Устройство и виды запорной арматуры

Запорная арматура — устройство и принцип действия

Для управления потоками жидкостей и газов в трубопроводных системах, их линий и участков используются специальные устройства, называемые запорно-регулирующей арматурой. Данный вид трубопроводной арматуры предназначен для полного перекрытия или регулировки напора потока среды, управлением других технологический процессов, к которым относят:

• давление жидкости;
• напор;
• температуру;
• объем транспортируемого вещества.

Для каждого отдельно взятого трубопровода используется тот или иной вид арматуры. Например, устройство запорной арматуры трубопровода отличается от устройств, устанавливаемых на водных магистралях и системах перекачки агрессивных веществ.
В зависимости от места назначения и принципа действия запорной арматуры, устройства представлены в различных исполнениях.

Запорные краны

Предназначены для обслуживания участков на любых трубопроводах. Такие устройства монтируются фланцевыми или муфтовыми соединениями. При необходимости допустимо приваривать патрубки кранов к трубопроводу. Существуют две разновидности запорных кранов — пробковые и шаровые. Учитывая состояние рабочей среды, применяют различные типы кранов.

Пробковые муфтовые. Выполнены из чугуна, предназначены для эксплуатации на газовых трубопроводах. Максимальная температура рабочей среды не может превышать 50 °С. Запорная арматура монтируется в любом положении.
Пробковые сальниковые муфтовые. Также изготовлены из чугуна. Область применения – водные и нефтяные магистрали с допустимой температурой жидкости не более 100 °С. Внутренняя конструкция предусматривает наличие сальника, набитого резиновым материалом либо пенькой.
Фланцевые шаровые краны. Материалом данной запорной арматуры служит чугун или сталь. Максимальная температура эксплуатации стальных кранов – от +40 до +70 °С. Чугунные изделия допускают эксплуатацию при температуре до 100 °С.

Запорные заслонки

Устройство и работа запорной арматуры трубопровода данного типа отличается от кранов тем, что запорный элемент имеет вид диска, который вращается вокруг своей оси. Ось диска расположена перпендикулярно либо под определенным углом к направлению потока рабочей среды.
Запорные заслонки нашли свое применение на трубопроводах больших диаметров при невысоких давлениях среды. Для управления заслонками могут использоваться:

• гидропривод;
• электропривод;
• ручная работа.

Материалом корпуса заслонки обычно выступает чугун, а поворотный диск выполнен из стали. Устройства монтируют на трубопровод путем врезки с применением сварки либо фланцевого соединения.

Устройство запорной арматуры газопровода должно соответствовать условиям применения и характеристиками рабочей среды, таким как:

• величина потери давления в открытом состоянии;
• особенности эксплуатации магистралей низкого давления;
• эргономичность, простота эксплуатации и ремонта;
• быстрота открытия/закрытия.

Запорные задвижки

Запорные задвижки – это трубопроводная арматура, предназначенная для периодического перекрытия потока рабочей среды. Изготавливаются из чугуна, стали (включая нержавеющую), сплавов цветных металлов. В зависимости от химической составляющей среды используются задвижки из того или иного материала.

Принцип работы данной запорной арматуры обуславливает разделение их на два вида:

• клиновые;
• параллельные.

Первые оснащены затвором в виде клина и неподвижным шпинделем.
Запорные задвижки практичны и эффективны для управления потоком среды на всех типах трубопровода – нефтяном, газовом, водопроводном.
Современные устройства оснащены электроприводом, благодаря которому можно быстро менять состояние заглушки и (или) частично блокировать поток.

Запорная арматура для агрессивных сред

Управление и регулировка потоками агрессивных сред производится с применением специальной запорной арматуры для агрессивных сред. В данном случае учитывается надежность устройств, их герметичность и время безостановочной работы.

Такими достоинствами обладают латунные запорные вентили, материал которых устойчив к большинству агрессивных сред, а трение сведено к минимуму благодаря герметичным соединениям золотника и седла.
Для магистралей с достаточно высокой температурой среды наибольшее распространение получили сильфонные запорные вентили, безупречно работающие при температуре до 350 °С. Также их применение оправдано возможностью обеспечить повышенную герметичность соединений и предупредить утечку рабочей среды в атмосферу.
Трубопроводы, которые перекачивают вещества с высокой химической активностью, в некоторых случаях оснащаются фланцевыми фарфоровыми вентилями во избежание корродирования материала. В роли антикоррозийного покрытия здесь выступает специальная глазурь, нанесенная на внешнюю часть корпуса. Для тех же случаев применяются и диафрагмовые вентили с резиновым защитным покрытием, мембрана которых выполнена из фторопласта, резины или ПВХ.

Воздухосборник (ресивер) представляет собой сосуд со сжатым газом, предназначенный для нормализации давления в трубопроводах, гашения пневматических ударов, создаваемых компрессорным оборудованием, обеспечения требуемого режима работы, сбора и удаления конденсата. Эксплуатация и обслуживание воздухосборников выполняются в соответствии с нормативами, предусмотренными для аппаратов, работающих под давлением. Общие.

Технологические процессы синтеза и разложения на фракции сложных веществ основаны на использовании эндотермических и экзотермических реакций. Перераспределение тепла в замкнутом контуре – принцип работы установки. Теплообменники в химической промышленности являются основным оборудованием, наравне с реакторами и ректификационными колоннами. В пищевой промышленности стерилизация и обеззараживание продуктов происходит при.

Министерство энергетики разработало план развития зеленой электроэнергетики к 2020 году. Доля электроэнергии от альтернативных источников электроэнергии должна достигнуть 4,5% от общего количества энергии, вырабатываемой в стране. Однако по оценкам экспертов такое количество электроэнергии от возобновляемых источников стране просто не нужно. Общее мнение в этой области — развивать выработку электроэнергии за счет.

Изготовление емкостей и резервуаров для нефтегазовой и нефтехимической промышленности – не менее важное направление, чем добыча самого ресурса. Для хранения топлива должны используются только качественные резервуары, выполненные по современным стандартам и соответствующие сертификатам качества и безопасности. Перед поставкой товар проходит контрольные испытания, швов на прочность и отсутствие протечек, о чем вносится.

Виды и назначение запорной арматуры

Современные производители предлагают множество видов запорной арматуры. Продукция различается назначением, принципом действия, габаритами. Она используется при организации нефтепроводов, водоподающих и водоотводящих сетей.

В статье мы расскажем о видах запорной арматуры, ее назначении и конструкции. Сведения пригодятся домашним мастерам, начинающим проектировщикам и монтажникам. Читатели узнают, что относится к запорной арматуре, научатся подбирать подходящие изделия.

Материал содержит информацию о запорных, регулирующих и предохраняющих механизмах. В статье представлена классификация устройств, присутствуют рекомендации по их приемке и эксплуатации.

Задвижки

Распространенный тип запорной арматуры. Задвижки удобны в использовании, имеют простую конструкцию. Регулируют интенсивность рабочего потока, осуществляют полное перекрытие магистрали.

В состав устройства входят:

• корпус;
• шток;
• маховик;
• диск;
• уплотнители;
• крепежные элементы.

