Запорная арматура и ее применение в промышленности. Запорная арматура для агрессивных и коррозионных сред

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.

Федеральное агентсво по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафеда: «Транспорт и хранение нефти и газа»

Контрольная работа

на тему: «Виды запорной арматуры, ее назначение и конструкция»

Выполнил: студент группы ГРз-07-02

Политаев М.А.

Проверил: преподаватель

Фазлетдинов Р.А.

Запорная арматура - предназначена для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе и пуска среды в зависимости от требований технологического процесса (цикл «открыто-закрыто»). Сюда относятся задвижки, краны, запорные клапаны, поворотные затворы. Основное назначение запорно-регулирующей арматуры – перекрывать поток рабочей среды по трубопроводу и снова пускать среду, а также обеспечивать необходимую герметичность. Завод трубопроводной арматуры следит за качеством выпускаемой продукции. Устанавливается арматура на трубопроводах высокого и низкого давления, агрегатах и сосудах. Предназначена запорная арматура для управления: водяной, газообразной, парообразной, газожидкостной массой, путем изменения площади диаметра проходного сечения отверстия. Она должна обеспечивать надежное и полное перекрытие проходного сечения. Принципиально она должна обеспечивать всего два состояния - открыта или закрыта - и может быть не предназначена для эксплуатации в промежуточном положении рабочего органа.

По функциональному назначению трубопроводная арматура подразделяется на следующие основные классы:

Запорная - предназначена для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью;

Регулирующая - предназначена для регулирования расхода путем изменения количества протекающей по трубопроводу рабочей среды. Регулирующая арматура управляется от постороннего источника энергии;

Распределительная - предназначена для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков;

Предохранительная - предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды., защитная (отсечная) предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока.

Фазоразделительная - предназначена для автоматического разделения рабочих сред в зависимости от их фазы и состояния. Сюда относятся конденсатоотводчики, воздухоотводчики и маслоотделители.

Задвижка – одно из устройств запорной арматуры. Здесь, в отличие от кранов, запорный элемент совершает не вращательное движение, а возвратно-поступательное. Передвижение запорного элемента происходит перпендикулярно движению жидкости.

Хронологически задвижки появились одними из первых из устройств перекрытия водного потока. Это связано с их достаточной простотой и неприхотливостью в эксплуатации и ремонте. В настоящее же время в связи с бурным развитием техники и технологических процессов задвижки все чаще вытесняются при прокладке трубопроводов устройствами перекрытия воды с круговым движением исполнительного элемента. Задвижки, как и запорные краны, используются в основном в двух режимах: открыто и закрыто, т. е. когда запорный элемент находится в крайних положениях. При использовании задвижки в промежуточном положении происходит разрушение ее рабочей поверхности из-за вибрации, вызванной высокочастотным перемещением исполнительного органа вдоль и поперек протекания жидкости при ее движении по трубопроводу. Расшатываются также и элементы крепления исполнительного элемента. Как результат – выход задвижки из строя раньше установленного срока.

Задвижки разделяют на несколько видов. Клиновые, параллельные, с выдвижным и не выдвижным штоком. Применяются при давлениях от 2 до 200 атмосфер. Условный диаметр от 8 мм до 2 м.

Рисунок 1 Задвижка ЗМС-65-14 К1 ХЛ (Бакинская)

Таблица 1 Технические характеристики задвижки ЗМС-65-14 К1 ХЛ

Фонтанная арматура предназначена для герметизации устья скважин, контроля и регулирования режима их эксплуатации, а также для проведения различных технологических операций в умеренном и холодном макроклиматических районах для сред, содержащих СО2, Н2S, и пластовую воду. Собирается по схемам тройникового и крестового типов согласно ГОСТ 13846 – 84.

В шифре фонтанной арматуры приняты следующие обозначения: АФ – арматура фонтанная; конструктивное исполнение по схемам ГОСТ 13846 – 84; а – двухрядная концентричная подвеска подъёмных труб; К – подвеска подъёмной колонны на резьбе переводника трубной головки (на муфтовой подвеске буква не пишется); Э – для эксплуатации скважин с ЭЦН; В – способ управления задвижками (дистанционный и автоматический); первое число – диаметр условного прохода по стволу и боковым струнам в мм; второе число – рабочее давление; ХЛ – климатическое исполнение для холодного района; исполнение по коррозионной стойкости: К1 – для сред, содержащих СО2 до 6 %; К2 – для сред, содержащих СО2 до 6 %; К3 – то же, Н2S и СО2 до 25 %; К2И – для фонтанной арматуры, изготовленной из малолегированной и низкоуглеродистой стали, с применением ингибитора в скважине.

