что такое задвижка на трубопроводе

Какими бывают задвижки для трубопроводов, устройство и принцип работы

Эксплуатация любой трубопроводной промышленной магистрали предусматривает наличие элементов, перекрывающих поток жидкости, газа, сыпучих материалов и других видов рабочих тел при необходимости обслуживания или ремонта. Функции запора и регулировки потока движущегося вещества в линиях выполняют задвижки для трубопроводов, имеющие различное назначение и конструктивное исполнение.

Область применения

Задвижки используют в качестве запорной и регулирующей поток арматуры в трубах, иногда с их помощью управляют объемом подачи за счет снижения условного диаметра прохода.

Задвижки редко применяются в быту, в основном они служат для регулировки водо- и газоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве, в магистралях для транспортировки газа, нефти, пищевой и химической промышленности при подаче технологических компонентов в производственном процессе.

Запорные элементы используют на трубопроводах с большими условными диаметрами прохода, применяемые материалы изготовления – недорогие черные и цветные металлы в различных сочетаниях.

Рис.1 Задвижки для трубопроводов водоснабжения

Что такое задвижки: назначение и основные конструктивные элементы

Задвижкой называют вид трубопроводной арматуры, предназначенной для перекрытия или регулирования потока вещества, проходящего по магистрали. Они могут работать в среде с газообразными, сыпучими, жидкими веществами различной вязкости и химической активности.

Основными конструктивными элементами в системе задвижки любой конструкции являются:

Рис. 2 Трубопроводные задвижки из стали – параметры по ГОСТ 9698-86

Достоинства задвижек

Основные параметры задвижек регламентированы ГОСТ 9698-86, используемые в промышленности изделия имеют следующие особенности:

Рис. 3 Запорная чугунная фланцевая арматура

Рис. 4 Задвижки для трубопроводов из цветных металлов

Минусы

При изготовлении запорной арматуры для удешевления часто используют чугун, подобные конструкции имеют следующие недостатки:

Рис. 5 Принцип работы затвора клинового типа

Задвижки для трубопроводов — виды и классификация

Задвижные узлы имеют разные конструктивные и физические параметры, по конструкции и классификации задвижек их подразделяют на следующие классы:

Рис. 6 Разборка клиновидной системы (корпус, вид клина задвижки)

Клиновые задвижки

Устройство задвижки данного типа представляет собой заслонку с расположенными под углом поверхностями, которая при отпускании располагается в клинообразном седельном гнезде.

Жесткий клин

Модель отличается невысокой стоимостью, простотой, жесткостью, надежностью и хорошими параметрами герметичности, при изготовлении требует использования высокоточного оборудования. Клин шарнирно подвешен к шпинделю, размещенному в верхней крышке, и опускается в канал по встроенным в корпус направляющим, система способна работать с большими перепадами давления. К недостаткам относится сложный ремонт и заклинивание при воздействии высоких температур в результате линейного расширения металла при нагревании.

Рис.8 Задвижки для трубопроводов клиновые — конструкция

Клин с двумя дисками

Клиновые задвижки для трубопроводов данного типа состоят из заслонки в виде двух размещенных под углом дисков с разжимной деталью между ними (имеет вид шарообразного грибка) — это позволяет ей самоустанавливаться, обеспечивая при этом высокую плотность перекрытия канала и исключая заклинивание.

Типы задвижек с двумя дисками имеют сложное конструктивное исполнение и соответственно дороги, их преимущества — малый износ затворных и седельных поверхностей за счет отсутствия контакта по пути перемещения, высокая степень герметизации, небольшое прилагаемое усилие для закрывания прохода.

Устройства выпускают только с выдвижным штоком, многие модели бывают с кольцевыми уплотнениями на затворных дисках, позволяющими повысить герметизацию прохода.

Рис. 9 Разновидности поворотных систем

Упругий клин

В данной конструкции привод затвора разрезан на две части и между ними расположен пружинящий элемент — это позволяет перемещаться уплотнительным элементам относительно друг друга на небольшой угол, обеспечивая тем самым лучший контакт с седельным кольцом. При изготовлении не требуется высокоточная подгонка, исключено высокотемпературное заклинивание, к недостаткам относится повышенная истираемость плоскостей клина в результате раннего вступления в контакт при опускании.

