Виды запорных кранов. Запорная арматура и ее применение в промышленности. Запорные устройства: классификация и применением

Ни один трубопровод как бытового, так и промышленного значения, не может обойтись без запорной арматуры. Трубозапорная арматура позволяет регулировать или преграждать движение проходной среды в полипропиленовых, чугунных, стальных и прочих видах труб.

Данные устройства – это механизмы для управления потоками проходящей жидкой, вязкой или газообразной среды внутри труб. К ним относят вентили, краны, клапаны и прочее.

1 Для чего нужна запорная арматура?

Монтаж любых трубопроводов, как бытового, так и промышленного назначения, предусматривает устройство отводов, сгибов, соединений, установку бытовых приборов. Часто конструкция трубопровода из металлических или труб ПВХ, требует регулировать давление, методом установи манометра в качестве контрольного устройства.

Монтаж подобных точек тепловых сетей, канализаций, водопроводов и других транспортирующих систем, требует особой герметичности. Для возможности обслуживания, ремонта и контроля в таких местах устанавливается запорная арматура (к примеру, «Valtec»). Для долговечной работы любой системы необходима ее периодическая ревизия.

Каждое устройство должно соответствовать ОКДП (Общероссийский классификатор видов экономической деятельности, продукции и услуг). Такая маркировка вносится в электронную базу и позволяет государству отслеживать производство запорных элементов.

1.1 Виды арматуры

Существует различная классификация трубопроводных запорных устройств ПВХ или металл. В качестве примеров скажем, что могут быть различные материалы изготовления, виды затворного механизма, виды соединений с трубопроводом, условия эксплуатации и прочее.

1.2 Обзор видов трубопроводной арматуры (видео)

1.3 По выполняемой задаче

Не стоит думать, что трубозапорная полипропиленовая или металлическая комплектация – это просто кран, перекрывающий поток. Область применения такого устройства очень широка, как и его назначение. Поэтому и виды оборудования для тепловых сетей, канализаций, водопроводов и различных промышленных трубопроводов бывают разными.

Все они должны соответствовать ГОСТу и производиться заводами с соответствующим кодом ОКДП.

Таблица указывает на то, что существует 4 основных типа арматуры, исходя из выполняемой задачи: запорная, регулирующая, предохранительная, контрольная. Так же таблица показывает, какие виды устройств могут использоваться для выполнения той или иной задачи.

запорная трубопроводная арматура используется в случае необходимости перекрытия до полной герметичности потока в металлических или полипропиленовых трубах. В качестве оборудования для полного перекрытия потока могут использоваться заслонки, задвижки, краны, к примеру «Oвентроп» (Oventrop) или «Valtec»;
регулирующая арматура служит для увеличения или уменьшения потока проходной среды. К таким устройствам относится вентиль или кран;
предохранительное устройство устанавливается для регулирования давления и его сброса, в случае необходимости. В качестве такого оборудования используют предохранительный клапан «Oвентроп», «Valtec» или других фирм производителей из базы ОКДП;
распределительно-смесительная арматура предназначена для смешивания или разделения различных потоков внутри металлических или полипропиленовых трубопроводов. К ним относятся тройники, отводы, двух- , трех- , четырехходовые вентили и клапаны, смесители и т.д. Без такого устройства не возможен монтаж тепловых сетей и прочих трубопроводов;
отвод конденсата.

1.4 По материалу изготовления

Арматура «Valtec» может изготавливаться как из различных металлов, так и из ПВХ.

Материал изготовления отражается на герметичности и влияет на назначение механизма.

К тому же от материала зависит возможность использования в различных трубопроводах: тепловых, канализационных, паровых, газовых и т.д.

стальная комплектация изготавливается из углеродистой (условное обозначение «С») или легированной стали (обозначение «ЛС»);
производство устройств из коррозиеустойчивой стали дает возможность использовать их для транспортировки агрессивных сред (обозначение «НЖ»);
в качестве материала может использоваться серый, ковкий или высокопрочный чугун (обозначение «Ч»);
арматура ПВХ изготавливается из полипропиленовых, поливинилхлоридных и других полимерных материалов (обозначение «П»);
в качестве материалов для производства устройств «Valtec», могут быть использованы стекло или керамика.

1.5 По способу подсоединения

Правильный монтаж арматуры – залог герметичности трубопровода. К тому же от этого будет зависеть дальнейшая ревизия системы. Так же не стоит забывать о том, что стыковка полипропиленовых и металлических трубопроводов и их элементов сильно отличается.

