Виды трубопроводной арматуры

Отличительной особенностью и огромным преимуществом среди остальных видов трубопроводной арматуры является то, что краны применяются как распределительные, регулирующие и запорные устройства для различных по вязкости жидкостей, а также для газов.

Конструкция кранов: корпус и затвор (пробка) с отверстием в центре. Затвор может иметь различную форму: шарообразную, цилиндрическую или конусообразную. Материал, из которого изготавливают краны: сталь, чугун, бронза, латунь, встречается также фарфор и специальный пластик (для агрессивных сред).

В зависимости от направления движения потока, а также от количества патрубков краны подразделяют на группы:

• угловые;
• проходные;
• трехходовые;
• многоходовые.

По принципу движения затвора краны бывают с отжимом, с вращением, с подъемом затвора и без.

По способу управления краны делят на:

• ручные;
• с электроприводом;
• с пневмоприводом;
• с гидроприводом.

По геометрии затвора краны подразделяют на:

• цилиндрические;
• конусные;
• шаровые;
• игольчатые.

По способу обеспечения герметичности краны делятся на натяжные и сальниковые.

Кран выполняет функцию запорного устройства, когда требуется прекратить полную подачу потока. Также краном можно регулировать расход жидкости или газа, изменение положения затвора.

5. Затворы.

Основной частью в конструктиве запорной арматуры являются затворы. От этого вида трубопроводной арматуры зависит работоспособность всей системы – полное или частичное перекрытие потока газа или жидкости. В случае малейшей неисправности могут возникнуть серьезные последствия вплоть до взрыва газоопасных веществ и экологической катастрофы. Для того чтобы можно было предотвратить такие ситуации, очень важно обращать внимание на материал, из которого изготавливается затвор, а также на условия эксплуатации.

Существуют различные типы затворов:

• Дисковые (наиболее частые в применении). Применяются для систем отопления, подачи пара, водоснабжения, при неагрессивных рабочих средах или продуктах нефтепереработки.
• Фланцевые (название произошло от метода монтажа – при помощи фланцев).

Материалы, из которых изготавливаются затворы: сталь (углеродистая, нержавеющая и легированная) и чугун. Затворы, сделанные из стали, могут использоваться в температурном диапазоне от -60 °С до +700 °С при избыточном давлении до 10 МПа. Они нашли массовое применение в агрессивных рабочих средах. Затворы, сделанные из стали, применяют чаще чугунных.

Преимущества затворов:

• просты в монтаже и ремонте;
• компактны по габаритам и весу, легко крепятся на небольших участках;
• легко заменяются, когда срок годности подходит к концу;
• не заклинивают во время использования;
• довольно дешевые.

По трубопроводу протекают различные виды жидких и газообразных веществ, вплоть до ядовитых, и чтобы остановить утечку или перекрыть в нужном месте их поток, не нарушая работу всей системы, используют затворы. Поэтому от их исправности зависит в первую очередь надежность всей системы, а также безопасность обслуживающего персонала. Несмотря на свою простоту в использовании и небольшую цену, данная арматура является важнейшим элементом во всей системе трубопровода.

Какая бывает трубопроводная арматура: виды и назначение

В зависимости от вида трубопроводные арматуры выполняют различные функции:

• Запорная.

Одна из самых востребованных. Служит для полного перекрытия потока рабочей среды, поэтому основным качеством и базовым показателем является герметичность и ее ресурс. Положения, в котором может находиться данная арматура, – «открыто» или «закрыто», промежуточного нет.

Применяются такие виды трубопроводной арматуры в авиации, морском транспорте, в аппаратах, которые используют на большой глубине, космической технике, атомной энергетике и, конечно же, в магистральных газопроводах и нефтепроводах.

На сегодняшний день трубопроводы являются довольно непростыми сооружениями, поэтому при малейших нарушениях в работе возможен сбой во всем процессе, что может послужить причиной к тяжелейшим финансовым и природоохранным последствиям.

Интересный факт, что сочетание слов «запорная задвижка» в речи не используют, как не используют и слова «запорный», «запорная» с названием какого-то типа арматуры. И это относится не только к задвижкам.

• Обратная.

Называть ее арматурой обратного действия не рекомендуется. Такая система предназначается для предотвращения обратного потока рабочей среды с помощью автоматического воздействия.

• Предохранительная.