Поворотные

Параллельные (шиберные)

В шиберных задвижках устройствах поверхности седел и затворного диска параллельны, при опускании диск (шибер) герметично перекрывает проход за счет давления на его поверхность проводимой среды. К недостаткам относят большие энергозатраты на перемещение в результате трения уплотнительных колец седла и шибера на всем пути движения и соответственно повышенное истирание герметизирующих поверхностей. Используется при пониженных требованиях к герметичности, легко обслуживается и ремонтируется.

Рис.10 Шиберные параллельные задвижки

Шланговые

При транспортировке агрессивной химической среды в системе, задвижки должны иметь высокую защиту от коррозии — лучшим вариантом в этом случае является использование устройств шлангового типа. Узел имеет рабочий канал в виде эластичного гибкого шланга, который при перекрытии потока сжимается в средней части.

Рис. 11 Шланговый тип задвижки – принцип действия

Маркировка

Маркировка задвижной трубопроводной арматуры регламентируется в соответствии с ГОСТ 4666-75, она выполняется на корпусе или табличке с указанием следующих данных:

Рис. 12 Примеры маркировки

Монтаж запорной арматуры в системах водоснабжения

Установка задвижки в магистральный трубопровод промышленного назначения проводится квалифицированными специалистами, при этом наиболее часто используется соединение элементов друг с другом с помощью фланцев. При проведении работ в водопроводной магистрали действуют, соблюдая следующие особенности установки:

Рис. 13 Способы монтажа и настройки запорных устройств

Перед выбором запорной арматуры необходимо учитывать ее характеристики в соответствии с ГОСТ — наиболее высокими параметрами обладают стальные промышленные изделия. Для бытового использования подходят задвижные узлы для трубопроводов из цветных металлов — они имеют небольшие размеры условного прохода и доступный монтаж с помощью резьбовых муфт.

Ознакомительное видео про задвижки для трубопроводов

Источник

Водопроводные задвижки: классификация, устройство и их виды

Водопроводная задвижка – это элемент, относящийся к запорной арматуре, и предназначенный для полного перекрытия потока рабочей среды в трубе. Основная подвижная деталь – затвор, расположенный перпендикулярно оси потока.

Конструкция данного приспособления позволяет использовать ее не только для остановки воды, но и для перекрытия потока сжатого воздуха, жидких углеводородов и так далее.

Кроме того, широкое распространение некоторых типов данных устройств (например, секущие задвижки) получили в нефтяной отрасли.

Устанавливаться запорная арматура может не только на металлические, но и на пластиковые трубы. Главное – обеспечить надежное соединение элементов системы.

Принцип действия

Вне зависимости от типа все приспособления для перекрытия водопроводной трубы состоят из следующих деталей:

В корпусе находится полость, в которой размещены запорные элементы. В большинстве случаев корпус изготавливается из чугуна или стали, соединение с другими элементами инженерной системы происходит при помощи фланцев или посредством сварки. Главное достоинство первого способа – возможность быстрой и простой замены элемента в случае поломки. Сварочный же шов является самым надежным способом соединения, поэтому чаще всего в системах водоснабжения применяется именно он.

В состав запорного узла входит направляющая и затвор. Чаще всего направляющая является частью корпуса, что обеспечивает максимальную надежность данного приспособления и точность всех движений. Все детали изготавливаются из высококачественной стали, на затвор же дополнительно наносится слой специального покрытия, препятствующего образованию коррозии.

Узел для управления состоит из винтового штока (вентиля), махового колеса и резьбовой втулки, при помощи которой крутящий момент преобразуется в поступательное перемещение затвора. Узел устанавливается в верхней части приспособления, причем все его элементы располагаются в собственном металлическом кожухе. Соединение с основным корпусом происходит при помощи фланцев.

Кроме того, в конструкцию входит бугельный узел задвижки, обеспечивающий вынос соединения шток-гайка за пределы основного корпуса. Таким образом, соединение защищается от негативного воздействия перемещаемой среды (например, высокой температуры).

Работа трубопроводной задвижки происходит по следующему принципу:

Для открытия затвора необходимо повернуть маховик в обратном направлении.

Важно! Не стоит использовать данное приспособление для регулирования потока жидкости. При длительном воздействии воды, металлические элементы со временем шлифуются, а значит, впоследствии будут неэффективны для полного перекрытия системы. Для частичного перекрывания трубопровода следует применить специальную регулирующую арматуру.