Трубы ПВХ крайне редко стыкуются с арматурой фланцевым способом. По способу подсоединения различают следующие виды.

фланцевая. В качестве соединительных элементов используются фланцы. Такие устройства часто используют для монтажа тепловых сетей и прочих трубопроводов большого диаметра и высокого давления;
муфтовая. Монтаж трубопровода с использованием муфты – внутренней резьбы, производят как на металлических, так и на полипропиленовых трубопроводах диаметром до 40 мм для химически пассивных сред низкого давления;
штуцерная. Чаще всего используется для монтажа трубопроводов ПВХ;
приварные. Монтаж приварной арматуры «Valtec» возможен как на металлических, так и на полипропиленовых трубопровода. Отличается только инструмент и методика сварки. Ревизия приварной арматуры значительно осложняется.

1.6 По типу привода

Сам механизм арматуры «Valtec» может приводиться в действие так же разными способами.

Устройство шарового крана «Valtec» (вид в разрезе)

Если кран в бытовых тепловых или водопроводных системах перекрыть вручную труда не составляет, то магистральная арматура полипропиленовая или металлическая, имеющая диаметр 1000 мм и более перекрывается с помощью электричества или гидравлики.

механические краны, вентили, задвижки;
запорная арматура с электроприводом;
гидравлический привод;
автоматический привод.

2 Как выбрать трубозапорную арматуру?

На отечественном рынке можно встретить устройства различных видов и производителей (к примеру «Valtec») как официальных производителей ОКДП, так и подделки. Многим известна запорно регулирующая арматура «Danfoss», «Oвентроп», «Valtec» и другие известные бренды.

Безусловно, производство оборудования известными фирмами осуществляется из высококачественных материалов и с соблюдением всех требований, но и стоит довольно дорого. Каждому понятно, что экономия на этих устройствах может привести к авариям на трубопроводе, которым ревизия и ремонт уже не помогут: придется производить замену.

Не каждый может позволить себе устройство «Oвентроп» или «Valtec», но каждый понимает важность выбора качественной арматуры. Чтобы не приобрести подделку, нужно обратиться к ОКДП и проверить, имеет ли та или иная фирма допуск к производству соответствующих изделий.

После изучения ОКДП и выбора производителя, важно понять в каких условиях будет производиться монтаж и эксплуатация запорной арматуры тепловых сетей, канализаций, водопроводов и прочего. Нас будет интересовать назначение и условия эксплуатации.

Чтобы правильно подобрать устройство «Valtec»или другого производителя, которое будет эксплуатироваться в качестве запорной арматуры, нужно понимать некоторые требования к ней.

Условный проходной диаметр металлических или ПВХ труб (условное обозначение DN) – внутренний диаметр. Этим определяется пропускная способность трубопровода и его отдельных элементов.
Допустимое давление (условное обозначение PN). Условное давление, при котором возможно достижение абсолютной герметичности металлической или ПВХ арматуры длительный срок. Данный параметр рассчитывается при температуре 20ºC .
Рабочее давление. В качестве параметров при расчете данного параметра во внимание берутся реальные эксплуатационные условия оборудования, при которых нужно достигать полной герметичности.
Температура, при которой будет эксплуатироваться металлический или ПВХ трубопровод или его отдельные элементы.
Пропускная способность – внутренний диаметр арматуры. Этот момент очень важен, когда осуществляется монтаж тепловых сетей и других трубопроводов, где важен контроль давления.
Уровень герметичности затворного механизма влияет на выбор материала (пвх, металл) и фирмы по ОКДП. Хорошим выбором для обеспечения высокого уровня герметичности будет устройство фирмы «Valtec».
Природные условия окружающей среды (температура, влажность и т.д.) для эксплуатации тепловых сетей, водопроводов, канализации и прочих линий транспортировки.

Нужно помнить, что от степени герметичности и качества выбранной запорной арматуры зависит срок и качество службы трубопровода. Каждое оборудование имеет свое назначение и не может быть использовано в условиях, которые по перечисленным выше параметрам, превышают эксплуатационные характеристики устройства.

Поэтому трубопроводная арматура должна быть нанесена на чертежах и схемах, по которым будет осуществляться монтаж трубопровода, со всеми маркировками.