Конструктивное исполнение позволяет устанавливать устройство в отапливаемых и неотапливаемых помещениях. Запорный модуль крепится посредством фланцев, герметичность соединений проверяется визуально.

• малое гидравлическое сопротивление;
• умеренные габариты;
• незначительные расходы на обслуживание.

Регулировка задвижки происходит вращательными движениями, что исключает быстрое изменение пропускной способности.

Вентили

Запорная арматура, вид и назначение которой схожи с параметрами задвижки. Основное отличие — использование золотника вместо поворотного диска.

Арматура состоит из следующих компонентов:

• корпус;
• шток;
• золотник;
• маховик;
• уплотнительные элементы;
• соединительные болты.

Вентили имеют ручной или электрический привод. С их помощью прокладываются магистрали, транспортирующие бытовые и технические жидкости. При подборе устройств учитывается тип носителя, диаметр трубопровода, специфика внешнего воздействия.

Клапаны

Использование обратных клапанов исключает движение рабочего потока в неправильном направлении. Трубопроводная арматура данного вида защищает насосное, фильтрационное и учетное оборудование. Она обеспечивает корректную эксплуатацию емкостей, минимизирует потерю рабочего носителя в случае протечки.

Достоинства трубопроводных клапанов:

• возможность эксплуатации при высоком давлении;
• простое техническое обслуживание;
• предотвращение обратного хода газов и жидких сред;
• умеренные габариты;
• быстрый и простой монтаж;
• вариативность исполнения.

Продукцию можно отнести к предохранительным элементам. Она является неотъемлемой частью промышленных и хозяйственных трубопроводов.

Затворы

Ключевое назначение затвора — полное перекрытие магистрали. В состав изделия входят:

• поворотная рукоять с фиксатором;
• литой металлический корпус;
• диск;
• шток;
• уплотнители.

Особенности монтажа затвора зависят от типа. Устройство устанавливается силами одного-двух мастеров, в применении сложного инструмента нет необходимости.

• простота конструкции;
• наличие компактных моделей, предназначенных для бытового использования;
• возможность установки на неэлектрифицированных участках;
• умеренная масса.

Продукция для ответственных объектов выбирается согласно проектной документации.

Условные обозначения запорной арматуры

Для схематического отображения изделий запорной арматуры используются специальные фигуры. Как правило, они состоят из треугольников, находящихся в различных положениях.

Свои обозначения имеют:

• клапаны проходные и угловые;
• краны и вентили;
• предохранители;
• задвижки;
• затворы;
• пожарные и поливочные гидранты;
• устройства с возможностью двойной регулировки;
• смесители;
• водомеры.

Обозначения регламентированы действующими стандартами, используются при построении общих и профильных схем.

Требования к запорной арматуре

Запорные механизмы для технических магистралей должны отвечать следующим требованиям.

• Структурная целостность . Недопустимо наличие механических повреждений. Это касается корпуса, соединительных и управляющих элементов арматуры. Использование дефектных изделий снизит эффективность сети, не позволит контролировать поток.
• Герметичность . Продукция должна комплектоваться качественными уплотнителями. Наличие протечек и запотеваний говорит о проблемах с прокладками либо некорректном формировании соединения.
• Плавность регулировки . Наличие заклиниваний и заеданий свидетельствует о поломке рабочих механизмов. Исправная арматура обеспечивает плавный ход подвижных элементов.
• Комплектность . Сертифицированный товар дополняется сопроводительными документами. Они запрашиваются при приемке, подтверждают соответствие продукции отраслевым нормативам.

Запорная арматура проверяется перед монтажом. Наличие явных и скрытых дефектов — повод отказаться от использования продукции.

Типы запорно-регулирующей арматуры

Регулирующее оборудование для трубопроводов различается назначением и спецификой эксплуатации. Выделяют шесть групп устройств.

1. Промышленные . Решения для производственных предприятий. Оборудование обладает значительной прочностью, выпускается большими партиями.
2. Для особо опасных районов . Усиленные устройства, оснащенные подогревом, ударостойкими корпусами, особыми уплотнителями. Продукция работает на химических и взрывоопасных предприятиях, используется в условиях Крайнего Севера и горных районах.
3. Профильные . Узконаправленное оборудование, востребованное в малых количествах. Изделия задействуются на атомных электростанциях, в лабораторных и экспериментальных цехах. К качеству этой продукции предъявляются особые требования.
4. Заказные . Нетиповые товары, которые изготавливаются в ограниченном количестве. Арматура производится по индивидуальным чертежам и уникальным технологическим картам. Заказные изделия различаются конструкцией, эргономикой, функционалом.
5. Садовые . Продукция для хозяйственных нужд. С ее помощью подключаются поливочные линии, разбрызгиватели, накопительные емкости. Изделия имеют малые габариты, работают в сетях с небольшим давлением.
6. Сантехнические . Арматура, применяемая в коммунальных магистралях. Она востребована при подключении многоквартирных домов, инфраструктурных объектов, муниципальных зданий.

При реализации проекта может использоваться арматура различных типов. Оборудование подбирается посредством расчетов.

Арматура для трубопроводов делится на несколько классов.

1. Запорная . Устройства, открывающие и блокирующие канал. Наиболее простой тип изделий.
2. Регулирующая . Оборудование, корректирующее интенсивность потока путем частичного перекрытия линии. Точность регулировки зависит от модели.
3. Распределительно-смесительная . Решения, распределяющие и комбинирующие потоки. Они востребованы при работе с реагентами, задействуются на производстве.
4. Предохранительная . Установки, предотвращающие перепады давления, прорыв магистрали, обратный ток жидкости. Продукция требует минимальной калибровки, имеет широкую область применения.
5. Защитная . Арматура, нивелирующая последствия аварий. Ее наличие исключает повреждение насосов, фильтров, учетных модулей.
6. Фазоразделительная . Решения, которые разграничивают рабочую среду на несколько фаз, например жидкую и газообразную.

Грамотная комбинация арматуры позволит реализовать сложные технологические решения, обеспечит бесперебойное функционирование сети.

Где выгоднее купить запорную арматуру

«ЭкоМонтаж» предлагает запорную арматуру в различных исполнениях. В продаже решения для частного и производственного использования. Представлено оборудование для нефтепроводов, тепловых сетей, водоотводящих линий.

Ключевые преимущества сотрудничества с компанией «ЭкоМонтаж» для клиентов.

• Высокое качество товара . В продаже только сертифицированное оборудование. Продукция поставляется в заводской упаковке, сопровождается паспортами качества и сертификатами соответствия. Изделия проходят заводские испытания, о чем имеется соответствующая отметка в документах.
• Оперативная доставка . Товар отправляется в любую точку России. Предприятие сотрудничает с транспортными компаниями, предлагает льготные условия для оптовых клиентов (сниженная стоимость, выгодные схемы сотрудничества). Возможен самовывоз оплаченной продукции со склада.
• Масса сопутствующих продуктов . Наряду с запорной арматурой реализуются сварочные аппараты, полимерные трубы, пожарные гидранты и пр. Ассортимент изделий периодически расширяется.

