Назначение запорной арматуры на трубопроводах
Пензенский арматурный завод
Запорная арматура используется при создании трубопроводов и нужна для управления параметрами технологических процессов. Назначение запорной арматуры — полное перекрытие, открытие и регулирование расхода и направления транспортировки рабочей среды. К запорным механизмам относят спускную (дренажную) и контрольную арматуру, устройства, предназначенные для отбора проб, сброса теплоносителя из систем/аппаратов и подключения контрольно-измерительной аппаратуры (КИП).
Области применения, назначение арматуры
Универсальность оборудования для трубопровода, обусловленная конструктивным разнообразием, материалами исполнения и высокими требованиями к герметичности, определяет его использование в критически важных инженерных комплексах. Основные сферы применения запорной арматуры :
- магистральные и промысловые трубопроводы для нефти и газа;
- ТЭЦ, АЭС, ГРЭС (транспортировка жидкого и парообразного теплоносителя, конденсата, топлива), тепловые сети;
- трубопроводы для агрессивных, высокотемпературных, токсичных веществ, технологические установки;
- водоснабжение, теплоснабжение, газораспределение, канализация;
- промышленные системы охлаждения, гидравлики, пневматики, технологические линии.
При корректном монтаже арматуры устройства обеспечивают надежное перекрытие потоков транспортируемых по трубопроводу веществ.
Принцип действия
Принцип работы базируется на особенностях устройства арматуры запорного типа, способной изменять площадь проходного сечения трубопровода. Элемент управления (затвор — клин, шар, тарелка, мембрана) перемещается между крайними положениями «открыто/закрыто». Узел соединяется с трубопроводом фланцами или приваривается.
Ключевые этапы работы:
- Вращение маховика/рычага (или сигнал на привод) создает крутящий момент на шпинделе (штоке).
- Шпиндель преобразует вращение в поступательное перемещение или напрямую передает вращение запорному золотнику, шару или диску.
- Запорный орган перемещается и плотно прижимается к седлу.
- Уплотнительные поверхности (кольца, прокладки) обеспечивают герметичную фиксацию в закрытом положении, исключая протечки.
Виды запорной арматуры
|
Тип арматуры |
Конструкция запорного элемента |
Преимущества |
Недостатки |
|
Сферическая пробка с отверстием |
Малые габариты и вес. Быстрое срабатывание. Высокая герметичность. Низкое гидросопротивление (полнопроходные). 2 позиции (откр./закр.) |
Ограниченное регулирование. Сложность ремонта седловых уплотнений |
|
|
Задвижки |
Клин/шибер (позиционирован перпендикулярно проходному каналу) |
Минимальное гидросопротивление. Симметричность. Значительный диапазон DN/PN |
Большая строительная высота. Износ при частичном перекрытии. Длительное срабатывание. Риск заклинивания |
|
Диск на оси, расположенной перпендикулярно или под углом к трубопроводу |
Компактность и малый вес. Быстрое срабатывание. Низкая стоимость. Пригодность для больших DN |
Упругое седло (есть ограничения по химической стойкости и температуре). Повышенное гидросопротивление. Ограничения по PN/вакууму |
|
|
Вентили (запорные клапаны) |
Золотник/тарелка (параллельно оси потока) |
Высокая герметичность. Пригодность запорной арматуры для регулирования. Ремонтопригодность. Широкий диапазон P/T |
Внушительное гидравлическое сопротивление. Сложная конструкция корпуса. Ограничения по вязкости транспортируемых жидкостей и большим DN |
Классификация арматуры, назначение в зависимости от конструкции
- По функционалу:
- запорная — обеспечивает только полное открытие и перекрытие потока;
- регулирующая — точное управление расходом среды благодарят изменению проходного канала трубопровода;
- предохранительная — автоматическое снижение избыточного давления;
- защитная (отсечная) — быстрое автоматическое отключение участка трубопровода при аварии;
- контрольная — отбор содержимого для КИП;
- фазоразделительная — автоматическое разделение фаз среды.
- По материалу корпуса:
- углеродистая сталь — для среднего гидростатического напора и температуры, неагрессивных и слабоагрессивных составов;
- легированная сталь (низколегированная, хромистая) — повышенная прочность, коррозионная и эрозионная стойкость, термостойкость;
- чугун (серый, ковкий) — для воды, пара, воздуха, нейтральных жидкостей и газов при низком и среднем давлении, преимущественное применение в ЖКХ;
- цветные сплавы (латунь, бронза) — для небольших DN, воды, топлива, воздуха, хладагентов в сантехнике, холодильных и судовых установках.
- По области применения, выбор арматуры по назначению:
- базовая линейка арматуры, устройства для широкого спектра применения;
- специальная — для криогенных, агрессивных и абразивных веществ;
- судовая, с коррозионной стойкостью к морской воде;
- сантехническая — для регулирования сетей водоснабжения, отопления, канализации;
- уникальная — произведенная по чертежам заказчика.
- По особенности герметизации подвижного соединения (шток/шпиндель):
- сальниковая — герметизация уплотнительным материалом, сжимаемым сальниковой втулкой;
- сильфонная — противостоит утечкам при перекрытии трубопровода за счет упругой деформации металлического сильфона, что не допускает выход наружу опасных субстанций;
- мембранная — шток от среды в запорной арматуре изолируется эластичной мембраной.
Особенности и нюансы
Выбор материала корпуса, уплотнений и типа запорной арматуры, назначение которой определяется конструкцией, — комплексная инженерная задача, учитывающая следующие критерии:
- Химический состав, агрессивность, абразивность, вязкость, чистота рабочих сред.
- Давление, температура, особенно их экстремальные значения и перепады, и прочие техпараметры.
- Цикличность работы, требования к герметичности, скорость срабатывания, доступность для обслуживания, коррозионная активность атмосферы.
- Диаметр трубопровода (DN).
- Соединительные детали — фланец, сварка, муфта.
Пренебрежение тщательным подбором арматуры по назначению и указанным параметрам ведет к снижению надежности трубопровода, преждевременному износу, протечкам или аварийным ситуациям. Поэтому окончательный выбор типа, материалов запорной арматуры, устройств разного типа должен базироваться на детальном анализе технологической карты, действующих стандартов и рекомендаций производителей для конкретных условий эксплуатации.
Рассчитать стоимость запорной арматуры