Запорная арматура необходима для современных коммуникаций и различных инженерных систем. Она необходима для управления рабочими средами, которые перемещаются по трубопроводам. Эти устройства позволяют не только регулировать потоки, но и полностью перекрывать им доступ при возникновении такой необходимости.

Рабочими средами могут быть: газ, вода, пар, химические жидкости, агрессивные жидкости, нефть, и многие другие вещества.

Каталог запорной арматуры:

Из каких материалов изготавливается арматура?

Многочисленные виды и типы запорной арматуры в основном изготавливаются из высокопрочной стали, ковкого чугуна, бронзы и латуни. Каждый из этих материалов имеет свои достоинства и недостатки, и применяется строго в соответствии с техническими условиями каждого отдельно взятого трубопровода или целой сложной системы трубопроводов.

Основными характеристиками данных узлов считаются наибольшая величина избыточного давления и диаметр присоединяемого трубопровода. Существует достаточно большое количество видов вышеупомянутых узлов: это и вентили, и задвижки, и заслонки, и разнообразные краны.

Запорная арматура - это разновидность трубопроводной арматуры, выполняющей функцию перекрытия хода потоку жидкости (воды, газа или любой другой текучей среды). Этот вид арматуры характеризуется широким распространением – порядка 80% от общего количества используемых деталей. Пробно-спускная и контрольно-спускная арматура, применяемая с целью контроля уровня жидкости (воды, газа или любой другой текучей среды) в резервуарах, отбора проб, изгнания воздуха из верхних полостей, дренажа и т.д. – также разновидности запорной арматуры.

Материалом для изготовления этих деталей может быть только ковкий чугун или же нержавеющая сталь. Это связано с тем, что внутренняя поверхность запорной арматуры постоянно контактирует с водой, паром, газом, маслами и прочими химически активными средами — однако коррозия металла в данном случае категорически недопустима в виду того, что при повреждении целостности стенки произойдет утечка среды.

Важно! Благодаря своей функциональности, запорная арматура нашла применение в самых различных направлениях производства.

В зависимости от области использования, можно провести ее разделение на два вида:

Запорная арматура, которая применяется в особых условиях («узкопрофильное» использование);
Запорная арматура, имеющая некое общетехническое применение;

Примерами полнооткрывающейся запорной арматуры могут быть пробковые краны, вентили, арматура с проходным каналом, который имеет строение трубки Вентури.

Важно!!! Какие виды деталей используются больше всего?

Пробковый кран

Максимальных объемов достигло изготовление в промышленных масштабах следующих деталей из разряда запорной арматуры:

Краны,
Клапаны (вентиля),
Задвижки
Заслонки.

Краткая характеристика каждого вида деталей

Следует сразу же отметить одну отличительную особенность запорных вентилей – их габариты не превышают 300 мм в диаметре прохода. Применимы эти детали исключительно в тупиковых участках системы подачи жидкости (воды, газа или любой другой текучей среды). Кроме того, возможно их использование и для сильфонного уплотнения шпинделя.

Помимо этой разновидности деталей, получили признание среди мастеров-гидравликов так называемые шаровые краны и заслонки простой конструкции в виду своей надежности и полифункциональности.

Важным преимуществом задвижек является относительно простое строение: короткая длина, слабое гидравлическое сопротивление. Классифицируют их на два типа: параллельные двухдисковые и клиновые. В том случае, если же давление, оказываемое жидкой или же газообразной средой, будет незначительным, то следует использовать двухдисковые задвижки, высокое давление обуславливает необходимость установки клиновых (сам клин может быть цельным, упругим или составным).

Детальная характеристика кранов. Их классификация, функциональная характеристика и область применения.

Сложно даже представить, насколько широка область их применения – трубопроводы, водопроводы, паропроводы и газопроводы в обязательном порядке комплектуются этими деталями. Как правило, используются краны имеющие небольшие размеры, слабое сопротивление. Масса подобного рода детали составляет от 0,881 кг до 8,64 кг. Диаметр d в дюймах от одного до трех.

По другой классификации (структурной) чаще всего применяются следующие типы кранов: пробковые и шаровые. Они, уже, в свою очередь, подразделяются на натяжные и сальниковые (основной критерий различия – это способ их герметизации). Подсоединение к трубопроводу осуществляется с помощью муфты, фланца или сварки. Краны пробковые (газовые, муфтовые, чугунные) нашли применение на трубопроводах, по которым производится подача природного газа. Прикрепление осуществляется при использовании резьбовой муфты. Следует отметить, что нормальное функционирование кранов этих видов возможно при следующих показателях: рабочее давление — Pp=0,1 МПа, tp< 50°С.