Приобрести оборудование помогут менеджеры компании. Они расскажут об особенностях сотрудничества и порекомендуют решения, соответствующие требованиям клиента. Заказы принимаются по телефону, посредством e-mail либо формы обратной связи.

Виды и назначение запорной арматуры

Изделия запорной арматуры относятся к специальному типу изделий для трубопроводных магистралей, назначение которых заключается в оперативном регулировании скорости потока рабочего носителя для обеспечения заданных параметров технологического процесса. Действие запорной арматуры направлено на закрытие, открытие, смену направления и скорости движения рабочего газа/жидкости. Кроме того, к запорной арматуре следует отнести спускные и контрольные изделия, служащие для сброса носителя из трубопроводных систем, технологических аппаратов, и подачи носителя в контрольно-измерительные приборы.

Арматура данного типа присутствует во всех трубопроводных магистралях промышленных производств, технических объектах бытового назначения (отопление, газо-, водоснабжение, канализация и т.д.), и составляет не менее 80% от общего количества используемых изделий в магистрали. Наибольшее распространение в качестве запорных элементов получили задвижки, вентили, краны, клапаны и затворы.

Выбор материалов, из которых изготавливаются данные детали, в настоящее время достаточно широк:

• металлы (титан, алюминий);
• сплавы (чугун, сталь, бронза);
• полимерные и синтетические материалы, например, поливинилиденфторид (ПВДФ), хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ), полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП).

При выборе запорного изделия руководствуются следующими техническими характеристиками: присоединительный диаметр, назначение и материал, из которого изготавливается корпус и рабочая часть трубопровода, скорость закрытия. Специальные требования: продолжительные сроки службы, высокая прочность, надёжность, безопасность, коррозионная устойчивость материала к рабочей среде, герметичность, простота монтажа и удобство эксплуатации.

Следует отметить, что рабочая среда трубопровода достаточно быстро повреждает изделия запорной арматуры, происходит истирание уплотнительных элементов, износ, коррозионные процессы, поэтому необходимо своевременно проводить технический контроль оборудования, промывку систем магистралей, ремонт или замену изделия.

В зависимости от назначения в составе технического объекта запорная арматура делится на категории:

• промышленная (общепромышленная, специальная) – используется в производствах различного рода деятельности, в том числе народного хозяйства;
• судовая – эксплуатируется в заданных специфических условиях морского и речного транспорта;
• сантехническая – трубопроводная арматура бытового назначения, применяется в газовых плитах, колонках, ванных, котлах и т.д.;
• изготовленная по спецзаказу – разрабатывается, изготавливается и эксплуатируется в соответствии с особыми заданными техническими требованиями, например, в уникальных, экспериментальных промышленных объектах.

Функции, выполняемые данным типом арматуры обширны: регулирующая, распределительно-смесительная, предохранительная, защитная, запорная, фазоразделительная.

В данной статье рассмотрим виды запорной арматуры, действие которой направлено на изменение площади поперечного сечения трубопровода для регулирования скорости потока носителя или полной его остановки.

Виды запорной арматуры

Задвижка

Основное отличие данной детали состоит в том, что запорный (регулирующий) элемент представляет собой лист, диск или клин, который может возвратно-поступательно перемещаться в направлении, перпендикулярном направлению движения рабочего носителя. Этот вид арматуры относится к промышленной категории и используется, в основном, в трубопроводных коммуникациях жилищно-коммунального хозяйства и промышленных производств. Задвижки делятся на полнопроходные и усеченные, их устройство позволяет плавно регулировать скорость потока и предотвращать гидравлические перегрузки.

Рассматриваемый вид изделий обладает рядом преимуществ: простота конструкции, широкий диапазон условий эксплуатации, небольшая строительная длина, малое гидравлическое сопротивление, что особенно важно при их применении в трубопроводных магистралях с высокой скоростью рабочего носителя. Недостатки задвижек определяются их конструкцией: достаточно большое время, затрачиваемое на закрытие или открытие затворного элемента, износ уплотнительных деталей, сложность в техническом обслуживании.

Отечественная промышленность выпускает задвижки с не выдвижным штоком и с выдвижным шпинделем. Устанавливаются задвижки независимо от направления движения потока в трубопроводе, так как их конструкция симметрична. Выдерживают рабочие давления от 2 до 200 атмосфер, присоединительный диаметр варьируется от 8 мм до 2 м.

Вентиль

Вентиль, как вид запорной арматуры, выполняет регулирующую функцию и позволяет изменять расход носителя в трубопроводе вплоть до прекращения его подачи. С их помощью поддерживается заданный уровень давления в магистрали и осуществляется смешение потоков в необходимой пропорции.

В вентиле рабочий элемент расположен на шпинделе, который совершает возвратно-поступательные движения от вращательных движений маховика. Движение шпинделя может осуществляться автоматически при помощи сервоприводов и вручную.

Данные изделия относятся к промышленной категории и наиболее часто встречаются в бытовых объектах жилищно-коммунального хозяйства. Самый распространенный тип вентиля – проходной, размещаемый на прямых участках магистралей. Одним из недостатков данного вида арматуры, кроме прямоточных вентилей, является большое гидравлического сопротивление, что ограничивает их применение в специальных технических объектах. Преимущества вентилей заключается в небольшой стоимости, доступности, надежности, легкости ремонта и технического обслуживания при эксплуатации.

Кран шаровой запорный

Отличие конструкции запорного крана заключается в простоте исполнения: запорный элемент выполнен в виде шара, цилиндра и, что достаточно редко, может быть конической формы. Краны бывают полнопроходными и не полнопроходные. В полнопроходных кранах диаметр проходного отверстия всегда соответствует диаметру присоединительного отверстия к трубопроводу, в не полнопроходном, соответственно, проходной диаметр меньше.

Работа осуществляется в крайних режимах «закрытие» и «открытие». Его основная функция направлена на перекрытие движения рабочего потока. Достоинства, недостатки и условия эксплуатации определяются материалом, из которого изготовлен кран. Например, пластиковые краны ПП, ПЭ устойчивы к воздействию агрессивных сред, но подвергаются разрушительному действию механических примесей рабочей среды. Краны из нержавеющей стали выдерживают высокие рабочие давления и температуры, но с точки зрения бытового использования имеют значительную стоимость.

Клапан

Клапаны (обратные) относятся к защитной трубопроводной арматуре, функционально предназначены для предотвращения обратного хода потока рабочего носителя в технологической схеме. Пропуская рабочую среду в одном направлении, клапаны не дают возвратного хода жидкости или газа.

С их помощью осуществляется защита различного производственного оборудования (насосы, резервуары, аппараты и др.), а также исключается поврежденный участок трубопровода при течах рабочего носителя из общего технологического процесса, что крайне важно при возникновении аварийной ситуации.