Арматура включает трубную головку, фонтанную ёлку, запорные устройства с ручным и пневматическим управлением, дроссели.

Трубная головка предназначена для подвески одного или двух рядов НКТ, их герметизации, а также для выполнения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважины.

Колонны подъёмных труб подвешивают на резьбе и на муфтовой подвеске.

Подвешивание колонн на резьбе осуществляется: при однорядном лифте – на резьбе стволовой катушки; при двухрядном лифте: внутренняя колонна – на резьбе стволовой катушки, наружная – на резьбе тройника (крестовины) трубной головки.

Подвешивание колонн на муфтовой подвеске осуществляется: при однорядном лифте – на муфте в крестовине трубной головки; при двухрядном лифте: внутренняя – на муфте в тройнике трубной головки, наружная – на муфте в крестовине.

Рисунок 2 Арматура фонтанная АФК 1 Э65х21М К1 ХЛ

(для УЭЦН, ППД и фонтанных скважин)

Ёлка предназначена для направления продукции скважины в выкидную линию регулирования режима эксплуатации, для установки специальных устройств, при спуске скважинных приборов или скребков для очистки труб от парафина, замера давления и температуры среды, а также для проведения некоторых технологических операций.

В качестве запорных устройств фонтанной арматуры применяют проходные пробковые краны и прямоточные задвижки с принудительной или автоматической подачей смазки. Они предназначены для перекрытия проходных отверстий в фонтанной арматуре и устьевом оборудовании.

Таблица 2 Технические характеристики арматуры фонтанной АФК 1 Э65х21М К1 ХЛ

Для регулирования режима эксплуатации на боковых струнах ёлки установлены регулируемые или нерегулируемые дроссели со сменной втулкой из износостойкого материала.

Фонтанные арматуры классифицируют по конструктивным и прочностным характеристикам:

Рабочему давлению (7, 14, 21, 35, 70, 105 МПа);

Схеме исполнения (6 схем);

Числу спускаемых в скважину рядов труб;

Конструкции запорных устройств;

Размерам проходного сечения по стволу скважины (50-150 мм) и боковым отводам (50-100 мм).

Все фонтанные арматуры применяются с колонными головками ООК1 10"" ´ 9 5/8 ´ 6 5/8 – 210 или колонная головка конструкции ЦНИЛ "" ГАНГ "".

Колонные головки , как и обсадные трубы, являются неотъемлемой частью конструкции скважины как инженерного сооружения. Они предназначены для подвески очередной обсадной колонны, герметизации и контроля давления в кольцевом пространстве между соседними колоннами труб.

Рисунок 3 Обвязка колонная головка ОКК1-35 К1 ХЛ

Конструкция колонной головки, фонтанной арматуры, схемы их обвязки должна обеспечивать оптимальные режимы работы скважины, герметизацию трубного, затрубного и межтрубного пространства, возможность технологических операций на скважине, глубинных исследований, отбора проб и контроля устьевого давления и температуры.

Применяется в различных промышленных областях, и ее можно разделить на два типа: на имеющую общетехническое назначение и предназначенную для применения в особых условиях.

Все виды запорной арматуры изготавливаются из ковкого чугуна или стали.

Запорная арматура, имеющая общетехническое значение, необходима в различных промышленных отраслях, строительстве. Ее эксплуатация осуществляется на водопроводах, газопроводах, паропроводах. Все виды запорной арматуры изготавливаются из ковкого чугуна или стали. Они контактируют с водой, паром, газом, маслами. К запорной относится полнооткрывающаяся арматура: пробковые краны, вентили, арматура с проходным каналом, который имеет строение трубки Вентури.

Характеристика основных видов запорной арматуры

Промышленное производство всех видов запорной арматуры включает в себя изготовление кранов, клапанов (вентилей), задвижек и заслонок. У запорных вентилей размер составляет до Dy = 300 мм, где Dy - диаметр прохода. Эксплуатация запорных вентилей производится в тупиковых участках. Их можно применять для сильфонного уплотнения шпинделя. Широко распространены шаровые краны и заслонки простой конструкции. У задвижек несложное устройство: малая длина, небольшое гидравлическое сопротивление. Они бывают двух видов: параллельные двухдисковые и клиновые. При незначительном давлении необходимо применение двухдисковых задвижек, большое давление требует использования клиновых. У них клин может быть цельным, упругим или составным.