Другой вид кранов — сальниковые (муфтовые чугунные). Они необходимы на трубопроводах, при помощи которых производится транзит воды или нефти. Необходимая температура для благополучного функционирования составляет tp< 100°С. Особенности строения заключаются в том, что основные детали крана (корпус, пробка, сальник, заполненный пенькой или резиной) сделаны из чугуна.

В том случае, если же необходимо установить кран на трубопровод большого диаметра, следует остановить выбор на шариковом кране, обладающим малыми размерами, слабым сопротивлением и высоким качеством. Если же будет подаваться газ или жидкость (вода, или любая другая текучая среда) в широком диапазоне температур по одному и тому же трубопроводу, необходимо применение фланцевого стального крана со смазкой или с патрубками под приварку. Можно управлять как дистанционно, так и в ручную, при помощи маховика.

Регулирующий клапан

Детальная характеристика запорных вентилей. Как их подразделяют, из чего они состоят, какова область их применения?

В данном случае, как правило, используются устройства (вентили) с дистанционным управлением или же с управлением при помощи маховика.
Выбор вентеля осуществляется исходя из того, каковой будет температура жидкости или газа, которые будут транспортироваться по трубопроводу.

В том случае, если предполагается транспортировка воды (газа или любой другой текучей среды), температура которой не превышает отметки в 50°С, есть смысл устанавливать чугунные запорные муфтовые вентили.
Если же температура транспортируемого будет находиться в диапазоне строго от 45 до 50 градусов по Цельсию, то есть смысл использовать запорные вентили с электромагнитным приводом, которым можно управлять вручную, так как они работают от электромагнитного привода.

Основные функции и особенности строения, которыми характеризуются заслонки

Применение этих деталей оправдано только в том случае, если же диаметр трубопровода составляет около 2200 мм. Эти детали характеризуются рядом весьма выгодных преимуществ:

Максимально возможная простота устройства, при которой оно, как всегда, показывает наибольшую эффективность.
Они просты в управлении.
Цена их вполне приемлема и вес. Как правило, управление заслонками осуществляется в ручную, однако иногда производятся укрепленные заслонки с помощью гидропривода или пневмопривода. Важный момент – дистанционное управление возможно только в случае с заслонками, обладающими диаметром 300-1600 мм на Ру = 1,0 МПа.
Очень редко требуется ремонт.

Чем заслонка отличается от задвижки, которыми пользуются намного больше?

Учитывая то, что заслонки – это по определению короткие приспособления и их применение оправдано только лишь на магистралях и технологических производствах. Строение же задвижек подразумевает присутствие движимого или недвижимого шпинделя. Собственно, именно по этой причине существуют разные типы задвижек. Естественно, ремонт их также зависит от типа.

В том случае, если же шпиндель подвижный, то такие задвижки могут иметь электропривод. У клиновых задвижек шпиндель недвижимый, фланцевый, чугунный. Естественно, благодаря этому, они характеризуются дистанционным управлением.

Применение двухдисковых задвижек с недвижимым шпинделем, изготовленных из чугуна, оправдано в том случае, если же по трубопроводу транспортируется топливный газ или же вода с температурой, достигающей 100°С.

Если же происходит транспортировка горюче-смазочных материалов, то необходимо устанавливать стальные задвижки, дабы не приходилось постоянно осуществлять их ремонт.

Какая нужна арматура при работе с агрессивными средами?

Вся запорная арматура, которая применима в случае транспортировки веществ, которые сами по себе являются агрессивной средой, без доведения их до температуры, подлежит точно такой же классификации, но с маленьким отличием – она подразделяется на следующие типы: на краны, вентили, задвижки.

Чаще всего можно будет встретить следующие запорные устройства: диафрагмовые вентили, шаровые краны, шланговые клапаны, однако самыми знаменитыми и часто применяемыми являются сильфонные запорные вентили из коррозионностойкой стали (в случае их использования почти никогда не требуется осуществление ремонта этих деталей).

А вот как раз задвижки, наоборот, не набрали популярности в Российской Федерации (именно при транспортировке по трубопроводу агрессивных сред), по ряду причин, одна из которых – ремонт, в котором постоянно будут нуждаться эти детали при такой эксплуатации.

