1.1. Введение
Трубопроводная промышленная арматура представляет собой устройства, которые монтируются на трубопроводах, котлах, резервуарах и другом оборудовании, находящемся под давлением, для подключения и отключения отдельных участков трубопровода, регулирования расхода и давления среды, ука¬зания и регулирования уровней жидкости, изменения направления движения транспортируемой по трубопроводам среды и т.д.
Промышленная трубопроводная арматура определяется по ГОСТ 24856-81 (“Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения”) как “устройство, устанавливаемое на трубопроводе и емкости и обес¬печивающее управление потоком рабочей среды путем изменения проходного сечения”.
Промышленная трубопроводная арматура подразделяется на запорную арматуру, регулирующую арматуру, распределительно-смесительная арматуру предохранительная арматуру и др. в соответствии с ГОСТ 24856-81 (ИСО 6552-80.) “Арматура трубопроводная промышленная.
рмины и определения”.
Запорная арматура — “промышленная арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды”.
Регулирующая арматура — “промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода”.
Распределительно-смесительная арматура — “промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для распределения потока рабочей сре¬ды по определенным направлениям или для смешивания потоков”.
Предохранительная арматура — “промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования от ава¬рийных изменений параметров”.
Обратная арматура – “промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды”.
Фазоразделительная арматура – “промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для автоматического разделения рабочих сред в за¬висимости от их фазы и состояния”.
По типу уплотнений подвижных элементов относительно окружающей среды промышленная трубопроводная арматура делится на сальниковую, сильфонную, мембранную (ГОСТ 24856-81).
Сальниковая арматура — “промышленная трубопроводная арматура, у которой уплотнение подвижных элементов относительно окружающей среды осуществляется сальниковой набивкой”.
Сильфонная арматура — “промышленная трубопроводная арматура, у которой уплотнение подвижных элементов относительно окружающей среды осуществляется силъфоном”.
Мембранная арматура – “промышленная трубопроводная арматура, у которой уплотнение подвижных элементов относительно окружающей среды осуществляется мембраной”.
По типу присоединения к трубопроводу промышленная трубопроводная арматура подразделяется по ГОСТ 24856-81 на фланцевую, муфтовую, цапковую, штуцерную и арматуру под приварку.
Наиболее распространенный тип арматуры – запорная.
1.3.
ебования, предъявляемые к запорной арматуре
Магистральные газопроводы, на которых устанавливается запорная арматура, согласно СНиП 2.05.06-85 делятся в зависимости от рабочего давления на два класса: первый – при рабочем давлении от 2,5 до 10 МПа включительно; второй – при рабочем давлении от 1,2 до 2,5 МПа включительно.
К особенностям работы запорной арматуры на магистральных газопроводах относятся высокое давление газа, высокая температура газа на выходе (например, газоперекачивающего агрегата до 160° С), наличие в составе газа компонентов, вызывающих коррозию металла (углекислый газ, сероводород), наличие газового конденсата, метанола, диэтиленгликоля и механических при¬месей с максимальной величиной частицы до 1 мм. В связи с этим к запорной арматуре предъявляются следующие требования:
– запорная арматура должна обеспечивать герметичное отключение дефектного участка газопровода, сосуда или аппарата от технологических трубо¬проводов во избежание поступле.
вижению газа и ведет к расходу энергии на преодоление этого сопротивления;
– запорная арматура должна иметь хорошую герметичность относительно
окружающей среды (в соединениях с трубопроводом, разъемах корпуса и через
уплотнения полуосей затвора арматуры не должно быть утечек);
– конструкция запорной арматуры должна обеспечивать удобство ее обслуживания и ремонта, быстрое открытие и закрытие; при ручном управлении запорной арматурой усилия не должны превышать допустимых нормами вели¬чин;
– для обеспечения прохода очистных поршней разделительных шаров в
период эксплуатации газопровода диаметр запорного устройства должен соответствовать диаметру трубопровода, к которому оно подсоединено.
II. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ
Применяемая на магистральных газопроводах запорная арматура различается по конструктивным особенностям, номинальному (условному) давле¬нию, номинальному (условному) проходу, типу привода и ряду других признаков.
порная арматура каждого вида состоит из трех основных элементов: запорного устройства, привода и системы управления.
Запорное устройство состоит из закрытого герметичного корпуса, внутри которого размещается запорный узел. Корпус обычно имеет два (иногда и более) присоединительных конца, которыми он плотно присоединяется к трубопроводу. Запорный узел предназначен для герметичного разделения трубопровода на части. Он состоит из седла и запорного органа, которые находятся в постоянном соприкосновении по уплотнительным поверхностям, и в закрытом состоянии герметично разделяют разобщенные части трубопровода.
Привод арматуры – это исполнительный механизм, перемещающий запорный орган внутри запорного узла относительно седла из закрытого поло¬жения в открытое и наоборот.
Система управления служит для подачи дистанционного или местного управляющего сигнала к исполнительному механизму (приводу) для установки запорного органа в открытое или закрытое положение.
2.1. Конструктивные особенности запорной арматуры
Конструктивные особенности запорной арматуры определяются направлением перемещения запорного органа относительно седла. Различают сле¬дующие типы запорной арматуры согласно ГОСТ 24856-81 “Арматура трубо¬проводная промышленная. Термины и определения”.
Задвижка — “промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган перемещается возвратно-поступательно перпендикулярно оси потока рабочей среды”.
движки характеризуются небольшим гидравлическим сопротивлением и незначительным коэффициентом трения, который может быть снижен еще более с помощью различных смазок. Смазка не только уменьшает коэффициент трения, а, следовательно, и требуе¬мые усилия для открытия (закрытия) арматуры, но и герметизирует затвор.
Кран — “промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган имеет форму тела вращения или части его, который проворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной к направлению потока рабочей среды”. Характерная особенность запорного устройства этого вида – постоянный контакт запорного органа с седлом. Это обу¬словливает относительно высокий коэффициент трения, который можно сни¬зить с помощью уплотнительных смазок. К этой арматуре относятся шаровые краны, цилиндрические краны, конусные краны, распределительные краны.
Клапан (или по вышеуказанному стандарту недопустимый к примене¬нию термин “вентиль”, далее обозначается буквами “Ндп” и слово “вентиль” — курсивом) — это “промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока рабочей среды”. Клапаны (Ндп. вентили) имеют незначительный коэффициент трения и требуют приводов небольшой мощности, однако изменение направления потока создает в них повышенное гидравличе- ское сопротивление.
ним относится запорный клапан – “клапан, предназна¬ченный для перекрытия потока среды”;
Обратный клапан — “клапан, предназначенный для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды”.
Затвор — “промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган поворачивается вокруг оси, не являющейся его собственной осью”. Запорные устройства этого вида широко применяют в об¬ратных затворах, (которые недопустимо, называются термином “обратный клапан” (ГОСТ 24856-81).
Обратный затвор (Ндп обратный клапан) — “затвор, предназначенный для предотвращения обратного потока рабочей среды”.
К основным параметрам запорной арматуры относятся: номинальный (условный) проход DN, номинальное (условное) давление PN (МПа), температура рабочей среды К (°С), тип присоединения к трубопроводу, масса (кг).
2.2. Номинальный размер (условный проход) арматуры
Номинальный размер (условный проход) – один из параметров запорной арматуры (ГОСТ 28338-89 “Соединения трубопроводов и арматуры. Проходы условные (размеры номинальные). Ряды”). Под номинальным размером (условным проходом) понимают параметр, применяемый в трубопроводных системах в качестве характеристики соединений трубопроводов, фитингов и арматуры. Номинальный размер (условный проход) не имеет единицы измерени.
та ГОСТ 28338-89 (дата введения 01.01.91), допускается применять обозначение условного прохода (номинального размера) Dy.
Условный проход обозначается Dy. Например, условный проход 100 мм выражается как Dy 100 .
Внутренние размеры проходов в запорной арматуре определяются исходя из конструктивных соображений и необходимости обеспечения минимального гидравлического сопротивления. Особые требования, предъявляемые к проходному сечению арматуры, зависят от характера транспортируемого продукта и условий эксплуатации.
“Проходная арматура” (ГОСТ 24856-81) — “промышленная трубопро¬водная арматура, в которой рабочая среда не изменяет направление своего движения на выходе по сравнению с направлением ее на входе”.
Правильность выбора проходного канала арматуры имеет особо большое значение в том случае, когда трубопровод, на котором она смонтирована, подвергается периодической внутренней очистке скребками. По форме и сечению проходного канала трубопроводную арматуру можно разделить на две группы: с полностью и частично открывающимися каналами.
“Полнопроходной арматурой” называется “проходная арматура (ГОСТ 24856-81), у которой площадь сечения затвора равна или больше площади входного патрубка”.
а характеризуется очень незначительным гидравлическим сопротивлением и обусловливает минимальную турбулентность потока. Полнопроходная арматура меньше, чем полнооткрывающаяся, загрязняется механическими частицами, содержащимися в газе, и обеспечивает беспрепятст¬венное прохождение скребков, шаров и других очистных устройств. Полнопро¬ходными выпускаются клиновые и параллельные задвижки, большинство ша¬ровых и некоторые модели конусных кранов.
По сравнению с полнопроходной полнооткрывающаяся арматура имеет канал, отличающийся по конфигурации или площади поперечного сечения от канала трубопровода. К ней относится большинство кранов, клапанов (Ндп. вентилей), некоторые модели шаровых кранов и задвижек, а также арматура с проходным каналом в виде трубки Вентури. Применение арматуры этого вида целесообразно в том случае, когда повышенный перепад давления, связанный с уменьшением сечения проходного канала по сравнению с сечением присоединительных концов, не влияет на эксплуатационный режим газопровода.
2.3. Давление номинальное (условное)
Другим основным параметром соединений трубопроводов и арматуры является номинальное (условное) давление PN. Давление номинальное (условное) устанавливается по ГОСТ 356-80 “Арматура и детали трубопроводов.
вления условные, пробные и рабочие. Ряды” и по ГОСТ 26349-84. “Давления номинальные (условные). Ряды”.
Под номинальным ( условным ) давлением (PN) (ГОСТ 26349-84) понимается наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 20°С, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений трубопроводов и арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности при температуре 20°С.
Под рабочим давлением (Рр) (ГОСТ 356-80) следует понимать наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры и деталей трубопровода. г щ
Примеры условных обозначений:
– номинального (условного) давления 4.0 МПа (40,0 кгс/см2) – PN40 – Ру40;
– рабочего давления 25 МПа (250 кгс/см ) при температуре 803 К (530°С) – Рр 250 t 803(530).
Допускается (по ГОСТ 26349-84) применять обозначение номинального (условного) давления РУ) вместо PN, в конструкциях соединений трубопроводов и арматуры, разработанных до 01.01.92.
Запорная арматура и соединительные части трубопроводов должны изготавливаться на номинальные (условные) давления, приведенные в стандарте ГОСТ 26349-84. “Соединения трубопроводов и арматуры. Давления номинальные (условные). Ряды”.
С повышением температуры среды допускаемое рабочее давление п.
окументации не указано конкретное значение этой температу¬ры. Предельное отклонение значения пробного давления не должно превышать 5%. Пример обозначения пробного давления: 6 МПа (60 кгс/см ) – Рпр60.
ГОСТ 356-80 разработаны таблицы зависимости рабочих давлений Рр от Ру и Рпр для арматуры и деталей трубопровода из различных материалов.
В особых случаях эксплуатации, когда арматура может испытывать динамические нагрузки (гидравлические удары, вибрацию, пульсирующие давле¬ния), а также при движении по трубопроводу среды, которая в силу своих специфических свойств (ядовитость, коррозионная активность и др.) требует осо¬бых мер предосторожности, рабочее давление устанавливается органами тех¬нического надзора по специальным техническим условиям с поправочными ко¬эффициентами.
Арматура трубопроводная запорная испытывается на герметичность по ГОСТ 9544-93 “Арматура трубопроводная запорная. Нормы герметичности затворов”, которым устанавливаются нормы герметичности запорных устройств. Испытание запорной арматуры на герметичность производится водой или воз¬духом в течение определенного времени в зависимости от номинального раз¬мера (условного прохода) DN арматуры и номинального давления PN МПа (кгс/см ) арматуры.
В зависимости от максимально допустимых стандартом протечек определяется класс герметичности (А, В, С, D) запорной арматуры, который указыва¬ется в технических условиях на конкретный вид арматуры.
2.4. Типы соединений арматуры с трубопроводами
Соединение труб с аппаратом, сосудом или запорной арматурой может быть разъемным и неразъемным. К разъемному соединениям относятся муфтовые, цапковые и фланцевые, к неразъемным – “под приварку”. Соединение “под приварку” – наиболее дешевый способ присоединения арматуры, так как для ее производства требуется мало материалов и самое простое оборудование. Сварное соединение достаточно надежно с точки зрения прочности и герметичности. Однако к арматуре, присоединяемой “под приварку”, предъявляются особые требования: максимальный срок службы при минимальном (по числу и стоимости) текущем ремонте и свободный доступ к наиболее изнашивающимся узлам.
Самым распространенным соединением арматуры с аппаратурой и трубопроводами является фланцевое. Размеры таких соединений, предназначенных для номинальных (условных) давлений от 0,1 до 20 МПа (от 1 до 200 кгс/см ), устанавливаются в соответствии с ГОСТ 12815-80 “Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Ру от 0,1 до 20 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Типы. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей”. Общие технические требования к фланцам определяются по ГОСТ 12815-80.
Арматура с разъемным соединением другого вида (муфтовая) применяется по ГОСТ 6527-68 “Концы муфтовые с трубной цилиндрической резьбой. Размеры” Такой вид соединений применяется в двух вариантах: резьбовая – с внутренней (труба ввинчивается в арматуру) или наружной (присоединительные концы арматуры ввинчиваются в трубопровод) резьбой и присоединяемая быстросъемными накидными муфтами. Муфтовую резьбовую арматуру при¬меняют в том случае, когда в схеме монтажа предусматривается достаточное пространство для работы с гаечным или газовыми ключами. Арматуру со специальными накидными быстросъемными муфтами чаще всего используют для соединения тонкостенных труб, где практически нельзя использовать муфтовые или фланцевые соединения. Муфтовые соединения небольшого диаметра (до 50 мм).
2.5. Материалы для запорной арматуры
Выбор материалов для запорной арматуры зависит от условий эксплуатации и характера транспортируемого продукта. Свойства материалов зачастую играют решающую роль при выборе арматуры. При классификации арматуры по материалам учитывают различные требования, предъявляемые к корпусу, крышке, запорному органу и т.д. Наибольшее распространение получили угле¬родистые и легированные стали, ковкий чугун, латунь, бронза, специальные сплавы. В настоящее время углеродистые и легированные стали – наиболее распространенный материал для изготовления литых и кованых корпусов и крышек, предназначенных для работы при высоких давлениях и температурах, гидравлических ударах и вибрации арматуры.
При работе в условиях ударных нагрузок наибольшее применение получили корпуса и крышки из ковкого чугуна. Чугунные корпуса и крышки чаще всего используют для арматуры с небольшими условными проходами, однако чугун повышенной прочности можно применять для арматуры больших разме¬ров, в частности для различных моделей клиновых задвижек.
Из латуни и бронзы в основном изготавливают корпуса арматуры с номинальным (условным) проходом менее 50 мм для трубопроводов низкого давления при температуре, которая значительно ниже 150°С. Корпуса и крышки арматуры, предназначенной для работы в сложных условиях (высокое давле¬ние, очень коррозионная среда), изготавливают из специальных сплавов, не¬ржавеющей стали, легированных молибденовых, ванадиевых и хромистых сталей.
Детали запорного узла изготавливают из специальных сталей, в том числе из высокоуглеродистых, хромистых и молибденовых сталей. При содержании в транспортируемой среде абразивных частиц некоторые детали запор¬ного узла изготавливают из твердых сплавов, например стеллита. Иногда мате¬риалом для уплотнительных поверхностей служит кожа, эбонит, резина, вини¬пласт, фторопласт, полиуретан, пластмассы и др. Для изготовления фланцев, шпинделей, клиньев и других частей запорной арматуры применяют углероди¬стую и легированную стали, серый и ковкий чугуны.
2.6. Условное обозначение и маркировка запорной арматуры
Чтобы отличить один вид арматуры от другого как по конструкции, так и по применяемым материалам, существует ГОСТ 4666-75 “Арматура трубопроводная. Маркировка и отличительная окраска”.
Маркировка должна выполняться на корпусе запорной арматуры и содержать товарный знак завода-изготовителя; номинальное (условное) давление, диаметр номинального (условного) прохода, стрелку, показывающую направление потока среды, марку или условное обозначение материала корпуса для арматуры, изготовленной из стали со специальными свойствами (коррозионно-стойкой, жаростойкой, хладостойкой и т.д.). Знаки маркировки на литой арматуре выполняют – штамповкой, клеймением или гравировкой. Знаки маркировки наносят на лицевой стороне корпуса, кроме товарного знака завода-изготовителя, который наносят на противоположной стороне. На арматуре, обеспечивающей прохождение рабочей среды в любом направлении, маркировку наносят без стрелок. На торцах запорных органов кранов должны наноситься риски, указывающие расположение проходных отверстий в запорном органе.
В настоящее время трубопроводная арматура выпускается многими заводами и предприятиями. ЦКБ арматуростроения (г.Санкт-Петербург) приняты условные обозначения арматуры:
Например, первые две цифры обозначает вид запорной арматуры, следующие за ней буквы – материал, из которого изготовлен корпус, далее – первая цифра – тип применяемого привода, следующие две цифры – конструкция арматуры по каталогу завода – изготовителя, следующие две буквы указывают на материал, из которого выполнены уплотнительные поверхности.
Изделия без вставных или наплавленных уплотнительных колец, т.е. с уплотнительными поверхностями, выполненными непосредственно на самом корпусе, обозначают буквами “бк” (без колец). С обозначением материала уплотнительных поверхностей объединяется обозначение материала внутреннего покрытия корпуса. Условное обозначение изделия, дополненное римской цифрой, указывает на различные варианты конструктивного исполнения основного изделия.
Примеры условных обозначений запорной арматуры:
1) 15кч22нж: 15 – клапан (Ндп вентиль), кч – корпус из ковкого чугуна;
22 – конструкция клапана (Ндп вентиля (по каталогу); нж – уплотнительные
поверхности из нержавеющей стали;
2) 15кч916бр: 15 — клапан (Ндп вентил)ь; кч — корпус из ковкого чугуна;
9 – вид примененного привода (электрический); 16 – конструкция вентиля (по
каталогу); бр – уплотнительные поверхности из латуни или бронзы;
3) 11с320бк: 11 – кран; с – корпус из углеродистой стали; 3 – вид примененного привода (механический с червячной передачей); 20 – конструкция крана (по каталогу); бк – уплотнительные поверхности выполнены непосредственно на корпусе, т.е. без вставных колец.
В зависимости от материала корпуса наружные необработанные поверхности (корпус, крышка, сальник и т.д.) чугунной и стальной арматуры (кроме приводных устройств) окрашивают в различные отличительные цвета по ГОСТ 4666-75 “Арматура трубопроводная. Маркировка и отличительная окраска”: серый ковкий чугун — черный; сталь коррозионная — голубой; сталь углеродистая — серый; сталь легированная — синий. Арматуру из цветных сплавов не окрашивают, но в зависимости от материала уплотнительных деталей производят окраску привода.
На магистральных газопроводах применяют запорную арматуру различного типа, но наиболее распространение получили задвижки, клапаны (Ндп вентили), обратные клапаны и краны.
infoks.ru
Классификация, маркировка и требования стандартов
Трубопроводная арматура за счет своей способности изменять внутреннее сечение трубопровода позволяет эффективно управлять потоками различных типов сред. Так, ее использование дает возможность выполнять следующие операции:
- распределять фазы движения рабочих сред;
- осуществлять сброс потока;
- отключать подачу;
- обеспечивать смешивание нескольких потоков;
- осуществлять регулировку параметров потока;
- выполнять распределение рабочей среды.
Классификация арматуры строится на основе ее функциональных возможностей. Так, в зависимости от этого параметра трубопроводная арматура может быть следующих типов.
Регулирующего типа
С помощью такой трубопроводной арматуры изменяют параметры потока рабочей среды и, соответственно, его основные характеристики. В данной категории выделяют дроссельный и запорно-регулирующий типы. С помощью арматуры первого типа, которую часто называют редукционной, можно уменьшать рабочую нагрузку в трубопроводе, что делается за счет увеличения гидравлического сопротивления в его проточной зоне. Запорно-регулирующая трубопроводная арматура — это совокупность устройств, с помощью которых обеспечивается регулирование параметров рабочего потока и его перекрытие.
Запорного типа
Такую трубопроводную арматуру используют для герметичного перекрытия потока рабочей среды. Если она применяется для управления потоком рабочей среды в контрольно-измерительные агрегаты, то она называется контрольной. Есть еще и дренажная запорная арматура, за счет которой осуществляется сброс рабочей среды из трубопроводов или емкостей.
Смесительно-распределительного типа
Такая трубопроводная арматура обеспечивает смешивание потоков рабочей среды, а также их распределение по требуемым направлениям движения.
Защитная
Эту трубопроводную арматуру используют для защиты элементов системы от последствий, вызванных изменением параметров потока рабочей среды. Такие изменения чаще всего могут быть последствиями возникновения аварийных ситуаций в системе. Арматура этого типа может также обеспечивать защиту от смены направления движения рабочего потока.
Фазоразделительная
Это трубопроводная арматура, которая разделяет рабочую среду по различным фазовым состояниям. Она, например, может разделять перегретый пар и рабочую среду, задерживать конденсат (кондесатоотводчик), а также решать ряд других задач.
Предохранительная
Этот тип трубопроводной арматуры защищает систему от критического повышения давления рабочей среды.
Трубопроводную арматуру, согласно требованиям Государственного стандарта Р52720-2007, характеризуют два основных параметра:
- условное давление;
- условный проход.
Условное давление, обозначаемое Ру или PN, характеризует такое значение данного параметра, при котором емкости или трубопроводы могут эксплуатироваться в течение определенного периода времени при условии, что температура рабочей среды составляет +20 градусов Цельсия. Классификация трубопроводной арматуры и номинальные значения данного параметра оговорены Государственным стандартом 26349-84.
Значения условного прохода арматуры, который обозначается Ду или DN, характеризуют параметры элементов, входящих в состав трубопроводов. Допустимые величины данного параметра оговариваются Государственным стандартом 28338-89.
Другие параметры трубопроводной арматуры
Различаться трубопроводная арматура может и по области своего применения. Так, в зависимости от данного параметра она делится на следующие категории:
- общего назначения (производится серийно и может быть использована в большинстве отраслей промышленности);
- специального назначения (ее параметры оговариваются в индивидуальном порядке);
- санитарно-техническая (используется для оснащения бытового оборудования и производится на поточных линиях; к эстетичности и простоте эксплуатации арматуры данного типа предъявляются повышенные требования);
- для особых условий эксплуатации (предназначена для оснащения систем, к которым предъявляются повышенные требования; по таким системам, как правило, транспортируются агрессивные токсичные среды);
- для оснащения судостроительных и транспортных предприятий.
Различают несколько способов крепления трубопроводной арматуры к емкостям или трубопроводным системам. Так, она может крепиться с помощью:
- ниппеля (ниппелевая);
- фланцев (фланцевая);
- муфт с внутренней резьбой (муфтовая);
- штуцера (штуцерная);
- наружной резьбы (цапковая);
- резьбовых шпилек и гаек (стяжная).
Трубопроводную арматуру, кроме того, можно присоединять при помощи сварки. Именно такой способ обеспечивает максимальную герметичность соединения и не нуждается в предварительной подготовке поверхностей. Большим минусом этого способа является то, что при его использовании достаточно сложно выполнять обслуживание или ремонт элементов такого соединения.
Трубопроводную арматуру делят еще на несколько основных типов.
Поворотный клапан или вентиль
Запорный и регулирующий элемент в такой арматуре совершает возвратно-поступательные движения, перемещаясь параллельно направлению движения рабочего потока.
Дисковый (поворотный) затвор (гермоклапан)
Такой клапан, как понятно из его названия, выполнен в форме диска, ось которого располагается под углом или перпендикулярно направлению рабочего потока.
Задвижка
Рабочий элемент такого устройства перемещается перпендикулярно направлению движения рабочего потока.
Кран
Рабочий элемент такой регулирующей или запорной арматуры вращается вокруг своей оси, которая может иметь различное положение по отношению к направлению движения рабочего потока.
Методы производства, обслуживания и ремонта трубопроводной арматуры
Корпуса трубопроводной арматуры, которая выполняет запорные, защитные и любые другие функции, могут изготавливаться из следующих материалов:
- различные типы чугуна: серый, ковкий и высокопрочный;
- сплавы на основе титана;
- алюминий и его сплавы;
- сталь, в том числе легированная и нержавеющая;
- стекло;
- полимерные материалы, винипласт;
- сплавы на основе меди: бронза и латунь;
- керамические материалы, преимущественно фарфор;
- монель-металл.
Для того чтобы трубопроводная арматура успешно противостояла негативному воздействию рабочей среды, внутреннюю поверхность ее элементов покрывают различными защитными материалами, основными из которых являются:
- найрит или полимерные материалы;
- эмалевые покрытия;
- каучук;
- свинец.
Защитные функции, кроме этого, выполняют и уплотнительные элементы, для изготовления которых могут использоваться следующие материалы:
- фторопластовые соединения;
- баббит;
- резина;
- сплавы на основе меди — латунь и бронза;
- сормайт;
- нитрированная сталь;
- полимеры;
- эбонит;
- стеллит;
- сталь, преимущественно нержавеющая;
- натуральная кожа.
Трубопроводная арматура различного назначения может выполняться с механическим, дистанционным или автономным приводом управления.
В случае выхода элементов трубопроводной арматуры из строя, их практически никогда не ремонтируют, а просто заменяют на новые. Объясняется подобный подход тем, что ремонт таких элементов экономически нецелесообразен, особенно в тех ситуациях, когда по причине поломки простаивает весь трубопровод. Чтобы значительно продлить срок эксплуатации элементов трубопроводной арматуры и минимизировать риск их внезапного выхода из строя, достаточно регулярно проводить профилактические мероприятия и выполнять диагностику.
met-all.org
Где применяется промышленная запорная арматура?
Следы промышленной арматуры можно встретить в различных типах промышленных трубопроводов, а именно:
- В системах общепромышленного типа, к которым относятся стандартные трубопроводы, используемые для транспортировки обычных сред в стандартных условиях. В таких трубопроводах используется стандартная арматура с усредненными характеристиками.
- В транспортных сетях нефтяной и газовой промышленности. Причем нефтегазовая промышленная арматура отличается достаточно крупными габаритами. Кроме того, узлы такой арматуры рассчитаны на работу с особо вязкими средами.
- В трубопроводах специального типа, которые используются в особых условиях: для транспортировки токсичных или химически активных носители. Такие сети, чаще всего, можно встретить в химической промышленности или в медицине. Арматура для специальных сетей разрабатывается с учетом повышенных требований к безопасности процесса эксплуатации.
В особых трубопроводах несерийного типа, разработанных для закрытых отраслей промышленности (военно-промышленный комплекс, атомная энергетика и прочее). Характеристики и особенности конструкции арматуры для таких трубопроводов, по понятным причинам, на общее обсуждение не выносятся. Да и за изготовления такой продукции возьмется далеко не каждый завод тяжелой промышленной арматуры.- В системах, разработанных для нужд судостроительной или автомобилестроительной отраслей. В этих сетях используется особая арматура, габариты и характеристики которой подчинены ряду требований, зависящих от конструкционных особенностей транспортного средства или судна.
- В сантехнических системах промышленного типа. В таких сетях используется стандартная арматура, отличающаяся от бытовых аналогов лишь размерами и усиленными требованиями к прочностным характеристикам.
В целом, область применения любого типа промышленной арматуры определена в соответствующей нормативно-технической документации. Подбор конкретного изделия осуществляется по специальному каталогу. Причем в процессе выбора всегда ориентируются и на геометрические (диаметр трубы) и на эксплуатационные (температура, давление, агрессивность транспортируемой) характеристики трубопровода. Ведь опираясь на вышеупомянутые требования к применению промышленной арматуры можно определить и тип конструкционного материала (сталь, чугун, цветные металлы), и схему управления (механическую или автоматическую) и конструкция рабочего узла арматуры (вентиль, задвижка, затвор).
↑
Классификация арматуры промышленной трубопроводной
Независимо от области применения, ассортимент промышленной арматуры для трубопроводов разделяют на следующие разновидности:
Запорная – самая распространенная разновидность арматуры, к которой причисляют узлы, перекрывающие движения потока в трубопроводе. Частными случаями запорной арматуры являются такие узлы трубопровода, как кран, задвижка и вентиль. Проще говоря: запорная арматура позволяет перекрыть течение жидкости или газа в трубопроводе. То есть в эту категорию попадает фактически любой промышленный трубопроводный армопояс.
Регулирующая– менее распространенная, основной функцией которой является регулирование процесса транспортировки потока и его параметров. К регулирующей арматуре относятся такие узлы, как вентиль, клапан, дроссель. То есть, регулирующая арматура влияет на скорость течения потока, внутреннее давление в системе, уровень жидкости в трубопроводе и на прочие физические параметры.
Предохранительная – особая арматура, функцией которой является защита целостности или рабочих параметров системы. Классическими представителями предохранительной арматуры являются разнообразные предохранительные клапаны и устройства регулировки направления перемещения потока (обратные клапаны). По сути, арматура промышленная трубопроводная предохранительного типа нужна только для одного действия – для спасения целостности трубопровода при нештатных ситуациях.
Контрольная – самая дорогая арматура, которая отслеживает состояние потока, выводя результаты на шкалу измерительных приборов. Дороговизна подобных устройств объясняется интеграцией в арматурный узел измерительного прибора, осуществляющего функцию контроля параметров потока. Частным случаем подобной арматуры являются разнообразные манометры, счетчики объема транспортируемого потока и прочие газо- и водоуказательные приборы.
↑
Конструктивные особенности типовых представителей ассортимента
Рассматривая классификацию трубопроводной арматуры промышленного типа, можно сделать вывод, что к типичным представителям ее ассортимента относятся такие узлы, как:
Задвижка
Эта разновидность трубопроводной арматуры состоит из корпуса и запорного элемента, перемещаемого в плоскости, перпендикулярной к центральной оси трубопровода. Задвижки можно использовать в системах с малым гидравлическим сопротивлением потока и диаметром трубы в 2 метра. Причем максимальное давление в таком трубопроводе не должно превышать 25 МПа. К недостаткам задвижек относится недостаточная ремонтопригодность, большие габариты и высокая материалоемкость такой арматуры.
По типу ассортимента задвижки относятся к запорным узлам. Причем для изготовления данной разновидности запорной арматуры используется конструкционная сталь, латунь или серый чугун.
Вентиль
Данный узел применяется в качестве запорного и регулирующего устройства. Он состоит из стального или чугунного корпуса и запорного элемента, перемещаемого параллельно направлению движения потока. Конструктивно вентили разделяют на устройства со штоком возвратно-поступательного перемещения запирающего элемента и устройства со штоком вращательно-поступательного перемещения запирающего элемента. В первом случае маховик вентиля движется вместе с запирающим элементом, а во втором – маховик сдвигает резьбовой шпиндель запирающего элемента.
Вентиль отличается достаточно большими габаритами и хорошей ремонтопригодностью. Диаметр трубопровода, готового принять вентиль, как правило, не превышает 250-310 миллиметров.
Затвор
Этот тип арматуры относится к устройствам запорно-регулирующего типа. Затвор состоит из стального корпуса и запорного элемента, перекрывающего движение потока в перпендикулярной плоскости (путем поворота запорного диска вокруг своей оси). Затвор можно использовать в трубах любого диаметра. При этом его масса и габариты отличаются завидной умеренностью. Недостаток у затвора только один – недостаточная герметичность. Поэтому затворы монтируют только в системы со слабым и средним давлением.
Кран
По своей конструкции кран напоминает затвор. Только, в отличие от упомянутого элемента, запорный узел крана имеет форму не диска, а тела вращения. В итоге, краны обеспечивают лучшую герметичность и могут использоваться в трубопроводах любого типа, осуществляя запорно-регулирующие функции. При этом запорный элемент крана может «работать» в любой плоскости относительно направления течения потока. И эта особенность кранов позволяет минимизировать их габариты.
Клапан
Данная разновидность запорной арматуры является производной от вентиля (хотя, скорее наоборот – это вентиль похож на клапан). Конструкция клапана состоит из корпуса и запорного элемента, работа которого регулируется физическими характеристиками транспортируемого потока. То есть, в отличие от вентиля, клапан не имеет внешних управляющих элементов.
В большинстве случаев шток или шпиндель клапана «управляется» подпружиненным затвором. Причем силу натяжения пружины подбирают под величину внутреннего давления потока в системе. То есть клапан может перекрыть трубопровод при недостаточном или избыточном давлении. Обратный клапан перекрывает поток в трубопроводе при попытке носителя двинуться не в том направлении.
↑
Сборка промышленной трубопроводной арматуры: обзор технологий монтажа
Технологии монтажа промышленной арматуры основаны на следующих операциях:
- Формирования неразборного соединения.
- Формирования разборного соединения.
Конкретная разновидность технологии зависит от классификации трубопровода по величине внутреннего давления, которая выглядит следующим образом:
- Системы, работающие под давлением от 0,1 до 1,5 МПа, классифицируются, как трубопроводы низкого давления.
- Системы, работающие под давлением от 1,5 до 10 МПа, классифицируются, как трубопроводы среднего давления.
- Системы, работающие под давлением от 10 до 80 МПа, классифицируются, как трубопроводы высокого давления.
Кроме того есть еще и вакуумные системы – давление менее 0,1 МПа и трубопроводы со сверхвысоким давлением – более 80 МПа.
В системах с низким и средним давлением практикуют обычное разборное резьбовое соединение, предполагающее стыковку сгона трубы с резьбового раструба арматуры с поджатием места стыка контргайкой. Эта технология дает возможность обустроить соединение с высокой ремонтопригодностью путем относительно небольших трудозатрат.
Однако в системах с высоким или сверхвысоким давлением резьбовой монтаж не практикуется. Разборное соединение в трубопроводах высокого и сверхвысокого давления, а равно и в системах вакуумного типа, обустраивается путем сборки фланцевого стыка.
В этом случае на торцы трубы и арматуры наваривают плоский фланец, с перфорацией под монтаж на резьбовую пару гайка-болт. Элементы трубопровода стыкаются, причем между фланцевыми торцами монтируется уплотнительная прокладка, и фиксируются на резьбовую пару болт-гайка, вставляемую в монтажное отверстие на фланцах.
Неразборное соединение монтируется сваркой стыков трубы и запорного элемента. Этот тип соединений можно практиковать в трубопроводах любого типа. Однако неразборный характер подобного метода стыковки уменьшает общую ремонтопригодность системы. Поэтому неразборный монтаж практикуют только в трубопроводах с особыми требованиями к герметичности и прочности стыковочного узла.
В итоге, большинство элементов запорной арматуры монтируют на разборные соединения (резьбовые муфты или сборные фланцы). Ведь для большей части промышленных систем ремонтопригодность узла запорно-регулирующей арматуры ценится не меньше, чем общая герметичность трубопровода.
vsetrybu.ru