Задвижки стальные

Стальные задвижки

Стальные задвижки относятся к одному из самых распространенных видов запорного оборудования, в котором регулирующий или запирающий орган движется перпендикулярно оси потока.

Устройства достаточно широко применяются для трубопроводов от DN50 до DN2000. Свою популярность устройства приобрели благодаря широкому спектру применений, простоте конструкции, надежности в работе, низкому гидравлическому сопротивлению.

Стальная арматура относится к классу восстанавливаемых ремонтируемых изделий. Техническое обслуживание и ремонт производится в соответствии с рекомендациями изготовителя с уточнениями для конкретных условий эксплуатации изделия.

Задвижки широко применяются во многих отраслях промышленного производства, жилищно-коммунального обслуживания, водопроводных и тепловых сетях, для транспортировки различных веществ широкого спектра назначения.

Конструкция

Задвижки состоят из следующих основных узлов:

Корпус. Представляет собой полую конструкцию с двумя патрубками (входной и выходной), которыми устройство соединяется с трубопроводом. В полости корпуса располагаются запорные детали и удерживается определенная часть рабочего вещества под давлением. Корпус может выполняться методом ковки, литья, сварки, штамповки или комбинированным способом.

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.

Ходовой узел управления. 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 или располагаться вне его. Отверстие, через которое шпиндель выходит из корпуса герметизируется специальным уплотнителем, работающим по принципу сальника.

Материалы изготовления задвижек

Устройства стальной арматуры разных модификаций выдерживают жесткие условия эксплуатации, в частности, резкие перепады температуры рабочей и внешней среды. Свойства материала изготовления определяют возможности применения устройства. Для производства стального типа задвижек используется сплав железа с углеродом (не более 2,14%) и небольшой частью других элементов.

Задвижки могут быть изготовлены из стальных материалов разного вида удовлетворяющие конкретные производственные условия эксплуатации:

• Углеродистые. Применяются в умеренной климатической зоне. Подходят для неагрессивных веществ при рабочей температуре до +425 градусов.
• Легированные. Используются в низком температурном режиме. Отличаются высокой морозоустойчивостью, исправно работают при температуре окружающей среды до -60 градусов.
• Нержавеющие (коррозионностойкие). Разработаны специально для эксплуатации в трубопроводах с агрессивными веществами или с особо чистыми средами, температура которых может колеблется от -60 до +525 градусов.
• Жаропрочные. Работают при повышенных температурах, свыше 600 градусов.

Классификация

В зависимости от многих параметров, стальные задвижки делятся на несколько видов.

По типу запорного органа существуют:

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, эти задвижки востребованы для транспортировки неагрессивной среды (вода, газ, пар, аммиак), некоторых нефтепродуктов, едких веществ (аммиак, щелочи и др.).

Уплотнительные поверхности устройства находятся под углом по отношению друг к другу. Сам же клин бывает цельным упругим, цельным жестким или же может состоять из двух дисков, которые покрываются высоколегированной сталью. Благодаря этому есть возможность производить замену сальниковой набивки во время работы.

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. 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, как правило, не более 10 бар, 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.

Шланговые задвижки. Используется на предприятиях химической промышленности. Ее устанавливают в трубопроводы, по которым транспортируют едкие и агрессивные среды. Такие устройства имеют в корпусе резиновый шланг, через который проходит среда, не контактируя с остальными деталями. Перекрытие потока осуществляется за счет пережатия шланга при помощи наружных штанг.

По механизму запорной конструкции стальные задвижки разделяются на устройства:

С выдвижным шпинделем. При подъеме затвора в положение «открыто», шпиндель выдвигается вверх, обеспечивая требуемый ход запорного органа. Такое исполнение имеет ряд преимуществ и недостатков. 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.

С невыдвижным шпинделем. Устройство лишено недостатка выдвижного шпинделя. Такую задвижку можно устанавливать в стесненных условиях. Но здесь шпиндель расположен внутри корпуса, а значит, в процессе работы на него будет воздействовать рабочая среда.

По способу присоединения к трубопроводу стальные задвижки делятся на несколько ниже представленных основных типов:

Фланцевые задвижки. 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.

Муфтовые (резьбовые) задвижки. 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.

Приварные задвижки. Отсутствие фланцев и всех крепежных элементов значительно уменьшает вес задвижки, снижает нагрузку на трубопровод и исключает протечки среды в месте присоединения задвижек к трубопроводу.

Герметичность соединения обеспечивается качеством сварного шва. Но, в то же время, демонтаж изделия с трубопровода затруднителен. Применяются соединения под приварку в основном в энергетических установках, на магистральных трубопроводах и других ответственных случаях, где преимущества сварного соединения преобладает над недостатками.

Межфланцевая арматура. 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 32–600 мм, предельная температура среды — до 130 градусов, давление — не более 16 бар.

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