В большинстве случаев сильно изношенные водопроводные запорные устройства не подлежат ремонту, единственное верное решение – замена. Поэтому внимательно следите за правильностью ее применения.

Источник

Виды и типы задвижек

Среди общей массы устройств запорной арматуры выделяются задвижки. Их используют для перекрытия потока вещества в трубе при ремонте трубопровода и в других случаях. Для разных транспортируемых сред, температур, а также показателей давления в системе, заводы выпускают несколько моделей этих устройств. И чтобы обеспечить плановую работу магистрали, надо знать, какие виды задвижек бывают, как их монтировать в трубопровод, а потом правильно эксплуатировать.

Классификация задвижек

Для того, чтобы обеспечить технологические потребности всей трубопроводной отрасли, задвижки выпускаются с разными техническими характеристиками и разного назначения. Они различаются по:

Как видно из списка выше, задвижки имеют широкий диапазон характеристик. Чтобы упростить выбор изделия для конкретного производства со всеми его особенностями, установлен единый порядок маркировки устройств запорной арматуры. Он указан в документе СТ ЦКБА 036-2017.

Кроме того, заводы-изготовители дополнительно комплектуют задвижки информационными табличками, отражающими основные технические и эксплуатационные характеристики изделия. В следующих разделах обозначениям будет уделено достаточно внимания. Но сначала давайте познакомимся с конструкцией задвижки и ее принципом действия.

Конструкция

Задвижка состоит из 3 основных частей.

Рисунок 1. Конструкция

На рисунке 1 представлены два типа задвижек:

Отличие этих двух видов запорной арматуры заключается в следующем.

В первом варианте шпиндель, при подъеме затвора в положение «открыто», выдвигается вверх, обеспечивая требуемый ход клина. Такое исполнение имеет как преимущества, так и недостатки. Плюсом является тот факт, что шпиндель не контактирует с рабочей средой, а значит, не подвержен коррозии. Но за счет увеличенной строительной высоты, такая задвижка подойдет далеко не для всех условий монтажа.

Второй вариант лишен недостатка выдвижного шпинделя. Эту задвижку можно устанавливать в стесненных условиях. Но здесь шпиндель расположен внутри корпуса, а значит, в процессе работы на него будет воздействовать рабочая среда.

На рисунке 1 представлены конструкции задвижек с ручным приводом.

Но кроме такого исполнения, выпускаются устройства, укомплектованные:

Рисунок 2. Виды приводов

Самыми востребованными являются задвижки с ручным, механическим и электроприводом. Это объясняется тем, что такие устройства – самые надежные и долговечные в эксплуатации. Использование пневмо- и гидропривода происходит очень редко, так как обслуживание резервуаров с жидкостью или воздухом под давлением требует дополнительных затрат.

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы задвижки с выдвижным шпинделем.

Для того, чтобы перевести затвор в одно из крайних положений (открыто/закрыто), надо поворачивать штурвал по или против часовой стрелки. Вращение передается на приводную гайку, расположенную в центре маховика.

За счет резьбового соединения гайки со шпинделем, последний совершает вращательно-поступательное движение, увлекая за собой затвор. Клин и шпиндель соединены между собой т-образным соединением типа «шип-паз». По достижению затвора одного из крайних положений, ход штурвала резко затрудняется, сигнализируя о полном цикле работы.

Задвижки с невыдвижным шпинделем работают иначе. Из названия уже понятно, что шпиндель здесь не двигается вверх/вниз, а совершает только вращение вокруг своей оси. Приводная гайка в таком устройстве располагается непосредственно в клине, закрепленном с ней аналогичным т-образным соединением.

При вращении штурвала, движение передается от шпинделя к гайке. Она (гайка), наворачивается на ось шпинделя, увлекая за собой затвор. Для того, чтобы шпинделю было «куда деться», в клине образовано отверстие.

Рисунок 3. Устройство затвора

Задвижки с невыдвижным шпинделем имеют ограниченную область использования. Их применяют в трубопроводах, по которым транспортируют светлые нефтепродукты, масла, а также воду с низким содержанием солей щелочноземельных металлов кальция и магния (мягкая вода).

Материалы изготовления

Для сравнения рассмотрим 2 популярные задвижки марок 30с41нж и 30ч39р.

Стальные задвижки

Корпус 30с41нж выполнен из стали, о чем говорит буква «с» в маркировке. Приставка «нж» на конце означает, что уплотнительные поверхности дисков клина и седел корпуса изготовлены из нержавейки.