Существуют клапаны с конструкцией запорного элемента шарообразной формы или в виде конуса, перемещение которого происходит в направлении, параллельном движению носителя. Поток, проходящий через рабочее окно клапана, прижимает запорный элемент к основанию устройства, что прекращает его движение в обратном направлении. Клапаны обратного типа изготавливают как встроенные в состав узлов и агрегатов, так и в самостоятельном виде. Как правило, обратные клапаны монтируются на горизонтальных прямых участках магистралей по направлению рабочего потока.

Клапаны, имея сравнительно простую конструкцию, тем не менее, обеспечивают надежность и герметичность перекрытия рабочего потока, благодаря чему широко используются для газообразных и жидких рабочих сред. Применяются в широком диапазоне давлений (от 5·10 -6 до 2000 атм.) и рабочих температур (от минус 200 до плюс 600°С). Подходят для трубопроводных конструкций относительно небольших диаметров.

Затворы

Затвор – это устройство запорной арматуры, используемое для обеспечения герметичности при перекрытии рабочего потока. Может работать в режимах «регулирование» и «перекрытие». Представляет собой наиболее удобный и простой вид запорной арматуры при техническом обслуживании и эксплуатации, имеет невысокую стоимость и рыночную доступность.

Устройство затвора разработано таким образом, что запирающий элемент проворачивается вокруг оси, на которой он расположен. Наиболее распространенная разновидность данного устройства с дисковым затвором – «Баттерфляй».

Управление положением затвора возможно вручную при помощи ручки и механически с помощью редуктора или электрического привода. Такие достоинства поворотных затворов “Баттерфляй”, как простота технического обслуживания, монтажа и замены уплотняющих деталей, небольшая строительная высота и масса, а также продолжительные сроки эксплуатации и доступная стоимость широко используются в трубопроводных магистралях бытового назначения.

Отечественная промышленность выпускает широкую линейку изделий запорной трубопроводной арматуры, отвечающих общим и специальным требованиям, высокому качеству и современным технологиям. Стоимость таких изделий может широко варьироваться от 100 руб. до нескольких десятков тысяч рублей, что определяется материалом, назначением, размерами, производителем.

Устройство запорной арматуры и ее виды

Запорная арматура играет важную роль во всех видах домашних водопроводных систем. Существует огромное количество типов запорных клапанов и их легко перепутать. Ниже можно узнать подробно про устройство запорной арматуры, виды и ее особенности.

Как устроена запорная арматура

Запорная арматура — важнейшая часть водопроводной системы. Назначение запорной арматуры в том, что она позволяет контролировать подачу воды к разным приборам, а также к арматуре. Некоторые изделия, такие как угловые запорные клапаны, позволяют перекрывать подачу воды в определенные зоны, что полезно во время ремонта.

Обозначение запорной арматуры схематически осуществляется с помощью различных фигур. Основные обозначения:

• клапаны проходные и угловые;
• краны и вентили;
• предохранители;
• задвижки;
• затворы;
• пожарные и поливочные гидранты;
• устройства с возможностью двойной регулировки;
• смесители;
• водомеры.

Маркировка запорной арматуры – регламентная мера, осуществляемая в соответствии с правилами и нормами российских стандартов. Отметки имеют следующий порядок:

• первые две цифры ряда обозначают вид, тип, класс изделия;
• буквы за двумя первыми цифрами – обозначает материал из которого сделан корпус и крышка;
• 1-2 цифры за буквами – регистрационный номер;
• 2 следующие буквы показывает материальное исполнение поверхностей;
• последние буквы обозначают сборку изделия.

Класс герметичности запорной арматуры обозначается буквами латинского алфавита: А, В, С и D.

Что касается выбора изделий запорной арматуры, то пристальное внимание следует уделить:

• аспектам установки, доступности и программ обслуживания;
• коду и требованиям безопасности;
• системным параметрам, такие как давление, температура, расход и жидкость.

Наконец, необходимо будет определить:

• размер клапана и тип срабатывания: диаметры запорной арматуры – главные параметры выбора;
• конструкционные материалы, включая материалы уплотнений и уплотнительные кольца, должны быть совместимы с химическим составом жидкости в системе, давлением и температурой.

Важно заметить, что между собой конструкция запорной арматуры может отличаться, но принцип работы останется одинаковым.

Виды запорной арматуры

Сегодня многие производители предлагают различные типы запорной арматуры. Все изделия различаются между собой назначением, принципом действия, размерами. Они используются при организации нефтепроводов, водоподающих и водоотводящих сетей. Запорная арматура — какая есть и каковы ее особенности.

Задвижка

Задвижка описывает механизм, с помощью которого клапан открывается и закрывается. Как и шаровой кран, задвижка представляет собой клапан, предназначенный либо для обеспечения полного потока, либо для полного перекрытия. Задвижки необычны в жилищном водопроводе и чаще встречаются в промышленности.

• параллельные;
• клиновые;
• с выдвижным или статичным штоком.

Вентиль

Снаружи вентиль напоминает шаровой кран со слегка выпуклым металлическим корпусом. Однако, в отличие от шарового крана, вентиль предназначен для переменной регулировки расхода воды. Он часто используется для управления трубами, ведущими на улицу к водопроводным патрубкам, но также может использоваться в любом месте, где ветвь водопроводной линии имеет перекрытие.

Кран шаровой запорный

Шаровой кран — это большой металлический клапан, обычно с рычажной ручкой. Он предназначен для быстрого отключения, так как клапан полностью открывается и закрывается при коротком обороте рукоятки рычага. Этот тип клапана часто используется на главном перекрытии подачи воды в доме.

Клапан

Запорные клапаны используются для перекрытия потока горячей или холодной воды в водопроводной арматуре. Запорный клапан — это система клапанов, которая предназначена для остановки потока жидкости по трубе. Он управляется вручную или автоматически. Ручные обычно имеют винтовую ручку для остановки и прохождения жидкости по трубе, которая является наиболее часто используемым клапаном в сантехнике. Эти клапаны устанавливаются между приспособлением и трубопроводом, выходящим из стен или пола.

Запорные клапаны упрощают обслуживание оборудования, не влияя на остальную систему, быстро останавливая попадание воздуха в часть используемого оборудования. Простые в эксплуатации, они могут использоваться в случае возникновения риска для безопасности, отказа оборудования или для проведения технического обслуживания.

Доступны запорные клапаны разных типов и размеров. Для того, чтобы выбрать правильный тип запорного клапана существуют нюансы, которые необходимо учитывать:

• диапазон;
• окружающая среда и температура;
• размер, положение и тип порта;
• давление;
• тип;
• размер и вес.

Запорные клапаны позволяют безопасно контролировать сжатый воздух в пневматических системах и используются в различных отраслях промышленности. Запорные клапаны также полезны для прекращения подачи воздуха в контролируемых условиях.

Установка запорных клапанов системы считается относительно простой задачей, в зависимости от типа и навыков и опыта.

Затворы

Назначение изделия – перекрытие магистрали. В состав затвора входят:

• литой металлический корпус;
• поворотная рукоять с фиксатором;
• диск;
• шток;
• уплотнитель.

Крайне важно понимать разницу между различными клапанами, чтобы знать, что делать в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Кроме того, подобные изделия расположены не только в водопроводе, но и вдоль газопровода.