Так получается, что на абсолютном большинстве металлургических предприятий, которые благополучно функционируют в нашей стране, наиболее распространенное химически агрессивное вещество – это серная кислота. Она, как раз, и подается по трубопроводу и обеспечивает беспрерывный процесс производства стали и многих других сплавов, за что и получила второе название – хлеб черной металлургии. Так вот воздействие именно этого вещества стало самой распространенной причиной необходимости ремонта установленных задвижек.

Выводы

Применение различных элементов запорной арматуры необходимо для нормального функционирования любого трубопровода, вне зависимости от того, что по нему поставляется – будь то газ, вода или же какая-то еще химически активная жидкость. Посредством управления элементами запорной арматуры (это происходит как вручную, так и в автоматическом режиме) возможно осуществление регулирования давления в системе. Благодаря передовым технологиям было сконструировано уже большое количество самых разнообразных элементов запорной арматуры (вентелей, кранов, задвижек, заслонок), каждый из которых идеально выполняет ту или иную функцию. На фото, приведенных выше, есть изображения различных деталей, которые уже вмонтированы в трубопровод (или только изготовлены) и благодаря ним и обеспечивается благополучное управление всей системой подачи жидкости.

Вас могут заинтересовать:

Функционирование трубопровода требует его постоянного обслуживания. Для этого используют разные виды трубопроводной арматуры - предохранительную, спускную, запорную и т.д. К примеру, чтобы частично или полностью перекрыть движение рабочей среды в системе, применяют запорную арматуру для трубопроводов. О характеристиках и типах арматуры трубопроводов будет рассказано в этой статье.

Виды арматуры для трубопроводов

Выделяют следующие виды трубной арматуры:

регулирующая;
запорно-регулирующая;
невозвратно-запорная;
запорная;
предохранительная;
обратная;
невозвратно-управляемая;
смесительно-распределительная;
дренажная (спускная);
отводная;
отключающая (защитная);
редукционная (дроссельная);
фазоразделительная;
контрольная.

Как нетрудно догадаться, каждая разновидность продукции предназначена для определённых целей, которым соответствует и устройство трубопроводной арматуры.

Например, запорную трубопроводную арматуру используют для перекрытия движения рабочей среды (или совокупности сред) с целью проведения профилактических работ в сети.

Предохранители служат для защиты трубопровода от превышения рабочего давления, в результате которого система может выйти из строя, путём сброса излишков перемещаемой среды.

Регулирующая арматура предназначена для поддержания нужного количества носителя с помощью изменения его расхода.

Возникновение возвратного потока, снижающего производительность системы, предотвращается обратными элементами (в частности, невозвратно-запорными и невозвратно-управляемыми).

Сброс из трубопроводной системы рабочей среды осуществляется путём использования спусковых, или дренажных, приспособлений.

Разделение фаз (при условии, что в трубах перемещается несколько фазовых состояний среды) производится при помощи фазоразделительных элементов.

Рабочее давление в системе при необходимости снижается благодаря применению редукционной арматуры.

Типы трубопроводной арматуры

Сфера использования арматуры для трубопроводов достаточно широка, она используется во всех типах промышленных трубопроводов, в том числе и в технологически опасных производствах (при перемещении ядовитых, взрывчатых, экологически опасных веществ). Поэтому характеристики трубопроводной арматуры должны полностью соответствовать государственным стандартам безопасности. Обычно производством таких изделий занимаются крупные предприятия.

Сообразуясь с планируемым применением трубной арматуры, выделяют продукцию:

Общетехнического применения.
Для особых условий.
Промышленную специальную.
Судовую и транспортную.
Промышленную сантехническую.

Изделия общего назначения производятся серийно и могут применяться в любой сфере производства.

Судоходство и транспортные перевозки осуществляются в разном климате и при варьирующихся габаритах транспортных средств, которым должна соответствовать судовая или транспортная арматура.

Промышленные сантехнические элементы, как можно догадаться, используются при установке и эксплуатации промышленной сантехники.

Условия производства арматуры

Материал изготовления трубопроводной арматуры определяется будущей областью её применения. Если система (или участок системы) будет работать при давлении до 1,6 МПа, используется ковкий чугун; если больше - сталь. Для трубопроводов небольшого сечения используются высококачественные медные сплавы, благодаря которым не допускается коррозия элементов и прикипание арматуры к трубам.