Для чего необходимы краны? Их виды и назначение

Краны устанавливаются на трубопроводах, водопроводах, паропроводах, газопроводах. Для эксплуатируемых кранов характерны малые размеры, незначительное сопротивление. Масса крана колеблется от 0,881 кг до 8,64 кг. Диаметр d в дюймах от 1 до 3 d. Широкое применение нашли два вида кранов: пробковые и шаровые. В зависимости от способа герметизации, они подразделяются на натяжные и сальниковые.

К трубопроводу краны присоединяются с помощью муфты, фланца или привариваются к нему. Краны пробковые, газовые, муфтовые, чугунные используются на трубопроводах, подающих природный газ. Температура при работе составляет tp< 50°С. Установка осуществляется в любом положении. Изготавливаются из чугуна. Соединение крана с трубопроводом происходит за счет резьбовой муфты. Параметры для работы кранов: рабочее давление - Pp=0,1 МПа, tp< 50°С.

Другой вид кранов - сальниковые муфтовые чугунные. Устанавливаются на трубопроводах, поставляющих воду или нефть. Рабочая температура составляет tp< 100°С. Положение крана при установке - любое. Изготовлены из чугуна основные детали крана: корпус, пробка, сальник. Сальник набивается пенькой или резиной. Давление среды составляет Pp= 1,0 МПа, если tp< 100°С, где Pp - давление, а tp °С - рабочая температура среды.

Краны малых размеров, или шаровые, характеризуются небольшим сопротивлением, но одновременно обладают высоким качеством, поэтому допустима их эксплуатация там, где трубопровод имеет большой диаметр. Кран изготовлен из чугуна. Для уплотнительных колец применяется фторопласт-4. Сальники набиваются пенькой. Давление в рабочей среде должно быть Pp = 1,0 МПа, а tp< 100°С.

Фланцевые стальные краны соединены с трубопроводом фланцами. У больших кранов предусмотрен червячный редуктор. Управление краном осуществляется с помощью маховика. Кран стальной. На трубопроводах, транспортирующих газ при температуре от - 40 до + 70°С, применяют краны со смазкой фланцевые стальные или с патрубками под приварку. Эти краны ставят только в вертикальном положении. Их работа осуществляется при низких и высоких температурах от -40 до +40°С. Краны управляются дистанционно, одновременно можно производить ручное управление с помощью маховика.

Устройство, использование запорных вентилей

Чаще всего применяются некоторые виды запорных вентилей, которые устанавливаются на трубопроводах и регулируются с помощью маховика или электропривода. Имеется также дистанционное управление.

У запорных муфтовых чугунных орган уплотняется кольцом из фторопласта - 4 или кольцом из резины или кожи. Устанавливаются на трубопроводах, по которым транспортируют пар, воду, воздух. Соединение осуществляется резьбовыми муфтами. Сальник набивается пропитанным асбестом АП.

В трубопроводах, транспортирующих воду при температуре до 50°С, ставят запорные муфтовые вентили, изготовленные из чугуна. Работают в любом положении. Вода подается под золотник. Корпус вентиля изготовлен из чугуна, - кожаное; все прокладки изготовлены из паронита. Сальники набиты асбестом.

В трубопроводах, по которым транспортируют воду иди воздух, температура среды составляет + 45°С, используют запорные вентили с электромагнитным приводом. Они работают при высоких температурах, до + 50°С. При установке сам электромагнитный привод направлен вверх. Крышка и золотник стальные, а корпус - из чугуна. Вентиль работает от электромагнитного привода. Можно управлять вручную.

Назначение и устройство заслонок

Заслонки применяются на трубопроводах, диаметр которых колеблется в пределах 2200 мм. Они имеют простое устройство; ими легко управлять, они относительно дешевы и обладают небольшим весом. Управлять заслонками несложно вручную. Некоторые заслонки укрепляются с помощью гидропривода или пневмопривода. К управляемым электроприводам относятся заслонки с диаметром 300-1600 мм на Ру = 1,0 МПа.

На трубопроводах, по которым идет транспорт воды, ставят бесфланцевые заслонки на Ру = 1,0 МПа. Запорный орган уплотнен за счет резинового кольца, которое устанавливается в канавке диска. Поворотный вал соединен с корпусом, а манжета - с резиновыми кольцами, уплотняет подвижное их соединение. Весь корпус заслонки сделан из чугуна; из стали - поворотный вал.