Если вам потребуется клапан муфтовый, обращайтесь к специалистам нашей компании для оформления заказа.

Что такое запорная арматура для трубопроводов: основная классификация и нюансы выбора

Запорная арматура для трубопроводов предназначена для регулировки потока жидкости, перемещаемой по трубе – отключать его, запускать и перенаправлять. Разбираемся в особенностях этих деталей, специфике их работы в рамках трубопроводной системы, классификации и отличиях одной группы устройств от другой, а также изучим главные свойства, параметры выбора и правила эксплуатации при монтажных работах.

Специфика устройства запорной арматуры – общая информация, классификация и виды

Запорная арматура – это специальные устройства, которые используется в трубопроводах. Их конструкция сделана таким образом, чтобы уменьшать диаметр просвета трубы, или совсем его перекрывать. Это используют для регулировки циркуляции внутреннего потока, а также для его распределения или смешивания.

Для тех или иных видов работ подбирается определённая конструкция устройств. Поэтому чтобы понять специфику их работы, рассмотрим виды и классификацию запорной арматуры для трубопроводов.

Различают 6 групп запорной арматуры, разница которых состоит в назначении:

1. Устройства общего предназначения. Применяются обычно в городских сетях и системах газо- и водоснабжения.
2. Спецустройства для сложных условий работы. Используются при повышенных и пониженных температурах, токсичности и радиоактивности и пр.
3. Целевая. Для случаев, когда использование трубопровода предусматривает определённый технический регламент, отличающийся от стандартных требований.
4. Сантехническая. Применяется в бытовых условиях.
5. Судовая. Эта группа разрабатывается под определённые условия эксплуатации на судах разного назначения.
6. Уникальная. Такие устройства производятся только для экспериментальных целей по заказам конкретных производственных организаций.

Хотя каждая из групп отличается назначением, конструкция устройств имеет общие черты. Все они изготовлены в герметичном корпусе, внутри которого расположен запорный узел (именно от него устройства получили своё общее название).

По способу запирания потока, арматура трубопроводная разделяется на такие 5 разновидностей:

• чугунные задвижки – такие арматуры оснащены корпусом из нержавеющей стали;
• запорные вентили – устройства подобного типа также подразделяются ещё и на запорно-регулирующие;
• предохранительные – эти изделия предназначены для защитной функции;
• краны – подходят для использования в системах водоснабжения различных типов;
• дисковые затворы – внутри такого устройства запорный узел выполнен в виде диска.

Главная задача для конструкции запорной арматуры – перекрыть трубопровод движением внутреннего узла. Это может быть как винт, так и различные специальные задвижки.

Важно знать! Несмотря на различия в конструкции, внутренний узел имеет схожее схематическое строение. Обычно это деталь, состоящая из двух элементов. Первый (неподвижный) называется седлом, а второй – механизмом. Работа узла основана на соприкосновении механизма с уплотнительными поверхностями, которые обычно расположены на седле – именно это действие и преграждает поток жидкости.

Что такое запорная арматура для трубопроводов: классификация по применению

Один из самых многочисленных классов устройств составляет запорная арматура для бытовых трубопроводов. Группа представляет собой различные вентили и краны, использующиеся всеми людьми в повседневной жизни. Сюда входит запорная арматура для отопления, для кухонных трубопроводов и т.д.

Различают также и другие виды трубопроводной арматуры:

• Предохранительная. Если в результате сбоя в системе повышается давление, то предохранительная арматура срабатывает автоматически и уравновешивает показатели.
• Защитная. Аналогичная по функционалу предыдущей. Но если предохранительная срабатывает на выброс внутренней среды, то вторая действует непосредственно с жидкостью внутри – для её работы не требуется опустошение содержимого трубопровода.
• Регулирующая арматура. Включает в свою группу различные клапаны, отвечающие за уровень давления (конструкция таких арматур сама по себе не способна осуществлять регулировочную функцию, поэтому она дополнена различными задвижками);
• Распределительно-смесительная. Название говорит само за себя – это смешивание и распределение жидкости;
• Контрольная. Применяется для изготовления измерительных приборов;
• Фазоразделительная. Разделяет несколько видов рабочих сред (к примеру, маслоотделитель и пр.).

Важно знать! Чаще всего конструкция арматуры запорного типа предназначена для работы в открытом, или закрытом положениях. Если «заставить» её выполнять и другие функции (например, открыть наполовину, чтобы уменьшить давление воды), то при этом будет происходить более быстрое стирание или деформация внутренних элементов.

В дренажных системах применяется запорная арматура сразу двух типов. Первая, непосредственно, запорная, а вторая служит для регулировки. Для долгого срока службы важно использовать их по назначению, т.е. регулировочной не перекрывать, а запорной не регулировать.

На заметку! Виды арматуры также включают в себя клиновые, дисковые и параллельные. Первые предназначены для канализаций, вторые – для больших труб, а третьи способны выдерживать большое давление и высокие температуры.

Особенности запорной трубопроводной арматуры: разница в способах соединения

Ещё один критерий, разделяющий трубопроводные арматуры на две большие группы – это конструкция – фланцевая и бесфланцевая.

В первой группе для крепления к трубам уже есть уже готовая деталь, которая выполняется в различных формах – чаще всего используется круг и квадрат, реже треугольник.

Вторая группа не менее разнообразная – здесь есть модели, которые крепятся сваркой, резьбой или цапками.

На заметку! Неприварная арматура, благодаря особенностям конструкции, ещё называется разъёмной и обычно крепится резьбой различного исполнения. Приварную арматуру, соответственно, при демонтаже невозможно снять руками – её можно только срезать специальным инструментом – болгаркой.

Если отдельно говорить о конструкции всех видов запорных арматур, то следует отметить имеющиеся общепринятые нормы их изготовления. В первую очередь, это касается корпуса изделия. Самые качественные арматуры выполнены из чугуна или стали. Средний ценовой сегмент – это латунные изделия, реже – алюминиевые. Более дешёвый вариант – пластик.

Внимание! Выбор материала самого затвора напрямую зависит от условий эксплуатации, ведь надо обеспечить как герметичность, так и устойчивость к износу. Выполняются эти элементы из металлических сплавов, резины, графита, текстиля и пр.

Видео описание

В этом видео наглядно показаны все виды запорной арматуры:

Выбор и монтаж запорной арматуры для трубопроводов

Что учитываем при выборе запорно-регулирующей арматуры:

• тип трубопровода – каждый из них имеет свои особенности конструкции и, чтобы не ошибиться в выборе, важно знать конкретный тип;
• параметры – как трубопровода в целом, так и крепления арматуры в частности – здесь нужно учитывать общие габариты, вес и другие свойства;
• рабочая среда – разные виды арматуры на трубопроводах предназначены для определённых жидкостей или газов – если нарушить установленные производителем нормы, устройство просто выйдет из строя.

Перед заменой трубопроводной арматуры надо обратить внимание на форму сечения, диаметр, соединительную часть. Здесь действует только правило полного совпадения элементов. Например, если труба круглая, аналогичной должна быть и конструкция крепления устройства.