Следует отметить, что производство арматурных элементов - дело сложное и высокотехнологичное, поэтому должно осуществляться на специальном промышленном оборудовании.

Для производства изделий необходимы:

печь;
пресс специального назначения;
станок для диагностики;
стол, на котором осуществляется сборка;
токарный станок;
сверлильный станок;
конвейер;
воздушный компрессор для покраски изделий;
вспомогательные инструменты и приспособления.

Запорные устройства: классификация и применением

Основные виды запорной арматуры для трубопроводов - задвижки, вентили, клапаны, краны и затворы. Для задвижек характерно движение запирающего элемента под прямым углом к продольной оси трубы, для клапанов - параллельно.

Вентили

Возможно применение вентилей на запорных изделиях диаметром до 0,3 м. Часто они применяются в конечных (тупиковых) участках системы во время ремонта. Запирающий элемент, нередко представляющий собой тело вращения или его часть, поворачивается вокруг оси, расположенной по отношению к оси трубы под произвольным углом. Могут использоваться вентили в качестве не только запорной, но и регулирующей арматуры.

Задвижки

Задвижки - это запорные элементы небольшой длины, предназначенные для работы в системах с малым гидравлическим сопротивлением.

По конструкции они бывают клиновыми (с составным, упругим, цельным клином) и параллельными (шиберными). В системах с небольшим давлением применяются задвижки последнего типа.

Основное предназначение задвижек - выполнять запорные функции; в большинстве случаев как регулирующие элементы они не используются. Во время работы задвижки могут быть выставлены в две возможные позиции: закрыто или открыто.

Лучше всего применять такие элементы в полнопроходных системах, то есть при отсутствии уменьшения сечения труб в патрубках. Например, задвижки идеальны для использования в магистральных трубопроводах, где рабочая среда перемещается непрерывно и с высокой скоростью.

Отличительная конструктивная особенность задвижки – присутствие шпинделя, который, в зависимости от конструкции, выдвигается или нет.

Как уже отмечалось, задвижки бывают двух основных типов: шиберные и клиновые.

В конструкцию шиберных элементов включён металлический клин, при движении разрезающий инородные элементы рабочей среды. Шиберными задвижками оснащаются трубопроводы для фекальных стоков, целлюлозно-бумажного производства и т.д.

В случае же необходимости проведения периодического ремонта элементов системы устанавливают клиновые задвижки, состоящие из чугунного корпуса, внутри которого установлен соединённый с клином вращающийся шпиндель. Клиновые задвижки используют при обслуживании систем транспортировки газов и жидкостей, не реагирующих с материалом изготовления трубопровода. Корпус и крышка таких изделий свариваются из вырезанных из листовой коррозионностойкой или углеродистой стали деталей.

Закрыванием и открыванием задвижек можно управлять вручную или при помощи электроприводов – гидравлических, пневматических или электрических. При регулировании положения элемента вручную следует позаботиться и об установке редуктора, позволяющего не затрачивать на процесс слишком много сил.

Клапаны

Предназначение клапанов – открываться и закрываться при определённых условиях, например, при достижении какого-либо уровня давления или смене направления движения рабочей среды.

Изделия подразделяют на одно- и двухсёдельные, причём обычно в производстве используется второй тип, одновременно осуществляющий распределительные и регулирующие функции.

Основываясь на направлении протекания рабочей среды, клапаны делят на угловые (направление меняется на 90°), проходные (направление не меняется) и прямоточные (линия движения среды выпрямляется).

Чтобы полностью перекрыть движение потока внутри труб, используют запорные клапаны. Эта арматура обеспечивает максимальную надёжность и герметичность системы.

Если возникает необходимость не допустить смены движения рабочей среды (к примеру, при выходе из строя насоса и повреждении или обрыве несущего канала), используют обратные клапаны.

С помощью регулирующих клапанов можно контролировать количество подаваемой в систему жидкости или газа, изменяя размер входного отверстия.

Запорно-регулирующие клапаны, как ясно из названия, осуществляют одновременно две функции.

Все клапаны, при условии надлежащего качества изготовления и установки, пригодны для работы в вакууме, коррозионных средах, в условиях повышенных температуры и давления. Эту трубопроводную арматуру сравнительно просто ремонтировать и обслуживать.

