Задвижки чугунные

Чугунные задвижки

Чугунные задвижки – это вид запорной арматуры, предназначенной для перекрытия отдельных участков трубопроводов и предотвращения дальнейшего движения потока рабочей среды.

Устройства подходят для решения задач общетехнического назначения. Применяются для установки на трубопроводы с условным диаметром прохода DN 50 до DN 3000 на участках с давлением до 10 бар и выдерживают температуру до 225 градусов Цельсия.

Отличительным качеством задвижек являются легкость эксплуатации, малое гидравлическое сопротивление, способность выдерживать значительные температурные перепады. Чугунная арматура обладает достаточно простой, но в то же время долговечной конструкцией, которая рассчитана до 2,5 тысяч переключений.

Задвижки относятся к классу восстанавливаемых ремонтируемых изделий. Техническое обслуживание и ремонт производится в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя с уточнениями для конкретных условий эксплуатации изделия.

Сферой применения задвижек является незамкнутая гидравлическая система магистральных трубопроводов отопления, водоснабжения и канализации, где требуется регулировка движения воды лишь положениями открыто и закрыто.

Особенности конструкции

Задвижка состоит из следующих основных частей:

• Корпус с входным и выходным патрубками. В полости корпуса располагаются запорные детали и удерживается определенная часть рабочей среды вещества под давлением.
• Запорный механизм. Состоит из седел и затвора. Седла имеют параллельное или угловое по отношению друг к другу расположение. К их уплотнительным поверхностям при срабатывании задвижки на закрытие прижимается своими уплотнительными поверхностями запорная деталь. Центрирование запора обеспечивают направляющие в форме вертикальных цилиндров с пазами. Запор, в зависимости от модификации, может иметь форму клина, одного или двух дисков.
• Приводной механизм. В его состав входит винтовой шток (шпиндель), маховое колесо и резьбовая втулка. При помощи последней, происходит преобразование крутящего момента в поступательное перемещение затворной детали. Ходовой узел находится в верхней части полости корпуса устройства.
• Крышка с сальниковым узлом. Отверстие, через которое шпиндель выходит из корпуса герметизируется специальным уплотнителем, работающим по принципу сальника.

Механизм действия задвижек возвратно-поступательный, движение осуществляется прямо перпендикулярно потоку.

На горизонтальном трубопроводе чугунные задвижки устанавливаются маховиком вверх, шпиндель при этом расположен вертикально. На вертикальном же трубопроводе они ставятся плашмя, и шпиндель повернут горизонтально.

Для чугунных задвижек характерна одна особенность — они одинаково хорошо перекрывают как в одну, так и в другую сторону, то есть они симметричны относительно направления движения воды. Это достигается за счет того, что обе стороны клина или колец имеют притертые поверхности.

Материалы изготовления

При изготовлении трубопроводной арматуры чугун является чрезвычайно популярным материалом. Для производства задвижек используется чугун марки GGG40 и GGG50. Это сплав железа с углеродом (более 2,14%) и небольшой частью других элементов. Применение этого сплава позволяет корпусным деталям задвижки выдерживать давление на разрыв до 370 МПа.

Материалы применяемые для изготовления деталей:

• Корпус, крышка, клин — GGG40/50.
• Шпиндель — 20Х13 или 2Cr13.
• Уплотнение на клине — EPDM (этилен-пропиленовый каучук), Viton (фторкаучук) или Silicon (кремнийорганическое соединение).
• Втулка на шпинделе — бронза или латунь.

В отличие от стальных изделий, задвижки из чугуна предназначены исключительно для работы в магистралях, по которым транспортируется горячая/холодная вода и пар. Чугун хрупкий металл, поэтому чугунную задвижку необходимо защищать от усилий кручения, растяжения, сжатия, изгиба, от проседаний на трубопроводе.

Классификация

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

Конструкция запорного устройства. В большинстве своем чугунные задвижки имеют два варианта конструктивного исполнения — клинового и параллельного.

Клиновые задвижки. Являются запорными универсальными устройствами, перекрытие прохода в которых обеспечивается сдвигом затвора перпендикулярно движущемуся потоку. Устройство запирающего органа выполнено в виде клина, который установлен внутри корпуса под определенным углом. Как правило, изготавливаются в полнопроходном исполнении с невыдвижным штоком, жестким, составным или упругим клином допускающим деформацию его угла. Плотность перекрытия потока обеспечивается за счет уплотнения металл/металл или резина/металл для задвижек с обрезиненным клином.

Во избежание возникновения гидроударов, которые приводят к преждевременному износу клина, положение затвора в клиновых задвижках может быть или полностью открытым, или полностью закрытым. Регулировка потока методом частичного выдвижения затвора не допускается. Такая запорная конструкция наиболее распространена и применяется повсеместно при ручном управлении или управлении с помощью электропривода.

Параллельные задвижки (двухдисковые). Отличаются от клиновых тем, что уплотнительные поверхности их затворов расположены параллельно друг другу, а не под углом. У параллельных задвижек плотность перекрытия потока достигается за счет уплотнения металл/металл между запорным элементом и корпусом. Устройства используются при малых давлениях, у них не наблюдается заедания затвора в положении «закрыто» даже в случае значительных тепловых нагрузок. Поэтому при высоких температурах рабочей среды более целесообразно ставить параллельные задвижки, нежели клиновые.