Нет смысла пытаться установить запорную арматуру с круглым фланцем на трубу с неподходящим креплением Источник ex-in.online

Существует также ряд правил, которые важно выполнять уже непосредственно при работе с запорными арматурами:

• отключить участок – перед любыми работами система должна остаться пустая;
• подготовка элементов – все составляющие детали требуют предварительной очистки и подготовки (если это сварка, то стыки должны быть зачищены);
• ровные поверхности – с ними банально проще работать;
• опорные детали – если запорная арматура большого веса, то необходимо дополнительно приобрести элементы для опоры;
• равномерная затяжка – её можно замерить и сделать только при наличии специального инструмента;
• открытый затвор – только в таком состоянии можно производить сварочные работы трубопровода.

Также при монтажных работах с использованием различных запорных устройств важно придерживаться указаний касательно направления водяного потока. Обычно, определяющие значки в виде стрелочек имеются на корпусе арматуры, или надо смотреть инструкцию.

Внимание! Если нет опыта соответствующих работ, то не рекомендуется выполнять монтаж или ремонт самостоятельно – лучше всего вызвать мастера – это быстрее и качественнее.

Видео описание

В этом видео показан монтаж задвижки весом 640 кг «народными» методами:

Коротко о главном

Трубопровод уже давно вошёл в обиход, став основной частью быта всех людей. Одна из деталей, имеющих ведущее значение в трубопроводных конструкциях, это запорная арматура. Устройство представляет собой некий регулятор с подвижными клапанами. Находясь внутри трубопровода, они направляют, останавливают, смешивают проходящую в нём жидкость или газ.

Запорная арматура для трубопровода делится на множество видов и типов. Такая многогранная классификация обязана широкому спектру материалов корпуса, способам соединения, форме и пр. Также здесь большую роль играют условия эксплуатации, для которых предназначена деталь.

Важно при выборе устройства обращать внимание на тип трубопровода, параметры самой детали. Они должны между собой соответствовать. Следует помнить, что важнейшее условие функционирования этой детали – герметичность. А для этого необходима ровная поверхность (если вмонтировать устройство в трубу с дефектами, герметичность будет нарушена).

Каждое устройство имеет свою специфику и характеризуется определёнными особенностями. Для монтажа/демонтажа и ремонта таких устройств необходимо обладать определёнными знаниями, умениями и наработанными навыками. Поэтому такие ремонтные работы не рекомендуется делать самостоятельно.

Виды запорной арматуры их классификация

Газ, вода или другая жидкость, которая перемещается по трубопроводу ─ поток среды. Запорная арматура применяется для перекрытия потока среды в случае ремонта трубы. К запирающей арматуре относятся контрольно ─ спускные устройства, пробно ─ спускная арматура, которая служит для показания уровня среды в емкости, а также для выхода воздуха, снятия пробы и дренажа.

Назначение и область применения

Запорная арматура для трубопроводов распределяет и регулирует, отключает циркулирующий в трубе поток среды.

• в отопительный сезон для обнаружения «утечек» на трассе используются отсекающие задвижки для закрытия подачи горячей воды;
• определение загрязненности «грязевиков» в системе водоснабжения.

Запорная арматура классификация по назначению:

1. Промышленная. Применяется в народном хозяйстве и промышленности, горячее водоснабжение. Эта категория оборудования работает в разных условиях:

• радиоактивная среда;
• сыпучие продукты производства;
• высокое давление, перепад температур
• газопровод;
• нефтяной трубопровод;
• другие условия.

1. Судовое оборудование. Применяется на кораблях и судах морского и речного флота. Требования:

• вес (минимальный);
• стойкость к вибрации;
• надежность;
• способность работы в особых условиях.

1. Санитарно-техническое устройство. Используется в ванной комнате, бачок в санузле, газовые колонки, бойлеры, душевые кабины. В инженерных системах домашнего водоснабжения.
2. Запорные механизмы специального действия. Изготавливаются по особым требованиям. Пример: арматура на атомной станции, нефтепроводах.

Эксплуатационные характеристики

Качественная работа трубопроводных систем зависит от правильного выбора кода изделия ОКПД 2 (вентили, краны, задвижки, другое оборудование).

Необходимо учитывать эксплуатационные характеристики:

• номинальный диаметр трубопровода, который характеризует пропускную способность потока среды;
• номинально допустимое давление в трубопроводе;
• в какой среде работает запирающее устройство, класс герметичности;
• параметр температур рабочей среды (минимальное и максимальное значение);
• стойкость к коррозии.

Материал для изготовления запорной арматуры

Устройства запорной арматуры в большинстве изготавливаются из антикоррозийной стали (нержавейка) или чугуна. Другой материал в изготовлении мало применяется, так как устройство контактирует с агрессивной средой: вода, масло, газ, пар, которые вызывают коррозию.

В пластиковых инженерных домовых сетях запорную арматуру изготавливают из пластмассы. Для изготовления оборудования кроме чугуна и нержавейки применяют сплав: сталь, чугун, бронза. Применяется для изготовления специального оборудования титан. Современные краны изготавливают из фарфора, бронзы и пластика.

Типы запорной арматуры

Различается четыре типа запорной арматуры: кран, задвижка, дисковый затвор, клапан.

Разновидность клапана: игольчатый, тарельчатый, односедельный, двухседельный. Принцип работы: в устройстве регулятор работает параллельно потоку среды, находящейся в трубопроводе.

Задвижка имеет армированную конструкцию, и регулятор работает по отношению к потоку на 90 градусов.

В кране регулятор вращается и с потоком не связан, виды: шаровый, дисковый, конусный.

Дисковый затвор ─ регулятор дисковой формы вращается по оси вокруг себя и расположен под углом 90 градусов к потоку среды трубопровода.

Вид арматуры по способу присоединения к системе

Важным параметром для запирающего оборудования является вид присоединения к трубопроводу. Распространенные виды:

• фланцевое соединение;
• резьбовой монтаж, с применением муфт;
• штуцерное соединение;
• сварка.

Фланцевое соединение различается по форме: круглый фланец, квадратный или треугольный. Универсальным фланцевым соединением считается круглый фланец, такое соединение применяется в трубопроводах разного давления. Квадратный фланец ограничен 20 атмосферами давления.

Резьбовое соединение применяется для трубопроводов небольшого диаметра и давления не выше 1,6 МПа. В таком соединение резьба есть на арматуре и трубопроводе. Различают соединения с внешней резьбой и внутренней резьбой. Есть разные стандарты резьбы. Для усиления соединения применяются уплотнители ─ лента ФУМ, нить льна, густая смазка. Применяется соединение в монтаже арматуры: задвижки, клапаны, разделители потока.

Штуцерное соединение применяют в трубопроводах ДУ-5 не более. Соединительный конец, накидной гайкой используя внешнюю резьбу, прижимается к трубе. Таким соединением в магистральный трубопровод внедряют измерительные приборы.

Сварочное соединение применяется в трубопроводах с вредной для здоровья человека средой. Основной параметр соединения ─ сварной шов не должен быть слабее толщины стенки трубы. Необходимо производить предварительную подготовку трубы для сварки.

