Задвижка — разновидность запорной арматуры, используемая для перекрытия либо изменения пропускного объема транспортируемой рабочей среды в технологических, промышленных и санитарных трубопроводах.
В данной статье представлены фланцевые задвижки. Мы рассмотрим клиновые, параллельные, клинкетные, шиберные и шланговые модификации, изучим конструктивные особенности арматуры и ее эксплуатационные характеристики.
Cодержание статьи
Функциональное назначение и конструктивные особенности
Задвижки стальные фланцевые отличаются от других разновидностей трубопроводной арматуры тем, что запорный механизм в них перемещается перпендикулярно движению рабочей среды. Такие конструкции выпускаются в диаметре 15-2000 мм, они предназначены для установки на трубопроводы, рабочая температура в которых не превышает 600 градусов с давлением до 25 МПа.
Запорные задвижки широко используются во всех сферах промышленности:
- системы водоснабжения и отопительные коммуникации жилищно-коммунальных хозяйств;
- транспортные системы нефти и газа;
- магистральные трубопроводы энергетической промышленности.
Распространение данного вида трубопроводной арматуры обусловлено следующими эксплуатационными преимуществами:
- простота и ремонтопригодность конструкции;
- минимальная строительная длина;
- надежность в сложных условиях эксплуатации;
- низкий уровень гидравлического сопротивления.
Есть у задвижек и недостатки, основным из которых является большая габаритная высота конструкции, что особенно характерно для изделий с шпинделем выдвижного типа, в которых ход штока должен быть равен полному диаметру пропускного отверстия. Также минусом является длительное время открытия и склонность к эксплуатационному износу уплотнительных элементов, вследствие которого задвижки требуют периодического обслуживания и ремонта.
Отметим, что конструктивные особенности задвижек не предполагают их использование в качестве регулирующей арматуры — при эксплуатации запорный механизм должен находиться в крайнем открытом либо закрытом положении, а не в промежуточном.
Практически все разновидности задвижек производятся в полнопроходной конфигурации — сечение пропускного отверстия у них идентично диаметру труб, на которые устанавливается изделие. Редукционные задвижки (с суженным сечением пропускного отверстия) также выпускаются, но они имеют узкую сферу использования — устанавливаются лишь на трубопроводы, для управления арматурой на которых необходимо снижение оказываемого рабочей средой крутящего момента.
Управляющим механизмом в запорной арматуре выступает ручной штурвал, также существуют конструкции оборудованные гидравлическими либо электроприводами, реже — пневматическим приводом. Крупноразмерные задвижки, в которых реализовано ручное управление, для облегчения усилий при открытии комплектуются редуктором.
Технология изготовления и используемые материалы
Задвижки, в зависимости от способа изготовления, классифицируются на литые и сварные. Методом литья производятся стальные, алюминиевые и чугунные конструкции, с помощью сварочного соединения — титановые и некоторые разновидности стальных изделий. В плане прочности и надежности сварные конструкции практически не уступают литым аналогам.
Уплотнительные элементы арматуры могут выполняться из фторопласта, латуни либо резины. Эластичные материалы (резина и синтетический каучук — EPDM) чаще всего используются при производстве клиновых задвижек (где резиной покрываются стенки запорного механизма) и шланговых конструкций (из резины сделан пережимной шланг).
Задвижки имеют унифицированную согласно ГОСТ №9698 маркировку типа 30нж42п ду50, в которой:
- 30 — номенклатура арматуры (также может использоваться цифра 31);
- нж — обозначение материала, из которого изготовлена конструкция, в данном случае нж — нержавеющая сталь (с — сталь углеродистая, лс -легированная сталь, ч — чугун, тн — титан);
- 42 — номер модели;
- п — материал изготовления уплотнительных элементов (п — пластик, бр — бронза либо латунь, р — резина, п -пластмасса);
- ду50 — диаметр 50 мм (варьируется в пределах 15-2000 мм).
Монтаж фланцевой задвижки Ду219 (видео)
Принцип работы и разновидности
Принцип работы всех разновидностей задвижек схож между собой. Корпус и крышка арматуры образуют полость, в которой размещен запорный узел. На корпусе размещены фланцы, посредством которых задвижка соединяется с трубопроводом. В зависимости от типа соединения конструкция может быть фланцевая и межфланцевая, которая зажимается между фланцами соседних участков трубопровода (межфланцевая задвижка имеет значительно меньшие габариты.
Внутри корпуса, рядом с запорным элементом, расположено два седла (параллельно либо под определенным углом друг к другу). Регулировка затвора выполняется посредством вращения привода, к которому запорный механизм подсоединен с помощью штока. В зависимости от принципа движения штока задвижка бывает выдвижная (шток при закрытии совершает вращательно-поступательное перемещение) либо поворотная (исключительно вращательное перемещение).
Шток установлен внутри ходовой гайки, данный узел именуется резьбовой парой. Гайка, при вращении привода, обеспечивает движении запорного элемента в заданном направлении. При перемещении затвора в закрытое положение его стенки прижимаются к уплотнительным поверхностям седла, тогда как в открытом положении затвор полностью выходит из проходного отверстия корпуса.
Основная классификация арматуры выполняется в зависимости от типа запорного механизма, согласно которой задвижки делятся на:
- клиновые;
- параллельные;
- шиберные;
- шланговые.
В клиновых конструкциях затвор имеет конусную форму, при закрытии он входит в седла, расположенные под заданным углом друг к другу, и перекрывает пропускное отверстие. Клин, в зависимости от конструктивного исполнения, может быть жестким либо клинкетным.
Клин жесткого типа (стальной) обеспечивает максимальную герметичность в закрытом положении, однако эксплуатация такой конструкции может сопровождаться рядом проблем, связанных с заклиниваем затвора по причине температурных колебаний либо повреждения уплотнительных поверхностей из-за коррозии.
Задвижка клинкетная фланцевая имеет затвор, состоящих из двух размещенных под углом друг к другу дисков, которые жестко соединены между собой. Такая конструкция отличается повышенной надежностью — она не заклинивает, уплотнители подвергаются минимальному износу а для изменения положения затвора требуется прикладывать гораздо меньше усилий. Задвижка клинкетная фланцевая является наиболее распространенным типом судовой арматуры.
В параллельных задвижках затвор состоит из двух дисков, которые перемещаются между параллельно расположенных друг к другу уплотнительных седел. Разновидностью параллельной конструкции является шиберная задвижка, в ней запорный узел имеет схожую конструкцию, однако затвор состоит из 1-го диска.
Шиберная арматура устанавливается на трубопроводы с односторонним движением рабочей среды. За счет простоты конструкции она не способна обеспечить максимальную герметичность перекрытия, однако шиберный затвор отличается ремонтопригодностью, что позволяет использовать такие конструкции в сточных и канализационных системах, транспортирующих жидкость с высоким содержанием механических частиц.
Задвижки шлангового типа кардинально отличаются от рассмотренных ранее аналогов. В их конструкции отсутствуют уплотнительные седла — рабочий поток циркулирует внутри эластичного резинового шланга, который полностью изолирует внутренние поверхности корпуса от транспортируемой жидкости. Перекрытие потока осуществляется за счет пережатия шланга штоком.
Такие конструкции предназначены для установки на трубопроводы, транспортирующие вязкие вещества и химически агрессивные жидкости, под воздействием которых происходит ускоренная коррозия стали — резина является материалом, устойчивым к большинству химических соединений. Эксплуатация данных задвижек возможна при температуре до 110 градусов и давлении рабочей среды до 1.6 МПа.