Заслонки, управляемые с помощью электропривода, ставят на трубопроводе электроприводом вверх, а приводной вал при этом расположен вертикально. Заслонки, имеющие ручное управление, устанавливают в любом положении.

Заслонки соединяются фланцами с трубопроводом. Можно также применить для этих целей сварку. Управляются они электроприводом. Для заслонок, имеющих диаметр от 300 до 600 мм, предусмотрен редуктор, обеспечивающий ручное управление. Уплотнителем служит резиновое кольцо на диске. Поворотный вал соединен с корпусом подвижно, уплотнен втулкой, имеющей запорные кольца. Заслонка изготовлена из стали марки 40Х. Работает при рабочем давлении до Рр = 1,0 МПа.

Электроприводы к бесфланцевым стальным заслонкам на Ру =1,0 МПа имеют диаметр Ру от 1200 до 200 мм, мощность от 3 до 5,2 кВт. Время, в течение которого открывается или закрывается заслонка, составляет от 1,5 до 1,8 минут.

Задвижки - запорные устройства на технологических линиях

Заслонки - это устройства небольшой длины; они применяются на магистралях и технологических линиях. предусматривает наличие невыдвижного или выдвижного шпинделя. Для закрытия или открытия прохода шпиндель делает много оборотов: такие задвижки имеют электропривод. У клиновых задвижек шпиндель невыдвижной, фланцевый, чугунный, давление Ру = 0,25 МПа. У них дистанционное управление. Диаметр - от 800 до 2000 мм, вес - от 1772 до 14015 кг. Электропривод имеет диаметр Dy от 800 до 2000 мм, время открытия или закрытия - от 2,3 до 5,8 мин. Установка осуществляется вертикально, электропривод направлен вверх. Можно поставить задвижку так, чтобы шпиндель находился в горизонтальном положении. Для этого червячную пару и роликоподшипник покрывают очень густой смазкой. Электропривод должен находиться на опоре.

Присоединение к трубопроводу происходит за счет фланцев. Основные детали сделаны из чугуна. Из паронита состоит прокладка; сальниковая набивка - из пропитанного асбеста. Конструкция клина - жесткая или упругая.

Для трубопроводов, по которым идет топливный газ и температура подачи для которых достигает до 100°С, применяют клиновые задвижки двухдисковые; шпиндель у них невыдвижной, изготовлены они из чугуна, Ру =0,6 МПа. Управляются вручную. Установка может производиться в любом положении. Прокладкой служит паронит. Запорный орган уплотняется кольцами из чугуна, расположенными на дисках и корпусе.

На транспортирующих коксовый газ трубопроводах ставят двухдисковые клиновые задвижки. Они имеют выдвижной шпиндель, изготовлены из чугуна. Помещаются в рабочую среду, имеющую давление Рр = 1,8 МПа для задвижки с диаметром 1300 мм и температуру 200°С. Задвижки с большим диаметром, 1500 мм, эксплуатируют при температуре 85°С и Рр = 0,05 МПа. Управляется она электроприводом, чья мощность равна 3 кВт. Задвижка имеет чугунные детали: корпус, крышку, диски, стойку, - и стальной шпиндель. Сальниковая набивка применяется из асбеста.

На трубопровод, по которым перекачивают нефть и масло, ставят сварные стальные клиновые задвижки. Они имеют выдвижной шпиндель. Снабжены патрубками. Устанавливаются в среде, имеющей температуру до 250°С. Ставят задвижки в любом положении. Вся задвижка сделана из углеродистой стали. Для шпинделя применяется сталь 20х13.

Специальная запорная арматура для агрессивных сред

Запорная арматура, эксплуатируемая в особых средах, подразделяется на следующие типы: на краны, вентили, задвижки. Выбор установки того или иного вида зависит от многих показателей самой среды. Учитывается герметичность, эксплуатационный срок, надежность арматуры. Распространены запорные устройства: диафрагмовые вентили, шаровые краны, шланговые клапаны.

Вентили - наиболее часто эксплуатируемая . У вентилей золотник и седло надежно сопряжены; за счет этого нет трения. Сальниковые узлы заменены на сильфонные. Вентили создают большое гидравлическое трение, и в этом их недостатки.

В жидкой среде ставят вентили муфтовые латунные запорные, рабочее давление Рр =1,6 МПа. Установка производится в любом положении. Присоединение вентиля к трубопроводу происходит с помощью резьбовой муфты. Весь корпус латунный. Сальник набит асбестом.