Вид арматуры по области применения

На трубопроводе магистрального значения в качестве запорного оборудования устанавливается задвижка. Основной элемент устройства ─ шпиндель. Он бывает выдвижной или неподвижный. Этот вид запорного оборудования имеет разные технические характеристики, разную степень устойчивости к агрессивной среде.

Так как задвижки не изготавливаются из материала химической устойчивости, их применяют в инженерных системах водоснабжения, отопления.

Вентиль ─ устройство, в котором запор двигается по резьбовому соединению. Когда вращаем вентиль, шток с маховиком двигаются, происходит действие «включать» или «выключать» поток. Отверстие для среды делается меньше или больше. Применяется для регулирования жидкости или газа в трубе.

Кран шаровый имеет литой корпус, двухстороннюю резьбу для соединения с трубопроводом. Ручкой перекрывается поток среды. Есть прокладка уплотнительная под ручкой.

Применяется водопроводный кран для подачи и запирания жидкости.

Как разобрать шаровый кран для воды: устройство и ремонт при неисправностях
Шаровой кран пришел на смену классическим смесителям с двумя вентилями. С его помощью можно быстро регулировать температуру и напор воды поворотом всего одного рычага. Конструкция предельно проста,…

Запорный клапан ─ вид арматуры применяемый в трубопроводах. Маховик регулирует положение заслонки. Есть модели с электрическим приводом, они дорого стоят. Область применения ─ системы канализации, нельзя использовать в средах с температурой выше 50 градусов Цельсия.

Затвор ─ основной представитель запорного и регулирующего оборудования. Он состоит из стального корпуса и элемента перекрывающего поток среды в трубопроводе, который расположен под углом 90 градусов к потоку. Он применяется в любых трубопроводах.

Вид запорной арматуры по функциональному назначению

Запорная арматура по назначению применяется в разных видах водопроводов:

1. Общепромышленный тип: стандартный трубопровод, работа в обычных условиях. Изделие имеет средние технические характеристики.
2. Нефтепромышленность. Большие размеры устройства. Адаптация к работе с вязкими веществами.
3. Специальные трубопроводы. Токсичные или химические среды. Арматура имеет технические характеристики для работы под высокой нагрузкой, предельные нормы безопасности.
4. Трубопроводы военного назначения. На оборудование этих комплексов распространяется секретность. Изготавливают такое оборудование предприятия, выигравшие государственный заказ.
5. Судостроение и автомобилестроение. Используется изделия исходя из габаритов и конструктивных особенностей транспорта.
6. Санитарно-технический трубопровод. Арматура применяется в быту, работа сантехника: шаровые краны для подключения бойлера, регулятора давления, сливного бачка, унитаза. Она служит для прекращения потока в трубопроводе, регулировке его количества за временной промежуток. Именно запорные устройства обеспечивают качественную работу сантехнического оборудования.

Маркировка и классификация, требования к стандартам

Все запорное оборудование маркируется по ГОСТу №4666-75. Есть разные виды нанесения маркера:

• штамповочная маркировка;
• гравирование;
• установка клейма.

Одним из видов маркировки является окраска изделия по виду изготовления:

• в синий цвет окрашивается арматура из легированной стали;
• в черный цвет из ковкого чугуна;
• в серый из углеродистой стали;
• антикоррозийная сталь окрашивается в голубой цвет;
• материал из цветного металла не имеет окраски.

Преимущество и недостатки

Наименование	Преимущество	Недостаток
Кран	Незначительные габариты

Прост в эксплуатации

Устойчив к загрязнению

Допускается работа в тяжелых условиях:

• перепад температур
• вакуум
• высокое давление
• агрессивная среда

В зоне застоя среды образуется коррозия

Конструктивная простота изделия

Возможность применения в различных условиях

Сложность в ремонте

Применение на трубопроводах большого диаметра

Заключение

Выбирая нужное оборудование, помните, что в паспорте указаны технические параметры для оптимальной работы, на соответствующем трубопроводе. Рекомендуется выбирать изделия из действующего каталога. Основные показатели для выбора: тип соединения с системой, технические данные трубопровода. Выбирается из описания условий применения материал запорного устройства: чугун, цветмет, сталь, другой материал.

Признаки классификации и отличительные черты основных четырех типов арматуры:

Запорная арматура

Запорная арматура появилась самой первой среди всех видов трубопроводной арматуры или, правильнее сказать, тех изделий, которые позже в нее трансформировались. Долгое время она оставалась единственной и только затем, по мере ее развития, появилась предохранительная, регулирующая, обратная и другие виды трубопроводной арматуры.

На сегодняшний день запорная арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью, является одним из самых востребованных видов трубопроводной арматуры.

Запорная арматура функционирует в режиме циклического «закрытия-открытия» рабочей полости трубопровода или в статическом режиме нормально закрытого/открытого состояния.

Устройство запорной арматуры соответствует решению ее главной задачи — обеспечить два положения рабочего органа («открыто» и «закрыто»), поэтому его промежуточное положение может не предусматриваться.

Типичная запорная арматура — это шаровые краны, задвижки, мембранные и сильфонные клапаны. Шаровые краны широко используют в различных областях техники на трубопроводах небольшого диаметра, в т. ч. при установке контрольно-измерительных приборов.

Задвижки применяют на технологических и магистральных трубопроводах диаметром от 50 до 2000 и более мм.

Установка запорной арматуры в виде мембранных клапанов эффективна, когда требуется быстрое перекрытие потока и высокая цикличность.

Сильфонные клапаны надежны в сложных условиях эксплуатации, когда недопустимы утечки во внешнюю среду, или техническое обслуживание запорной арматуры затрудненно из-за ограниченного доступа.

О комбинировании функций трубопроводной арматуры и корректном подходе к терминологии

Изготавливается несколько вариантов комбинированной арматуры, совмещающих функции запорной арматуры с функциями других видов трубопроводной арматуры.

Так, запорно-регулирующая и запорно-обратная арматура являются своего рода симбиозом запорной и, соответственно, регулирующей и обратной арматуры.

Невозвратно-запорная арматура выполняет функции обратной арматуры, будучи при этом способной осуществлять принудительное закрытие или ограничение хода запирающего элемента. Примерами ее конструктивного исполнения являются невозвратно-запорный затвор и невозвратно-запорный клапан. Запорная арматура с минимальным временем срабатывания, обусловленным требованиями технологического процесса, называется «отсечной арматурой». В «ГОСТ 24856-2014 Арматура трубопроводная. Термины и определения» использование для ее обозначения названия «быстродействующая арматура» не приветствуется. Этот же документ не рекомендует называть спускную арматуру «дренажной арматурой». (Спускная арматура — это запорная арматура, предназначенная для сброса рабочей среды из емкостей и резервуаров систем трубопроводов). Равно как и использовать в технической документации для обозначения запорного клапана слово «вентиль» из-за его неоднозначного толкования. Что, конечно же, нисколько не ограничивает применение существительного «вентиль» в повседневной речи, рекламе и СМИ для обозначения запорных клапанов, как правило, с ручным управлением.

