Какие бывают задвижки, их отличия

Задвижка – основной тип арматуры, который устанавливают на магистралях, чтобы перекрывать поток рабочей среды. Приспособления широко применяются во всех сферах. Устройства бывают разного принципа действия и управления, изготовленные из чугуна и стали. Для надежной защиты от протечек задвижки после производства и перед монтажом проходят испытания.

Область применения

Задача задвижки – блокировать перемещение веществ по трубопроводу при технологических процессах, в случае ремонта и в других ситуациях. Это самый распространенный тип устройств, которые применяют в разных сферах:

• жилищно-коммунальное хозяйство;

• энергетика;

• пищевая промышленность;

• химический синтез;

• нефтяное и газовое хозяйство;

• производство строительных материалов и др.

Любое предприятие, в котором предусмотрены инженерные сети, нуждается в запорном устройстве.

Какие виды задвижек бывают?

 Изделия классифицируют по разным признакам:

1. Материал, из которого изготовлен корпус. Узлы выпускают из чугуна, если потоки среды не обладают агрессивностью. Их обычно устанавливают в системах водоснабжения. Стальные устройства делают из высокоуглеродистых и легированных сплавов, применяют для агрессивных соединений, включая растворы кислот и щелочей. Они подходят для эксплуатации в магистралях с давлением до 250 МПа.

2. Вид шпинделя. Он бывает выдвижной и невыдвижной, что определяет сферы применения. Устройства с невыдвижным элементом устанавливают на трубопроводы с паром, водой. Арматура с выдвижным шпинделем более универсальная.

3. Материал уплотнительных элементов. Он также влияет на область применения техники. Для нейтральных жидкостей ставят обрезиненные детали, а для нефтепродуктов – с покрытием из нержавеющей стали.

4. Способ управления. Регулировать работу заслонок можно вручную штурвалом, механическим способом с применением редуктора, за счет электродвигателя.

Также задвижки различают по методу состыковки с трубой. Чаще используют монтаж через фланцы или присоединяют сваркой.

Принцип действия

Блокировка перемещения потока происходит за счет затвора, который меняет положение в корпусе. Он установлен перпендикулярно рабочей среде: воде и растворам химических соединений, пару и газообразным продуктам.

Когда штурвал начинает вращаться, вращательно-поступательные движения через гайку передаются на шпиндель. Он соединен с затвором, который от этого действия открывается или закрывается. Затвор и часть шпинделя непосредственно взаимодействуют с рабочими веществами. Чтобы не происходило утечек, движущиеся части устройства изолированы болтами сальника. В сальнике установлена набивка, которая плотно оборачивает гладкую часть шпинделя, уплотняет соединение. Также уплотнитель расположен в месте состыковки корпуса и крышки, а в местах фланцевого соединения устанавливают паронитовую прокладку.

В устройствах с выдвижным шпинделем (30ч6бр, 30с64нж и т.д.) он при вращении штурвала уходит вверх, затвор открывается. Для этого действия в технике предусмотрен бугельный узел. Его высота не меньше диаметра прохода.

С невыдвижным шпинделем

Если элемент не выдвигается, то запорное приспособление имеет более компактный размер, меньшую высоту. Самые популярные модификации М3В, М3ВГ, 30ч39р. Их применяют в условиях ограниченного пространства при условии, что в среде нет крупных примесей.

Когда штурвал совершает обороты, шпиндель делает только вращательные действия, без поступательных, как у выдвижного типа. Он уходит в отверстие, выполненное в клине. Арматуру этого типа выпускают преимущественно чугунной.

Как отличить чугунную задвижку от стальной?

Первая подсказка – маркировка, обозначение изделия, в котором буквами указан металл корпуса и тип уплотнения. Если это 30с41нж, то в наименовании буква «с» указывает на оболочку из стали, а «нж» на покрытие из нержавеющей стали для уплотнителя, что позволяет применять аппаратуру для агрессивных сред (масла, нефти, керосина, бензина). Если в маркировке 30ч39р, то буква «ч» указывает на применение чугуна, а «р» – на клин из резины. Этот тип подходит для перекачивания чистой воды или пара.

