Запірна арматура для трубопроводів типи, види, пристрій і характеристики
Функціонування трубопроводу вимагає його постійного обслуговування. Для цього використовують різні види трубопровідної арматури - запобіжну, спускну, запірну і т.д. Наприклад, щоб частково або повністю перекрити рух робочої середовища в системі, застосовують запірну арматуру для трубопроводів. Про характеристики і типах арматури трубопроводів буде розказано в цій статті.
Види арматури для трубопроводів
Виділяють наступні види трубної арматури:
- регулююча;
- запірно-регулююча;
- незворотно-запірна;
- запірна;
- запобіжна;
- зворотна;
- незворотно-керована;
- змішувально-розподільна;
- дренажна (спускна);
- відвідна;
- відключає (захисна);
- редукционная (дросельна);
- фазоразделітельная;
- контрольна.
Як неважко здогадатися, кожен різновид продукції призначена для певних цілей, яким відповідає і пристрій трубопровідної арматури.
Наприклад, запірну трубопровідну арматуру використовують для перекриття руху робочого середовища (або сукупності середовищ) з метою проведення профілактичних робіт в мережі.
Запобіжники служать для захисту трубопроводу від перевищення робочого тиску, в результаті якого система може вийти з ладу, шляхом скидання надлишків переміщуваного середовища.
Регулююча арматура призначена для підтримки потрібної кількості носія за допомогою зміни його витрати.
Виникнення поворотного потоку, що знижує продуктивність системи, запобігає зворотними елементами (зокрема, незворотно-запірними і безповоротно-керованими).
Скидання з трубопровідної системи робочого середовища здійснюється шляхом використання спускових, або дренажних, пристосувань.
Поділ фаз (за умови, що в трубах переміщається кілька фазових станів середовища) проводиться за допомогою фазоразделітельних елементів.
Робочий тиск в системі при необхідності знижується завдяки застосуванню редукционной арматури.
Типи трубопровідної арматури
Сфера використання арматури для трубопроводів досить широка, вона використовується в усіх типах промислових трубопроводів, в тому числі і в технологічно небезпечних виробництвах (при переміщенні отруйних, вибухових, екологічно небезпечних речовин). Тому характеристики трубопровідної арматури повинні повністю відповідати державним стандартам безпеки. Зазвичай виробництвом таких виробів займаються великі підприємства.
Погодившись з планованим застосуванням трубної арматури, виділяють продукцію:
- Загальнотехнічного застосування.
- Для особливих умов.
- Промислову спеціальну.
- Суднову і транспортну.
- Промислову сантехнічну.
Вироби загального призначення виробляються серійно і можуть застосовуватися в будь-якій сфері виробництва.
Для переміщення високотоксичних, агресивних, вибухонебезпечних речовин використовують арматуру другого типу. Її ж застосовують в системах енергопостачання, для яких передбачені особливі умови роботи.
Судноплавство і транспортні перевезення здійснюються в різному кліматі і при варіюються габарити транспортних засобів, яким повинна відповідати суднова або транспортна арматура.
Спеціальна промислова трубопровідна арматура випускається за спеціальними проектами підприємств і відповідно до ставляться ними вимог.
Промислові сантехнічні елементи, як можна здогадатися, використовуються при установці і експлуатації промислової сантехніки.
Умови виробництва арматури
Матеріал виготовлення трубопровідної арматури визначається майбутньої областю її застосування. Якщо система (або ділянку системи) буде працювати при тиску до 1,6 МПа, використовується ковкий чавун; якщо більше - сталь. Для трубопроводів невеликого перерізу використовуються високоякісні мідні сплави, завдяки яким не допускається корозія елементів і прикипання арматури труб.
Слід зазначити, що виробництво арматурних елементів - справа складна і високотехнологічне, тому має здійснюватися на спеціальному промисловому обладнанні.
Для виробництва виробів необхідні:
- піч;
- прес спеціального призначення;
- верстат для діагностики;
- стіл, на якому здійснюється складання;
- токарний верстат;
- свердлильний верстат;
- конвеєр;
- повітряний компресор для фарбування виробів;
- допоміжні інструменти і пристосування.