Конфигурация корпуса. В зависимости от конструкции, задвижки могут выполнятся в полнопроходном, либо суженном варианте исполнения.

Полнопроходные стандартные устройства имеют больший диаметр, чем суженные, и отличаются меньшим гидравлическим сопротивлением. Таким образом, суженный вариант задвижек лучше применять в тех трубопроводах, где жидкость движется с определенной скоростью.

Тип управления. Для ручного управления задвижками с диаметром условного прохода до 150 мм используют маховики, а для задвижек большего диаметра — редукторные приводы. Задвижки с электроприводом применяются в случае автоматизации технологического процесса, удаленного управления, большого диаметра условного прохода (более 500 мм) или расположения в труднодоступном месте.

Тип присоединения. Чугунные задвижки имеют несколько вариантов присоединения к трубопроводу. Среди них наиболее распространенными является фланцевый, межфланцевый и резьбовой варианты.

Фланцевое присоединение. Наиболее распространенные. Устанавливаются между фланцами на трубопроводе. Герметичность соединения, в зависимости от параметров рабочей среды, обеспечивается различными уплотнительными материалами (резина, паронит, и др.).

Достоинством соединения является быстрый демонтаж с целью замены или ремонта арматуры. Недостаток — громоздкость и вес соединения (фланцы, болты, гайки, прокладки), излишняя нагрузка на трубопровод, риск протечек в месте соединения.

Нашли свое применение в трубопроводных работах, где арматура монтируется на сам трубопровод. Монтаж/демонтаж фланцевых задвижек очень простой и не занимает много времени.

Межфланцевое присоединение. Задвижки межфланцевого типа при установке на трубопровод зажимаются между двумя фланцевыми окончаниями трубы. К этому виду задвижек относятся шиберные и поворотные "Баттерфляй".

• Задвижка шиберная. Представляет собой обычную плоскую заслонку, которая перекрывает поток жидкости или газа перпендикулярно его течению. В зависимости от своего положения, шибер может закрывать трубопровод полностью или частично. Герметичность устройства в закрытом состоянии обеспечивается прижатием ножа (шибера) к уплотнению под воздействием давления рабочей среды. Задвижки изготавливаются с односторонней и двухсторонней герметичностью.

Применяют в основном на технологических линиях заводов перерабатывающей промышленности. Заточенный клин (ножевой шибер) нужен на магистралях, по которым транспортируются вязко-текучие рабочие среды, в массе которых попадаются твердые вкрапления. Выпускаются шиберные задвижки в диапазоне размеров от DN50 до DN600 с рабочими температурами от –15 до +110 градусов, давлением до 1 МПа.

• Задвижка Баттерфляй. Это единственный тип задвижек, который может использоваться не только для открытия-закрытия потока среды, но и для регулировки его силы. Добиться этого удалось за счет конструкции заслонки, которая имеет промежуточные позиции между открытой и закрытой. Диаметр DN может составлять до 600 мм, предельная температура среды — до 130 градусов, давление — не более 16 бар.

Преимуществом «Баттерфляй» является небольшие габаритные размеры и вес, что позволяет использовать устройство на любых трубопроводах.

Резьбовое присоединение. Применяются для присоединения к трубопроводу диаметром до 80 мм. Работают при низких и средних давлениях.

В присоединительных патрубках резьба находится с внутренней стороны. Это трубная дюймовая резьба с мелким шагом. Ее выполняют различными способами: накаткой, нарезкой, штамповкой. Снаружи присоединительные концы оформляют в виде шестигранника, чтобы было удобно пользоваться ключом.

Мелкая резьба муфтового соединения плюс использование специальных вязких смазок, льняных прядей или фторопластового уплотнительного материала (ленты ФУМ) гарантируют его высокую герметичность. Муфтовые соединения не требуют использования дополнительных крепежных деталей (болтов, шпилек) как во фланцевых соединениях. Но нельзя не учитывать, что наворачивание муфты на резьбу с уплотнением требует немалых усилий, тем больших, чем больше диаметр трубопровода.

По устройству механизма открытия устройства выполняются с выдвижным и невыдвижным шпинделем.

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.

Ассортимент товаров

Чугунная арматура выпускается многими отечественными и ведущими мировыми производителями. Устройства различаются областью применения, материалами изготовления, формой конструкции, типом присоединения, номинальными значениями давления и температуры, внутренними проходными диаметрами, пропускной способностью и др. техническими характеристиками.

В наличии большой ассортимент чугунных задвижек от компаний-производителей:

• Rushwork (Россия) фланцевые с обрезиненным клином серии 100, 101, 106, 107;
• СМО (Испания) шиберные межфланцевые со штурвалом серии А, АВ, GL, UB;
• ABRA (Россия), клиновые пожарные серии A40, фланцевые с приводом серии A40P, с ISO-фланцем серии A40BS, фланцевые со штурвалом серии A40-10 и A40-16, фланцевые с редуктором серии A40-10G и A40-16G, с невыдвижным штоком серии KV-01, с выдвижным штоком серии KV-02;
• Zetkama (Польша) с обрезиненным клином серии 111.

Преимущества

Изделия из чугуна можно отнести к наиболее распространенным, среди его достоинств выделяются следующие:

• использование в рабочих средах различного качества;
• высокий уровень прочности и надежности;
• отсутствие риска подверженности коррозии;
• длительный срок эксплуатации;
• возможностью многоразового использования;
• доступная стоимость по сравнению с конструкциями из стали.