В парообразных средах при Рр =1 МПа и температуре до 50°С вентили имеют уплотнительное кольцо из латуни. Такое же кольцо на золотнике изготовлено из резины, можно применить и кожаное кольцо. Сальник набит асбестом.

Запорные вентили, гуммированные на Ру =0,6 МПа, имеют защитное покрытие, которое состоит из резины. Диафрагмовые вентили работают в среде с давлением от 0,6 до 1,6 МПа. В качестве материала для мембраны и защитного покрытия используется полиэтилен, резина или фторопласт.

Сильфонные запорные вентили из коррозионностойкой стали устанавливаются для работы при температуре до 350°С. Работают на вакууме до 0,5 Па. Соединение трубопровода - фланцами. Также возможно соединение патрубками или цапками. Между корпусом и крышкой находится паронитовая прокладка. Есть и соединение без прокладок. Управляется вентиль вручную. У запорных фланцевых фарфоровых вентилей весь корпус сделан из фарфора. Глазурь относится к антикоррозийным покрытиям.

Задвижки в агрессивных средах не нашли широкого применения. Не используются задвижки с выдвижным шпинделем. Нельзя применять сильфон. У задвижек с выдвижным шпинделем он делает большой ход в сальнике, который быстро изнашивается. Они так же требуют большой затраты коррозионностойкой стали для покрытия, что само по себе очень затратно.

Выбор современной запорной арматуры отвечает всем требованиям, предъявляемым к условиям производства.

При производстве запорных узлов используют хорошо поддающийся обработке материалы: чугун, бронзовые и латунные сплавы, мягкие стали.

Диаметр стыкуемого с запорным узлом трубопровода;
Значение избыточного давления трубы в обычных условиях при температуре, составляющей + 20 градусов.

К элементам запорной арматуры принято относить следующие устройства:

Краны;
Заслонка;
Задвижка;

Точное определение условий, при которых предстоит работать запорной арматуре, помогает подобрать оптимальный тип устройств. Информация важна, так как и трубопроводов, доставляющих газообразные продукты и специализированных магистралей, перекачивающих агрессивные среды, на практике используют разные типы запорных узлов.

Виды запорного крана

Применяемые при монтаже трубопроводов запорные краны традиционно крепятся к магистралям фланцевым либо соединением, либо муфтой. Крановые патрубки банально привариваются к трубопроводам.

Запорные краны бывают двух видов:

Краны-пробки;
Шаровые краны.

Пробковые краны — традиционная запорная арматура имеющие форму неправильного конуса. До настоящего времени их применяют на тех магистралях, где перекачивают:

Различные газы;
Углеводороды;
Вода в жидком состоянии и в виде пара.

Главные недостатки кранов-пробок:

Чтобы управлять краном, нужен высокий крутящий момент — это вызывает необходимость применения редуктора
Склонность такого крана прикипать к магистрали требует периодическое обслуживание.
Недостаточное притирание крана с корпусом приводит к разгерметизации крана
Такие краны изнашиваются неравномерно, что нарушает герметичность магистрали.

Особенности, виды и устройство шаровых кранов

Более современным устройством считается шаровой кран, который из неподвижного корпуса и вращающейся в нем пробки. От того, какое положение занимает пробка, вещество, перекачиваемое по магистрали, течет свободно, либо блокируется.

Шаровые краны различают по контуру, который образуют их корпус:

Конический кран;
Сферический кран;

Благодаря передовой конструкции шаровых кранов их изготавливают из самых разных, порой оригинальных материалов — различных металлов, керамики, пластиков.

Области применения шаровых кранов:

Водопроводы отопительные магистрали бытового назначения;
Устройства для монтажа бытовых приборов, требующих постоянной подачи воды;
Производственные пищевые установки;
Различного рода ответвления на магистралях.

Надежность шаровой запорной арматуры, устойчивость к резким изменениям температуры и химическому воздействию делают такие краны незаменимыми в тех магистралях, где перекачиваются агрессивные среды.

Важнейшей характеристикой шаровых запорных устройств — способ установки. Согласно данной градации краны бывают:

Муфтовые – применяемые в трубопроводах с малым диаметром;
Фланцевые – применяют в магистралях, диаметр 50 миллиметров и более. Они способны выдержать повышенные нагрузки, свойственные промышленным трубопроводам;
Штуцерные – устойчивые к многократному демонтажу и разборке. Применяются в промышленном оборудовании;
Приварные – устанавливаются консервативной сваркой. Они предназначаются для функционирования в окружении агрессивной среды;
Краны комбинированные, предусматривающие два или более вариантов установки.