Краны

Более универсальный вариант трубопроводной арматуры – краны. Их можно использовать как запорные, регулирующие или распределительные устройства. Подходят краны для любых, в том числе вязких, жидкостей и газов. Ремонт этих приспособлений требует больших усилий и наличия опыта.

Краны состоят из затвора (или пробки) шарообразной, конусообразной или цилиндрической геометрии, с отверстием в центре, и корпуса. Производятся эти запорные элементы из латуни, бронзы, чугуна и стали, а в случае более агрессивных внутренних условий – из фарфора или специального пластика.

Краны принято подразделять на группы в зависимости от:

направления движения потока и количества патрубков (проходные, трёхходовые, угловые, многоходовые);
принципа движения затвора (с отжимом, или подъёмом, или с вращением, без подъёма, затвора);
способа управления (ручные, с электро-, пневмо-, гидроприводами);
геометрии затвора (игольчатые, конусные, шаровые, цилиндрические);
способа обеспечения герметичности (сальниковые или натяжные).

Основное преимущество крана – возможность регулировать объём потока. Если задвижка работает только в двух режимах – открыто или закрыто – то устройство крана позволяет, изменяя положение отверстия затвора относительно оси движения рабочей среды, добиваться полного прекращения, усиления или ослабления потока. Поэтому кран может служить одновременно и запорным, и регулирующим устройством.

Затворы: практика использования

Затворы – главнейшая часть запорной арматуры любого типа. Именно благодаря исправности затвора возможно своевременное и полное (или, при необходимости, частичное) перекрытие движения в трубопроводе потока жидкости или газа.

Соответственно, при неисправности или некачественном изготовлении затвора последствия могут быть любыми – от незначительной, безвредной течи, устраняемой простой заменой элементов конструкции, до полноценной экологической катастрофы или взрыва носителя. Поэтому особое внимание уделяется материалу изготовления затворов и условиям их эксплуатации.

Наиболее часто встречающийся тип затворов – дисковые. Они применяются в системах отопления, водоснабжения, подачи пара, неагрессивных рабочих сред или продуктов нефтепереработки. Применяются и фланцевые затворы, отличительной особенностью которых является наличие в конструкции фланца.

Затворы можно изготавливать из чугуна, однако использование стальных изделий (из легированной, нержавеющей или углеродистой стали) предпочтительнее.

Стальные затворы обладают рядом значимых преимуществ:

возможна работа при температуре до -60°С;
такие затворы могут работать в среде температурой до 700°С;
предназначены для использования в агрессивных рабочих средах;
выдерживают большое давление (до 10 МПа).

Как поворотные механизмы затворы отличаются:

простотой установки и ремонта;
компактностью (их можно крепить в ограниченных пространствах);
небольшими, по сравнению с задвижками, весом и габаритами;
простотой замены при износе изделия при большом сроке годности;
невысокой ценой;
отсутствием угрозы заклинивания или прикипания во время использования.

Можно сказать, что запорная арматура, при простоте и сравнительно небольшой цене продукции, является не только полезнейшим элементом конструкции трубопровода, но и главной гарантией безопасности как работы системы, так и здоровья и жизни обслуживающего персонала. Ведь именно благодаря запорным элементам можно вовремя остановить утечку опасной жидкости или ядовитого газа и перекрыть движение среды в нужной точке, не нарушая всего цикла работы системы.

Поэтому к выбору, качеству и установке запорной арматуры следует подходить как можно ответственнее, сообразуя свои решения не только с ценой изделий или страной происхождения, но и с предварительно произведёнными расчётами. И, разумеется, нельзя забывать о своевременном обслуживании и плановой замене столь важных для любого трубопровода элементов.

Запорная арматура — это один из наиболее распространённых видов трубопроводной арматуры и предназначается для перекрытия потока рабочей среды с определённой герметичностью. По подсчётам экспертов, количество запорной арматуры составляет около 80% от общего количества применяемой трубопроводной арматуры. В результате проведённых археологических раскопок было установлено, что человек использовал запорную арматуру уже белее 5 тыс. лет назад. В древних египетских манускриптах найдена информация об организации водоснабжения и использовании при этом поворотных и дисковых клапанов. При более внимательном исследовании области применения запорной арматуры и определённой доли допущения, можно увидеть принципы её работы даже у человека и у животных: с помощью так называемой «живой запорной арматуры» перекрывается поток жидкости, удаляемой из организма.