Области применения запорной арматуры

Запорная трубопроводная арматура применяется в самых разных направлениях технологий и видах техники. В их числе имеющие огромное народнохозяйственное значение и чрезвычайно ответственные с точки зрения охраны окружающей среды атомная (и не только атомная) энергетика, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность, трубопроводный транспорт. А также находящиеся на переднем крае научно-технического прогресса авиация, космонавтика, вакуумная техника и т. п. Монтаж запорной арматуры и ремонт запорной арматуры составляют немалую часть работ в коммунальном хозяйстве, важнейшими составляющими которого являются запорная арматура для водоснабжения, запорная арматура для отопления, газовая запорная арматура и т. д.

Входя в состав многих машин, аппаратов и оборудования, запорная трубопроводная арматура в значительной, а часто в решающей степени, как например, в случае трубопроводов, определяет их бесперебойную эксплуатацию, напрямую влияет на безопасность производственного персонала, позволяет минимизировать риски аварийных ситуаций, экономических потерь и экологического ущерба.

Больше, чем просто арматура

Невозможно переоценить роль, которую исполняет запорная арматура. Цена ее поломки может оказаться очень высокой. Сколь весомым бывает значение запорной арматуры, наглядно иллюстрируют нефтяная и газовая отрасли промышленности, в которых запорная и запорно-регулирующая арматура являются важнейшими комплектующими технологических систем, с использованием которых осуществляются добыча, транспортировка, хранение и распределение нефти и природного газа. Вышедшая из строя запорная арматура на трубопроводах ответственна за пятую часть всех аварий, приводящих к потерям сырья. В результате происшествий на нефте- и газопроводах в России ежегодно теряется несколько миллиардов м³ природного газа и примерно миллион тонн нефти и нефтепродуктов. Впрочем, перекладывать вину только на арматуру было бы неправильно, поскольку в большинстве таких аварий главную роль играет человеческий фактор, — 80%случаев потери герметичности запорной арматуры происходит из-за неудовлетворительной организации ее эксплуатации и только 20% — из-за износа или потери прочности.

Какими бы причинами не была вызвана неэффективная работа запорной арматуры, ущерб от этого огромный, а порой, без преувеличения, — катастрофический. Это не только прямые финансовые издержки в результате самопроизвольных утечек, но и порой куда большие косвенные — следствие остановки трубопровода для его ремонта. Ведь, чтобы устранить последствия отказа запорной арматуры, установленной на линейной части магистрального трубопровода, приходится останавливать транспортировку сырья, отсекать участок с неисправной запорной арматурой и стравливать его содержимое в значительных количествах. Например, из-за многокилометровых расстояний между линейными крановыми узлами на газопроводах, при отказе линейного крана в атмосферу выпускают газ из участка длиной в несколько десятков километров. Но экономический ущерб- лишь часть проблемы. Порой куда большую опасность представляют урон, наносимый окружающей среде, и угроза создания взрывоопасной обстановки.

Требования к запорной арматуре: надежность и герметичность

Базовое требование к запорной арматуре — надежность. Правильное определение показателей надежности арматуры — задача № 1 при проектировании трубопроводных систем.

Надежность для запорной, как и для любой другой трубопроводной арматуры, — это, в первую очередь, герметичность — способность элементов и соединений арматуры препятствовать газовому или жидкостному обмену между разделенными полостями. Потеря герметичности – основное проявление отказа запорной арматуры. Узлы и детали арматуры должны взаимодействовать так, чтобы образовывать соединения, делающие невозможным проникновение через них сред в любом направлении или хотя бы ограничивающие его до заданной степени герметичности.

Степень герметичности — количественная характеристика герметичности.

Жесткие требования к герметичности запорной арматуры приходится обеспечивать в чрезвычайно сложных условиях эксплуатации, под воздействием широкого комплекса нагрузок, обуславливающих процессы трения, износа, усталости и старения. Поэтому при всех видах контрольных испытаний арматуры обязательно проводятся ее испытания на герметичность по отношению к окружающей среде и испытания герметичности затвора.

Основной груз ответственности за обеспечение герметичности запорной арматуры лежит именно на затворах — совокупности подвижных и неподвижных деталей, образующих проходное сечение и соединение, препятствующее протеканию рабочей среды. На затворы приходится примерно половина всех отказов запорной арматуры, тогда как на корпусные элементы – не более 15%.

Герметичность затвора — главный функциональный признак запорной арматуры. Он характеризует его способность препятствовать обмену между разделенными полостями, обеспечивая эффективное и безотказное перекрытие потока рабочей среды независимо от ее термодинамического состояния. Затворы трубопроводной арматуры имеют тот или иной класс герметичности.

Обеспечение функциональной надежности затворов закладывается еще на стадии проектирования, поскольку, как показывает опыт, причиной немалой части отказов, связанных с нарушением герметичности, являются конструкторско-технологические дефекты. Причины отказа запорной арматуры могут быть разными, но чаще других — это износ и недостаточная плотность контакта трубосопряжений; ослабление функциональной надежности системы «трубопровод — запорная арматура».

Герметичность затвора обеспечивается максимальным сближением гладких совпадающих по геометрии уплотнительных поверхностей. Чтобы добиться нужного результата, приходится решать целый ряд сложных технических задач. Например, добиваться уменьшения шероховатости подвижных сопряжений поверхностей запорной арматуры. Для этого в технологический процесс включаются доводочные операции: полировка, притирка и проч. Но у этой стороны «медали» есть обратная сторона: получение поверхности с максимально высоким классом чистоты может оказаться экономически нецелесообразным, а, помимо этого, контакт однородных очень чистых поверхностей часто сопровождается их «прилипанием» — схватыванием за счет молекулярного взаимодействия.

Еще один путь добиться высокой герметичности — деформирование уплотнительных поверхностей в процессе работы. Благодаря упругим или пластическим деформациям, появляющимся вследствие усилий уплотнения, нагружающих конструкцию затвора, неровности на сопрягаемых поверхностях уменьшаются. Использование при изготовлении затворов неметаллических материалов, обладающих низким уровнем упругости, позволяет эти «коррекционные» нагрузки снизить и тем самым не «перегружать» арматуру требованиями к ее прочности, массе и габаритам.

В числе мер, призванных предупредить сбои в работе запорной арматуры, упоминания заслуживает не только качество запорной арматуры, ответственность за которое несут производители запорной арматуры, но ее эффективное обслуживание — своевременная замена запорной арматуры и ревизия запорной арматуры.

При разговоре о запорной арматуре невольно напрашивается аналогия с двоичной системой счисления. Подобно тому, как в той используются только две цифры — 0 и 1, функционирование запорной арматуры сводится к двум положениям запирающего органа — «закрыто» и «открыто». Сходство еще и в том, что как и сложная кибернетическая наука, опираясь на внешне такую простую двоичную систему, буквально перевернула современный мир, так и запорная аппаратура при, казалось бы, скупости возможностей на самом деле обладает огромным потенциалом, позволяющим ей занимать столь значимое место в мире трубопроводной арматуры.