пневмоприводы.
• Запорно-регулирующий клапан ― с помощью этого клапана осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по нормам герметичности для запорной арматуры, что обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования, а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто».
• Смесительные клапаны ― используются в случае, когда нужно смешать различные среды, выдерживая постоянным какой-либо параметр. Отличие смесительных клапанов от регулирующих заключается в том, что управляющее воздействие определяет расходы одновременно двух сред, а не одной.
• Регулятор давления- применяется там, где нужно поддерживать постоянное давление в трубопроводе.Регулирование давления может производиться после регулятора (по направлению потока среды), в этом случае регулятор называют «После себя», или перед ним, в этом случае он называется «До себя».
• Регулятор уровня — используются в сосудах, применяемых в энергетических, холодильных и других установках. Управляются поплавком, по команде от которого происходит впуск нужного количества жидкости или выпуск лишней жидкости.

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.

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.