К запорной арматуре, в зависимости от конструктивного исполнения, относятся краны, клапаны, задвижки и дисковые затворы. Иногда ошибочно термин клапан заменяют термином вентиль — это неправильно и в серьёзной технической литературе такая замена не допускается. Также необходимо отметить, что согласно ГОСТ Р 52720-2007 2007 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» не рекомендуется употреблять термины заслонка; поворотный затвор; герметический клапан; гермоклапан вместо термина дисковый затвор.

Кран

Краном называют тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси. Краны изготавливают из металлов и их сплавов или из пластика. Краны бывают неполнопроходными и полнопроходными. В неполнопроходных кранах диаметр внутреннего отверстия меньше диаметра трубы, к которой он присоединяется, а в полнопроходных кранах эти диаметры совпадают.

Одним из современных и самых прогрессивных типов кранов является, так называемый шаровой кран, который находит всё более широкое применение в разнообразных областях техники и в быту. Конструкция шарового крана достаточно простая и известна уже более 100 лет. Однако, первоначально она не получила такого широкого распространения, как сейчас, из-за невозможности обеспечить надёжное перекрытие потока рабочей среды. Позже появились новые материалы, которые позволили гарантировать надёжность перекрытия потока рабочей среды и существенно снизить усилия, требующиеся для управления краном. В шаровых кранах перекрытие потока рабочей среды осуществляется вращающейся пробкой сферической формы, внутри которой имеется сквозное отверстие. В зависимости от решаемой задачи, при повороте сферы на 90о происходит либо полное перекрытие потока рабочей среды, либо полное открытие этого потока. Возможны промежуточные положения сферы. В этом случае шаровой кран выступает в качестве регулятора потока рабочей среды. Шаровые краны, несомненно, обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами кранов. К таким достоинствам можно отнести:

простоту и надёжность конструкции;
высокую герметичность;
относительно небольшие размеры;
простую форму проточной части и отсутствие в ней застойных зон;
удобное управление;
малое время и незначительные усилия, необходимые для поворота.

Клапан — это тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды. По существу, клапан представляет собой временное препятствие в трубе и чаще всего применяется для осуществления автоматического сброса избыточного количества рабочей среды. Тем самым предотвращаются аварии, вызванные чрезмерным давлением рабочей среды на стенки трубопровода. Конструктивно клапан состоит из корпуса, крышки, седла, затвора (заслонки) и штока. Рабочая среда поступает внутрь корпуса клапана и в зависимости от решаемой задачи полностью или частично перекрывает её поток. При этом поток рабочей среды может либо изменять своё направление движения либо сохранять его без изменения.

Задвижкой называют тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Запирающий элемент задвижки — шибер, незначительно выходит за пределы потока рабочей среды. Герметичность перекрытия потока обеспечивается за счёт прижима шибера к седлу напором потока рабочей среды. Не рекомендуется использовать задвижки для частичного перекрывания потока рабочей среды, т.к. при этом возникают вибрации, которые в скором времени приведут к разрушению арматуры. Задвижки бывают параллельными, клиновыми, с выдвижным или статичным штоком.

Дисковый затвор — это тип арматуры, в котором запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды.

Чаще всего дисковые затворы применяются на трубопроводах большого диаметра и при небольших давлениях потока рабочей среды. Наиболее характерными областями применения дисковых затворов являются:

системы водо-, тепло- и газоснабжения и распределения;
системы вентиляции и кондиционирования;
системы пожаротушения;
при работе с абразивными и слабоагрессивными рабочими средами.

Именно к работе дисковых затворов в таких областях предъявляются повышенные требования к надёжности и герметичности.

Как уже отмечалось в начале статьи, до 80% трубопроводной арматуры относится к категории запорной. Область её применения необычайно широка — это сверхвысокие и сверхнизкие давления, сверхвысокие и сверхнизкие температуры, токсичный и абразивный характер рабочей среды и т.д. Благодаря совершенствованию конструкции и использованию новых материалов происходит постоянное расширение области применения запорной арматуры и решаемых при этом задач. Выбрать требуемую арматуру порой бывает крайне затруднительно. В таких случаях предпочтительно обращаться к услугам специалистов, имеющих большой объём разносторонних знаний и богатый опыт. Зачастую только такие специалисты могут решить проблему подбора требуемой арматуры, её монтаж и техническое обслуживание.