Еще одна подсказка – цвет:

1. Товары из чугуна делают красными, синими или черными.

2. Продукцию из углеродистой стали покрывают составами серого цвета, а из легированной – голубого.

Сфера применения – еще одна подсказка. Чугун выдерживает неагрессивные среды. В случае, когда в паспорте область ограничена только паром и водой без примесей, то это чугунный товар. Если можно ставить на магистрали для газообразных соединений, нефтепродуктов, химических растворов, то материал корпуса – сталь.

Затвор

Рабочий элемент бывает трех типов:

• клин (жесткий, упругий, двухдисковый), при котором поверхности для перекрывания располагаются друг к другу под углом;

• диск с параллельными поверхностями;

• лист или шибер, когда перекрывающая деталь сделана из сплошного листа металла.

Для уплотнения применяют покрытие из EPDM. Нанесение из резины защищает от коррозии, не истирается, подходит для коммунальной сферы. С покрытием из стали узлы устанавливают в сетях с высоким давлением, экстремальной температурой, с агрессивными субстанциями.

Тип привода

Для запуска механизма применяют:

• ручное управление;

• механическое воздействие;

• электрические устройства;

• электромагнитные приспособления;

• пневматические приводы;

• гидравлические системы.

Выбор зависит от размера и веса узла. Проходное отверстие составляет до 1,6 м, чаще на производствах устанавливают узлы с диаметром от 50 до 800 мм, вес которых от 40 до 3500 кг. Для изделий небольшого веса достаточно простого ручного и механического воздействия, для массивной арматуры нужны приспособления электрического, пневматического или гидравлического типа.

Материал корпуса

Корпус и его элементы (штурвал, крышку) делают из чугуна и стали разных марок, включая легированную 20 ГЛ, нержавеющие сорта 20Х5мл, 12Х18Н12М3ТЛ и другие сплавы. У каждого металла свои особенности. Выбирают материал с учетом свойств рабочей среды (температура, давление, агрессивность к металлу). По ГОСТ 9.908-85 уровень коррозии не должен быть более 0,1 мм в год.

Чугун

Это прочный материал, в составе которого есть шаровидный графит, из-за чего металл имеет сплошную структуру, хорошо противостоит коррозии. Чугунные узлы устанавливают в системах с умеренным давлением и инертными веществами. Они востребованы в коммунальной сфере для организации водоснабжения и отопления.

Чтобы увеличить защиту чугуна от коррозии, внутри и снаружи его обрабатывают порошковыми составами с эпоксидной смолой. Это продлевает срок службы узла. Иногда применяют никелирование – покрытие слоем никеля толщиной около 50 мкм. Чугунный каркас узла дополняют чугунным клином с уплотнением из этилен-пропиленового каучука.

Сталь

Самые распространенные сплавы, которые применяют для производства корпуса задвижки, – это 25 Л и 35Л. Они универсальны, подходят для перекачивания воды, пара, газа, нефти и продуктов ее переработки. Элементы из 25Л получаются надежными, выдерживают работу в широком диапазоне температур от -40 до + 450 градусов. Такие узлы можно ставить в регионах с суровым климатом, где зимой температура опускается до -45 градусов.

К стальному корпусу необходимы стальные клинья или диски, которые делают из сплавов 25Л или 20ГЛ, стали с легирующими компонентами (никель, хром). На уплотнительные части наплавляют проволоку, которая не подвержена коррозии (07Х25Н13, 08Х21Н10Г6).

Основные параметры задвижек

К главным характеристикам запорных приспособлений относят:

• диаметр прохода, который замеряют в затворе с учетом полно- и неполнопроходного типа устройств;

• давление в магистрали, которое выдержит узел;

• климатическое исполнение с учетом региона, где планируется эксплуатировать изделия;

• допустимый уровень температуры перекачиваемой среды;

• установка в системе (горизонтально или вертикально по положению шпинделя);

• уровень герметичности (от А до G).

Все свойства указывают в паспорте на товар.

Климатическое исполнение

Задвижки по ГОСТ 15150-69 выпускают нескольких категорий с учетом характеристик окружающей среды:

Максимальная температура рабочей среды

Параметр зависит от материала корпуса и затвора. Работа на предельной температуре требует снижения давления, поскольку при сильном нагревании уменьшается прочность основных элементов.

Расположение в трубопроводе

Стальные и чугунные запорные механизмы ставят в магистрали так, чтобы шпиндель перемещался в вертикальной плоскости, но можно устанавливать задвижки и с горизонтальным движением шпинделя. При монтаже учитывают предъявляемые к приводу требования. С ручным управлением проблем не возникает, а гидравлика, пневматика и электропривод имеют ограничения, прописанные в паспорте.

При горизонтальном монтаже по положению шпинделя для устройств диаметром более 40 см требуется установка опоры для привода и для задвижки, если нет армирования трубы на этом участке.

Класс герметичности

Продукцию выпускают классом от А до D по убывающей. Для оценки этой характеристики на предприятии проводят испытания на стендах, порядок регламентирует ГОСТ 9544-2015. В качестве рабочего вещества применяют газ или жидкость:

1. Для монтажа в сети по перекачиванию неопасных субстанций испытания проводят обычной водой либо керосином. Воду подают, повышая ее давление до номинального уровня, затем еще на 10% увеличивают и выдерживают определенный период, фиксируя утечки, их объем.

2. Если блокировка нужна для транспортировки опасных, токсичных соединений, прокачку проводят азотом или воздухом. Уровень давления воздуха при проверке составляет 0,6 МПа.

Время выдержки задвижки под давлением зависит от ее размера. Узлы до 50 мм проверяют 60 секунд, с диаметром 65-150 м выдерживают 120 секунд. Если диаметр больше 200 мм испытания проводят 3 минуты.

Монтаж

Любые ошибки при установке чреваты протечками, авариями, поскольку сети функционируют под высоким давлением. К монтажным работам допускаются только обученные сотрудники, имеющие допуск на данный вид деятельности. Подготовку к монтажу проводят в такой последовательности:

1. По ГОСТ 9.014-78 изделие снимают с хранения, расконсервируют.

2. Шпиндель покрывают свежим смазочным составом.

3. Заглушки с патрубков снимают, проверяют, чтобы в них не было грязи, посторонних предметов.

4. Проверяют действие затвора: открывают и закрывают его.

Для перемещения арматуры задействуют краны, фиксируя деталь за патрубки. При состыковке важно исключить удары о края труб. Подвесы удаляют после фиксации крепежей (шпилек, болтов, гаек), затягивания фланцев или окончания приварки. Если пренебречь этим правилом, есть высокий риск перекоса с утратой герметичности. При затягивании крепежей силу контролируют ключом с динамометром, чтобы не было перетяжки болтов.

Испытания

Запорная арматура проходит испытания в ходе производства и после монтажа на трубопровод гидравлическим методом. Для этого прокачивают рабочий поток с давлением на 25% выше допустимого по паспорту.

В ходе испытаний оценивают плотность соединения фланцев, герметичность стыковки арматуры с трубой, отсутствие протечек в месте касания корпуса и крышки с прокладкой, уплотнения в сальнике. Работы проводят при полностью открытом проходе, при проверке затвор не должен перемещаться. Результаты заносят в паспорт изделия.

Хранение

Если изделия не монтируют сразу в инженерные сети, после демонтажа узла его необходимо подготовить перед отправкой на длительное хранение. Методы консервации регламентирует ГОСТ 9.014-78. Для хранения необходимо использовать заводскую упаковку.

Перед укладкой изделие очищают от следов рабочей среды, на патрубки устанавливают заглушки. Шпиндель покрывают смазкой. Сбережение допускается только при закрытом затворе. В таком же виде товар перевозят, дополняя коробку крепежами, чтобы не было смещения. Погрузку и разгрузку выполняют аккуратно, избегая ударов, толчков.