Запірні пристрої: класифікація і застосуванням
Основні види запірної арматури для трубопроводів - засувки, вентилі, клапани, крани і затвори. Для засувок характерно рух запірного елемента під прямим кутом до поздовжньої осі труби, для клапанів - паралельно.
Можливе застосування вентилів на запірних виробах діаметром до 0,3 м. Часто вони застосовуються в кінцевих (тупикових) ділянках системи під час ремонту. Замикаючий елемент, нерідко представляє собою тіло обертання або його частина, повертається навколо осі, розташованої по відношенню до осі труби під довільним кутом. Можуть використовуватися вентилі в якості не тільки запірної, а й регулюючої арматури.
Засувки - це запірні елементи невеликої довжини, призначені для роботи в системах з малим гідравлічним опором.
За конструкцією вони бувають клиновими (з складовим, пружним, цільним клином) і паралельними (шиберними). У системах з невеликим тиском застосовуються засувки останнього типу.
Основне призначення засувок - виконувати запірні функції; в більшості випадків як регулюючі елементи вони не використовуються. Під час роботи засувки можуть бути виставлені в дві можливі позиції: закрито або відкрито.
Найкраще застосовувати такі елементи в повнопрохідними системах, тобто при відсутності зменшення перетину труб в патрубках. Наприклад, засувки ідеальні для використання в магістральних трубопроводах, де робоче середовище переміщається безперервно і з високою швидкістю.
Відмітна конструктивна особливість засувки - присутність шпинделя, який, в залежності від конструкції, висувається чи ні.
Серед недоліків цих арматурних елементів слід зазначити тривалість закривання і відкривання, велику відносну висоту вироби (якщо шпиндель висувною), серйозний знос поверхонь корпусу і затвора і обмеженість застосування. Засувки застосовуються при температурах до 450 ° С, тиску до 25 МПа, в діапазоні діаметрів труб 0,05-1,2 м. Робочої середовищем можуть бути вода, пар, луги, кислоти, нафта і т.д.
Як уже зазначалося, засувки бувають двох основних типів: шиберні і клинові.
У конструкцію шиберних елементів включений металевий клин, при русі розрізає сторонні елементи робочого середовища. Шиберними засувками оснащуються трубопроводи для фекальних стоків, целюлозно-паперового виробництва та т.д.
У разі ж необхідності проведення періодичного ремонту елементів системи встановлюють клинові засувки, що складаються з чавунного корпусу, всередині якого встановлено з'єднаний з клином обертається шпиндель. Клинові засувки використовують при обслуговуванні систем транспортування газів і рідин, які не реагують з матеріалом виготовлення трубопроводу. Корпус і кришка таких виробів зварюються з вирізаних з листової корозійностійкої або вуглецевої сталі деталей.
Закриванням і відкриванням засувок можна керувати вручну або за допомогою електроприводів - гідравлічних, пневматичних або електричних. При регулюванні положення елемента вручну слід подбати і про встановлення редуктора, який дозволяє не витрачати на процес занадто багато сил.
Призначення клапанів - відкриватися і закриватися за певних умов, наприклад, при досягненні певного рівня тиску або зміні напрямку руху робочого середовища.
Вироби підрозділяють на одно- і двухсёдельние, причому зазвичай у виробництві використовується другий тип, одночасно здійснює розподільчі та регулюючі функції.
Грунтуючись на напрямку протікання робочого середовища, клапани ділять на кутові (напрямок змінюється на 90 °), прохідні (напрямок не змінюється) і прямоточні (траєкторія середовища випрямляється).
Щоб повністю перекрити рух потоку всередині труб, використовують запірні клапани. Ця арматура забезпечує максимальну надійність і герметичність системи.
Якщо виникає необхідність не допустити зміни руху робочого середовища (наприклад, при виході з ладу насоса і пошкодженні або обриві несучого каналу), використовують зворотні клапани.
За допомогою регулюючих клапанів можна контролювати кількість що подається в систему рідини або газу, змінюючи розмір вхідного отвору.
Запірно-регулюючі клапани, як зрозуміло з назви, здійснюють одночасно дві функції.