Запорные заслонки

Такая арматура используют только на трубах большого диаметра, в том случае, если давление перекачиваемого вещества невысокое.

Непосредственно функцию запорного устройства выполняет диск, конструкция которого позволяет ему делать вращение вокруг оси. Ось вращения может располагаться под любым углом к магистрали, в том числе и перпендикулярно. К герметичности заслонок предъявляются менее жесткие требования.

Управление заслонками осуществляется следующими способами:

Вручную;
Используя электрический ток;
Гидравликой.

Традиционно тело заслонки изготавливают из чугуна, а сам поворотный диск льют из стали. Свойство чугуна успешно выдерживать воздействие агрессивных химических соединений и устанавливать заслонки в местах перекачки щелочей, кислот, а также химически активных стоков.

Заслонки врезаются в магистраль фланцевым соединением. Иногда они просто привариваются. Конструкция заслонок способствует тому, что они могут регулировать поток, содержащий и твердые частицы.

Запорные задвижки

Предназначение запорных задвижек – перекрывать поток неактивного высокотемпературного вещества, перемещаемого магистралью под давлением. Задвижки интенсивно эксплуатируют в трубопроводах обслуживающих энергетику и объекты коммунального хозяйства.

Запорный узел задвижки располагается поперек направления потока.

По конструкции запорной мембраны задвижки разделяют на:

Клиновые – от постоянного трения в плотном объеме они постепенно могут разгерметизироваться;
Параллельные (шиберные) – они используются в трубопроводах, перекачивающих среду с механическими примесями, а также в сточной канализации, где допускается небольшое нарушение герметичности.

Распространенными являются электрические задвижки. Благодаря использованию электропривода оператор имеет возможность оперативно перекрыть поток.

Плюсы запорных задвижек:

Малое гидросопротивление;
Относительная конструктивная простота;
Универсальность;
Возможность проводки рабочего вещества в прямом и обратном направлении;
Легкий ремонт.

Запорные вентили

Вид арматуры, который используется наиболее активно. Запорный вентиль применяют если необходимо полностью блокировать поток перекачиваемого вещества.

Управлять давлением внутри магистрали с помощью вентилей невозможно. Поэтому они имеют два рабочих режима: открыт, закрыт. Монтаж запорного вентиля допускается и при открытом и при закрытом режиме.

Элементам вентиля является золотник, расположенный на подвижном шпинделе. Когда вентиль переводится в положение — закрыто — рабочая поверхность винта движется поступательно и параллельно потоку. Данная особенность помогает предотвратить такой эффект, как гидроудар.

По способу, которым эти арматурные узлы обеспечивают герметичность, вентили бывают следующих видов:

Сальниковые;
Сильфонные;
Диафрагмовые.

Для облегчения врезки в трубу большинство вентилей снабжаются патрубками. Данная арматура, применяется в средах, перемещаемых под высоким давлением. Поэтому стенки делают утолщенными. Такие вентили фиксируют методом сварки.

Массивные вентили устанавливаются с использованием фланцев. Небольшие конструкции крепятся муфтой.

Управление положениями вентилей выполняется вручную или электродвигателями. На некоторых производствах используются модели вентилей, предусматривающих возможность дистанционного управления. Для разных сред специалисты подбирают вентили, выполненные из определенных металлических сплавов. При транспортировке воздушных масс или воды, если их температура ниже +50 градусов, устанавливают муфтовые вентили, отлитые из чугуна. Для магистралей с повышенным давлением используют легкие муфтовые вентили из латунных сплавов.

Оптимальное запорное устройство способное функционировать в самых жестких условиях – вентиль.

Седло вентиля плотно обжимает золотник, обеспечивая надежную герметичность. Зарекомендовавшим материалом для подобного вида арматуры — латунь.

Если приходится размещать арматуру в высокотемпературном потоке, устанавливаются сильфонные вентили из латуни. Они легко выдерживают нагревание до высокой температуры.

Достоинствами являются надежная герметичность не позволяющая попадать нагретому веществу в атмосферу.

Эксплуатация в агрессивной среде предъявляет высокие требования к коррозийной устойчивости арматуры. В последнее время в таких трубопроводах стали применять фланцевые вентили состоящие из фарфора, с нанесенной на него антикоррозийной глазурью.

В самых сложных случаях применяют вентили-диафрагмы, которые оснащаются резиновым защитным покрытием. Существующее многообразие технических решений позволяет подобрать оптимальную модель, которая подойдет для конкретного трубопровода.

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: