Основные типы задвижек больших диаметров

Задвижки – основная арматура, которую устанавливают на трубопроводах значительного сечения, чтобы перекрывать, регулировать жидкую или газообразную среду. Есть несколько типов таких изделий. При выборе необходимо учитывать материал, конструктивные особенности и другие параметры.

Общие сведения о задвижках больших диаметров

Запорный узел для магистралей состоит из трех элементов:

1. Корпус. Основную часть делают из прочного металла, она имеет цилиндрическую форму. Для продления срока службы его покрывают антикоррозионными составами. Основная часть корпуса устанавливается в трубе, меньшая выступает над ней, обеспечивает крепление и управление устройством. В нем предусмотрен канал для прохода жидкости, он монтируется стационарно.
2. Заслонка. Это передвижной элемент, установленный внутри корпуса. Его задача – блокировать поток, открывать и закрывать магистраль. Для перекрытия применяют элементы в виде клина, диска, которые перемещаются перпендикулярно потоку. Для герметичного закрытия трубы заслонка может иметь покрытие из резины или полимеров.
3. Привод. Он обеспечивает перемещение заслонки. Эта часть имеет форму маховика, который перемещается на штоке, управляется за счет ручной силы, пневматики.

Самый распространенный материал для изготовления – сталь. Детали из нее получаются прочные, долговечные, а блокировка магистрали надежной. Сталь, особенно нержавеющая, подходит для рабочей среды любого типа, включая пожароопасные, агрессивные соединения, с экстремальной температурой.

Еще один материал, который применяют для производства задвижек крупных диаметров – чугун. По прочности он не уступает стали, но обходится дешевле. Арматура из него выдерживает неагрессивные смеси и не слишком высокое давление.

Латунь и другие цветные металлы для корпуса крупного сечения не применяют. Как дополнительные материалы для производства отдельных элементов берут:

• фторопласт с химической стойкостью, инертностью даже к щелочам, кислотам;
• графит, обладающий антифрикционными свойствами, для перекачивания вязких масс, нефтепродуктов;
• термостойкие резины для эксплуатации при значительной температуре.

Основная технология производства деталей – штамповка и литье.

Основные типы задвижек больших диаметров

Заслонки выпускают трех видов с разным рабочим органом. Независимо от его формы, перекрытие происходит за счет его перемещения. Управлять этим процессом можно разными способами:

1. Ручной метод самый простой, когда устройство движется при вращении маховика или рычага. Такой режим не требует дополнительных приспособлений, но необходим свободный доступ персонала к участку трубопровода.
2. Электромагнитный способ подразумевает монтаж встроенного или блочного привода, когда магнит преобразует электрическую энергию в механическую.
3. Гидравлический привод надежный, выдерживает значительную нагрузку, имеет компактный размер. Он подходит для растворов, которые транспортируются под сильным давлением.
4. Пневматический способ – это управление за счет воздуха. Такой метод недорогой, безопасный, но требует много воздуха.

Самый умный тип управления – электрический, когда регулировать работу узла можно даже на удалении. Это необходимо для пожаро- и взрывоопасных соединений, технологических процессов, происходящих при низких температурах.

Клиновые задвижки

Арматура получила такое название из-за рабочего элемента в форме клина, который установлен между двумя наклоненными поверхностями. Принцип действия состоит в том, что при закрытии магистрали клин движется перпендикулярно жидкости, перекрывает ее. Затвор бывает жесткий, покрытый резиной для максимальной герметичности, упругий, двухсторонний. Он при помощи шарнира закреплен на шпинделе в верхней части крышки, опускается вниз по направляющим в корпусе. Изделия делают фланцевыми и резьбовыми.

Преимущества клиновой системы:

• простая конструкция;
• надежная работа;
• максимальная герметичность.

Недостаток клинового типа в том, что элемент может заклинить, если в магистрали есть значительные перепады температуры. В узле сильно изнашиваются уплотнители, ремонт устройств сложный.

Клиновые системы применяют в системах водоснабжения на предприятиях и в ЖКХ, на трубопроводах высокого давления, для отключения аварийных участков, в сетях теплоснабжения.

Параллельные задвижки

Это устройства с двухдисковым затвором, в которых диски расположены параллельно. Их делают часто из чугуна, применяют с разным способом управления. Диски в корпусе соединяются разжимным элементом, за счет чего они могут сами выравниваться при состыковке с седлами. Это исключает риск заклинивания. У арматуры выдвижной шпиндель, ее дополняют кольцами для уплотнения проходного отверстия. Узы выпускают преимущественно в межфланцевом исполнении для уменьшения металлоемкости товара.

Преимущества параллельной конструкции:

• большой срок службы;
• высокая герметичность затвора;
• минимальный износ поверхности седла;
• малое усилие для перекрытия трубы.

Недостаток изделий этого типа в сложной конструкции и ремонте.

Параллельные задвижки применяют в нефтегазовой промышленности, в системах отвода воды, на технологических трубопроводах с умеренным давлением (до 10 бар.). Они подходят для пара, воды, природного газа, масел, пищевых жидкостей.

Шиберные задвижки

В такой конструкции затвор, который установлен параллельно седлу. При работе шибер передвигается перпендикулярно жидкости или газу, перекрывая или открывая проход. Металлический элемент будто разрезает сечение трубопровода, поскольку давит на поток. Такие заслонки еще называют ножевыми, т.к. рабочий орган – это пластина из прочной стали. Она заточена, подходит для полного и частичного перекрытия потока.

Преимущества шиберной арматуры:

• надежность;
• возможность регулировки потока;
• блокировка прохода твердых частиц, вязких масс;
• легкость ремонта, обслуживания.

Недостаток устройств с шибером в том, что у них ниже герметичность по сравнению с другими типами и значительная высота. Для их работы необходимо много энергии. При перекачивании масс с абразивными веществами они быстро изнашиваются.

Шиберные узлы применяют в магистралях для транспортировки смесей с высоким содержанием взвесей, агрессивных и абразивных компонентов, шлама. Их монтируют в сельском хозяйстве, ЖКХ, при производстве стройматериалов.

Применение задвижек больших диаметров в различных отраслях

Арматуру устанавливают во всех сферах, где применяются трубопроводы значительного сечения. В зависимости от конструкции, материала изготовления они выдерживают давление до 250 МПа, температуру до 550 градусов.

Узлы большого диаметра необходимы в таких отраслях:

• жилищно-коммунальное хозяйство для водо- и теплоснабжения населения, отвода стоков;
• газовые магистрали;
• добыча и переработка нефти, других полезных ископаемых;
• системы пожаротушения на крупных объектах;
• производство продуктов питания;
• предприятия фармацевтики, химического синтеза;
• сельское хозяйство;
• изготовление минеральных удобрений, химикатов;
• производство строительных материалов;
• выработка энергии;
• переработка металлов.

Заслонки с крупными габаритами требуются для подачи сырья, сортировки и его обогащения, перекачивания готовой продукции, отвода отходов. Их устанавливают на магистралях с различными жидкостями, газами, порошками и сыпучими материалами, в системах подогрева и охлаждения. Без них невозможна работа насосных станций.

Рекомендации по выбору и эксплуатации

Чтобы система работала исправно, важно учитывать параметры труб и потоков, окружающие условия. При выборе обращают внимание такие характеристики:

• условный проход детали;
• материал корпуса и других элементов;
• вид затвора (диск, клин, шибер);
• способ управления;
• метод присоединения к трубопроводу;
• условия эксплуатации, включая допустимое давление и температуру.

Заслонки выпускают полнопроходными, в которых Ду соответствует сечению трубопроводу. В изделиях с неполным проходом он меньше, чем входной патрубок, поэтому нужно учитывать повышенное гидравлическое сопротивление на этом участке.

Материал выбирают по характеристикам среды:

1. В условиях, где нет экстремального давления, температуры и агрессивных компонентов, устанавливают чугунные изделия. Они недорогие, имеют длительный срок службы, подходят для вязких растворов. Это подходящий материал для холодной и горячей воды, бытовой канализации, систем тушения пожаров.
2. При наличии гидроударов, экстремальных температур, токсичных и едких субстанций необходимы изделия из стали с антикоррозионным напылением. Они легче поддаются обработке, обладают морозо- и жаростойкостью.

Для жидкостей и газообразных компонентов используют клиновые и параллельные, для вязких и сыпучих масс подходят только шиберные заслонки. Они способны перекрывать потоки, в которых твердых частиц 40% и даже выше.

Фланцевые детали надежные, имеют простую конструкцию, долго служат, но у них крупный размер, поэтому для присоединения должно быть достаточно свободного пространства у магистрали. Межфланцевая арматура более легкая и компактная, ее проще устанавливать. Также с учетом технологических процессов выбирают класс герметичности, который бывают от А до С по ГОСТ 9544, климатическое исполнение Т1, ТпУ1, У1, ХЛ1 и др.