Всі клапани, за умови належної якості виготовлення і установки, придатні для роботи у вакуумі, корозійних середовищах, в умовах підвищених температури і тиску. Цю трубопровідну арматуру порівняно просто ремонтувати і обслуговувати.
Більш універсальний варіант трубопровідної арматури - крани. Їх можна використовувати як запірні, що регулюють або розподільні пристрої. Підходять крани для будь-яких, в тому числі в'язких, рідин і газів. Ремонт цих пристосувань вимагає великих зусиль і наявності досвіду.
Крани складаються з затвора (або пробки) кулястої, конусоподібної або циліндричної геометрії, з отвором в центрі, і корпусу. Виробляються ці запірні елементи з латуні, бронзи, чавуну і сталі, а в разі більш агресивних внутрішніх умов - з порцеляни або спеціального пластику.
Крани прийнято поділяти на групи в залежності від:
- напрямку руху потоку і кількості патрубків (прохідні, триходові, кутові, багатоходові);
- принципу руху затвора (з віджиманням, або підйомом, або з обертанням, без підйому, затвора);
- способу управління (ручні, з електро-, пневмо-, гідроприводами);
- геометрії затвора (голчасті, конусні, кульові, циліндричні);
- способу забезпечення герметичності (сальникові або натяжні).
Основна перевага крана - можливість регулювати обсяг потоку. Якщо засувка працює тільки в двох режимах - відкрито або закрито - то пристрій крана дозволяє, змінюючи положення отвору затвора щодо осі руху робочого середовища, домагатися повного припинення, посилення або ослаблення потоку. Тому кран може служити одночасно і запірним, і регулюючим пристроєм.
Затвори: практика використання
Затвори - найголовніша частина запірної арматури будь-якого типу. Саме завдяки справності затвора можливо своєчасне і повне (або, при необхідності, часткове) перекриття руху в трубопроводі потоку рідини або газу.
Відповідно, при несправності або неякісному виготовленні затвора наслідки можуть бути будь-якими - від незначної, нешкідливою течі, усуває простою заміною елементів конструкції, до повноцінної екологічної катастрофи або вибуху носія. Тому особлива увага приділяється матеріалу виготовлення затворів і умов їх експлуатації.
Найбільш часто зустрічається тип затворів - дискові. Вони застосовуються в системах опалення, водопостачання, подачі пара, неагресивних робочих середовищ або продуктів нафтопереробки. Застосовуються і фланцеві затвори, відмінною рисою яких є наявність в конструкції фланця.
Затвори можна виготовляти з чавуну, однак використання сталевих виробів (з легованої, нержавіючої або вуглецевої сталі) краще.
Сталеві затвори мають ряд значних переваг:
- можлива робота при температурі до -60 ° С;
- такі затвори можуть працювати в середовищі температурою до 700 ° С;
- призначені для використання в агресивних робочих середовищах;
- витримують великий тиск (до 10 МПа).
Як поворотні механізми затвори відрізняються:
- простотою установки і ремонту;
- компактністю (їх можна кріпити в обмеженому просторі);
- невеликими, в порівнянні з засувками, вагою і габаритами;
- простотою заміни при зносі вироби при великому терміні придатності;
- невисокою ціною;
- відсутністю загрози заклинювання або прикипання під час використання.
Можна сказати, що запірна арматура, при простоті і порівняно невеликій ціні продукції, є не тільки полезнейшим елементом конструкції трубопроводу, а й головною гарантією безпеки як роботи системи, так і здоров'я і життя обслуговуючого персоналу. Адже саме завдяки запірним елементам можна вчасно зупинити витік небезпечної рідини або отруйного газу і перекрити рух середовища в потрібній точці, не порушуючи всього циклу роботи системи.
Тому до вибору, якості та встановлення запірної арматури слід підходити якомога відповідальніше, узгоджуючи свої рішення не тільки з ціною виробів або країною походження, а й з попередньо зробленими розрахунками. І, зрозуміло, не можна забувати про своєчасне обслуговування і плановій заміні таких важливих для будь-якого трубопроводу елементів.