Рисунок 4. Затвор 30с41нж

А вот из каких марок сталей изготавливаются остальные детали:

Уплотнитель сальника

Кроме металлических частей, в задвижке 30с41нж присутствует сальниковое уплотнение в виде набивки ТРГ. Этот материал предотвращает выход рабочей среды через сальник в месте входа шпинделя в корпус.

Рисунок 5. Виды набивки

ТРГ – это терморасширенный графит. Он выпускается в виде шнура или кольца. В трубопроводной арматуре может использоваться несколько его модификаций.

Вот о чем речь:

Стальные клиновые задвижки выпускает Сибирский завод трубопроводной арматуры «СибЗТА». В технологическом процессе изготовления применяются современные материалы. Один из них – термопластичный графит, используется в сальниковом узле для герметизации системы относительно окружающей среды. Добавление термопластов в состав позволяет набивке многократно переходить в вязкотекучее и высокоэластичное состояние. Это означает, что под воздействием высоких температур рабочей среды, уплотнение не изменяет своих качественных характеристик.

Модель 30ч39р изготавливается из чугуна марки GGG40 и GGG50. Применение этого металла позволяет корпусным деталям задвижки выдерживать давление на разрыв до 370 МПа.

В отличие от стальных изделий, она предназначена исключительно для работы в магистралях, по которым транспортируется горячая/холодная вода и пар.

Материалы изготовления деталей.

EPDM – это международная маркировка этилен-пропиленового каучука. Кроме этого уплотнения применяют Viton (фторкаучук) или Silicon (кремнийорганическое соединение). Первый имеет отличную стойкость к воздействию высоко-кислотных сред, второй же – отлично справляется с экстремальными и быстроменяющимися температурами.

Основным отличием чугунных задвижек от стальных, помимо металла корпуса, является использование резинового клина (EPDM, Viton или Silicon). Для воды такое исполнение является наилучшим, так как полностью исключается коррозия затвора.

Конструкция клина

Устройство затвора в стальной и чугунной задвижке отличаются. Это обусловлено сферой применения устройств в трубопроводной промышленности.

Рисунок 6. Виды клина

Стальные задвижки

Стальные задвижки, используют в магистралях, предназначенных для транспортировки:

Воздействие рабочих сред на уплотнительные поверхности затвора вызывает механические повреждения и коррозию. Для снижения негативных последствий и увеличения срока службы изделия, уплотнительные поверхности наплавляют с использованием коррозионностойкой проволоки марок 08Х21Н10Г6 и 13Х25Т.

Существует два метода нанесения уплотнителя на диски клина и седла корпуса.

Рисунок 7. Лазерная наплавка

Оба метода характеризуют собой химическую реакцию, при которой под воздействием высокой температуры в основной металл клина (или кольца) подмешивается проволока из сплава определенной марки. После того, как наплавочный шов остывает и набирает прочность, его подвергают ручной или автоматической шабровке.

Шабровка – это выведение идеально ровных геометрических параметров поверхностей. Такую процедуру проводят как с клином, так и с кольцами в корпусе. Задачей шабровки служит идеальная подгонка двух поверхностей относительно друг друга. От этого зависит основной эксплуатационный показатель работы задвижки – класс герметичности затвора.

Клин затвора в стальных задвижках может иметь 3 вида конструкции.

По эксплуатационным характеристикам, наиболее лучший вариант исполнения клина – двухдисковая конструкция. При таком способе сборки, осуществлять подгонку уплотнителей дисков и колец намного легче. Это положительно влияет на степень герметичности затвора.

Двухдисковые задвижки дольше сохраняют заводской класс герметичности в процессе эксплуатации за счет снижения трения уплотнителей. Также они в меньшей мере подвержены заклиниваниям и «приварке» за счет коррозионного разрушения металла.

Чугунные задвижки с обрезиненным клином

Клин чугунной задвижке выполнен из специальной резины EPDM. За счет физических и химических свойств этого материала, в процессе эксплуатации затвор практически не подвергается каким-либо дефектам и разрушениям.

EPDM не подвержен коррозии, сохраняет заводские геометрические параметры под воздействием повышенных/пониженных температур воды. Добавление в состав уплотнителя каучука делает клин 30ч39р упругим и в то же время мягким.

Задвижки 30ч39р с использованием в качестве материала уплотнителя EPDM в обиходе называют задвижки с обрезиненным клином.

30ч39р используется исключительно для воды и пара в городских системах водоснабжения, канализации и отопления, а также на предприятиях, эксплуатирующих такие магистрали.

Эксплуатационные показатели работы

Вне зависимости от моделей задвижек установлены общие эксплуатационные показатели работы. К ним относятся:

Выбор задвижки для определенной рабочей среды, осуществляется по стойкости материала корпусных деталей к коррозионному разрушению. В соответствии с ГОСТом 9.908-85, скорость коррозии не может превышать 1мм в год.

Климатическое исполнение стальных и чугунных задвижек по ГОСТ 15150 отличается. Так для изделий из стали применяются исполнения:

Чугунные изделия также классифицируются по ГОСТ 15150, но с другими маркировками (У, Т, УХЛ, ОМ).

Маркировка

Требования к маркировке и обозначениям стальных и чугунных задвижек можно найти в 3 документах.

Разберем на примере стальную задвижку 30с515нж. Согласно СТ ЦКБА:

Если в середине обозначения указаны 2 цифры (30с15нж) то это означает, что привод у задвижки ручной. Цифра «5» перед номером модели указывает на механический привод. А вот цифра «9» (30с915нж) обозначает наличие переходника под электропривод.

Рисунок 8. Маркировка

По ГОСТу 4666, на корпусе задвижки должны присутствовать следующие данные.

Эти данные могут быть указаны как на корпусе устройства, так и на информационной табличке, прикрепленной к корпусу или крышке. При наличии электропривода, на него устанавливается отдельная информационная табличка.

Также завод-изготовитель дополнительно может указывать другую информацию об изделии, установленную в технических условиях на продукцию.

По согласованию с заказчиком возможна поставка изделий под электропривод и механический редуктор.

Наносятся обозначения на корпус задвижки методом литья или ударным способом. Информационная табличка может быть отпечатана типографским способом. Также таблички допускается изготавливать ударным методом.

Транспортировка и хранение

Перед тем, как задвижка поступит в продажу, она проходит выходной контроль с отметкой проверяющего в паспорте изделия (ОТК). После этого, прибор подлежит консервации с соблюдением требований, изложенных в ГОСТ 9.014-78.

Используемые варианты защиты:

Перевозка изделия к месту постоянного хранения или монтажа осуществляется строго в заводской таре. При этом должны выполняться требования по транспортировке и хранению, изложенные в ГОСТ 15150-69, пункт Ж1. Для перевозки задвижек с электроприводом выполняются требования пункта Ж2.

В процессе перевозки ящики с изделиями должны быть закреплены в транспортной таре (ж/д вагон, кузов автопоезда и т.д.). В процессе разгрузки на территории предприятия, нельзя бросать и кантовать (переворачивать) тару с задвижкой.

Если изделие подлежит постановке на длительное хранение, то выполняются все необходимые мероприятия по консервации, указанные в ГОСТ 9.014.

Хранить задвижку надо в заводской коробке, а при ее отсутствии, в схожей по габаритам и материалу изготовления чистой таре. При этом клин должен быть опущен в нижнее положение «закрыто», а присоединительные патрубки закрыты заглушками.

Рисунок 9. Тара

Такой порядок обеспечит сохранное хранение задвижки на долгое время. Дополнительно, каждые пол года изделие смазывается.

Правила монтажа

При установке задвижки в трубопроводную магистраль, рабочий персона должен:

Порядок обучения работников предприятия правилам безопасности труда изложен в ГОСТе Р 53672-2009г.

Изделие до момента его установки должно находиться в заводской упаковке. Непосредственно перед монтажом задвижку надо проверить на работоспособность, совершив 3 цикла работы затвора. Также производится визуальный осмотр внешних и внутренних частей корпуса.

Перед установкой шпиндель (резьбу) надо смазать пастой марки ВНИИ НП-232, регламентированной по ГОСТу 14068.

Подвешивать изделие можно только за присоединительные патрубки.

Рисунок 10. Строповка

Порядок выполнения работ.

Изделия большого диаметра имеют большую массу. К примеру, 30ч539р Ру16 Ду1000 весит около 1,5 тонны. Поэтому при установке такого «гиганта» в магистраль, предусматривается опора. Монтаж с опорой на трубу строго запрещен.

Источник