Благодаря автоматическому сбросу избытков рабочей среды, назначение предохранительной арматуры состоит в том, что она защищает оборудование от превышения давления или иных параметров, которые могут привести к аварии. Встретить предохранительную арматуру можно на паровом котле в качестве предохранительного клапана. Важность ее очень велика – она обеспечивает стабильную деятельность трубопровода, а также установок индустриального и энергетического направления. Предохранительная арматура помогает избежать, предотвратить и свести на нет результат выхода за пределы возможного параметров рабочей среды, которые возникают из-за неисправности оснащения, в результате ошибок персонала, из-за физических процессов, которые происходят внутри самого оборудования или внешнего воздействия.

• Распределительно-смесительная.

Распределительно-смесительная арматура подходит для распределения потока по различным направлениям, в данном случае трубопроводная система будет называться распределительной. В случае, когда арматура предназначена только для смешивания потока рабочей среды, название данного агрегата будет «смесительная арматура». Когда арматура выполняет обе функции сразу, то она называется распределительно-смесительная.

• Регулирующая.

Существенную роль в трубопроводе играет регулирующая арматура, назначение которой – возможность регулирования параметров рабочей среды. Это приводит к безопасности технологических процессов и формирует довольно сложные производственные цепочки, которые могут состоять из множества компонентов. Преимуществами регулирующей арматуры являются обеспечение нормальных условий для функционирования и хорошей управляемости оборудования. Данная арматура благодаря своим характеристикам может использоваться на таких ответственных объектах, как АЭС. Используется она самостоятельно либо в сочетании с запорной.

• Отключающая.

Отключающая арматура в некоторых источниках называется защитной. На чувствительных объектах возможен перепад давления, поэтому для того, чтобы скорость течения рабочей среды можно было полностью перекрыть, используют данную отключающую (защитную) арматуру. Преимуществом данной арматуры является то, что она способна отключить конкретный элемент, в отличие от предохранительной арматуры, где поток рабочей среды стравливается.

Существует комбинированная трубопроводная арматура. В нее входят функции тех видов арматур, которые были перечислены выше. По названию можно легко понять, какое назначение они выполняют. Примерами видов трубопроводных арматур могут послужить: запорно-регулирующая арматура (не надо называть ее запорно-дроссельной) или запорно-обратная арматура.

В качестве обратной арматуры также применяется невозвратно-управляемая и невозвратно-запорная. Функции, которые они выполняют: принудительное полное закрытие хода запирающего элемента (невозвратно-запорная арматура) или помимо закрытия еще и ограничение хода (невозвратно-управляющая арматура).

Какие еще различают виды трубопроводной арматуры

В зависимости от способа герметизации

В зависимости от способа герметизации промышленной трубопроводной арматуры ее подразделяют на следующие виды:

1. Мембранная арматура – для уплотнения элементов корпуса, а также соединительных элементов, которые подвижны относительно внешней среды, а также для обеспечения уплотнения в затворе.
2. Сальниковая арматура – для обеспечения уплотнения штока или шпинделя относительно внешней среды. При ее использовании герметизация соединения осуществляется благодаря сальниковой набивке, которая находится в непосредственной близости с подвижным шпинделем или штоком.
3. Сильфонная арматура – для уплотнения таких подвижных частей, как шток и шпиндель, относительно внешней среды. Уплотнителем в данной конструкции является сильфон, силовой или чувствительный элемент.

В зависимости от способа управления

• Дистанционный вид трубопроводной арматуры, ею можно управлять с помощью переходных элементов (колонки, штанги и пр.) Органов управления в таком случае нет.
• Приводной вид трубопроводной арматуры – управляется благодаря приводам дистанционно или непосредственно.
• Промышленный вид. Оператор при таком типе управления трубопроводной арматурой не нужен. Работа выполняется автоматически, с непосредственным влиянием на чувствительный или силовой элемент рабочей среды. В качестве управления могут быть использованы сигналы, поступающие в привод от приборов или устройств АСУ.
• Ручной вид. При данном типе управления необходим оператор.

В зависимости от способа соединения с трубопроводом

1. Муфтовый. Соединение происходит муфтой с внутренней резьбой. Данный способ применим к видам трубопроводной арматуры с диаметром не более 80 мм и рабочему давлению 10 атм. Муфтовое соединение используется в полипропиленовых, металлопластиковых и полиэтиленовых трубопроводах.
2. Фланцевый. Данное соединение является прочным и производится с помощью болтовой стяжки. Положительным моментом такого соединения является то, что фланцевую стыковку возможно собирать-разбирать по несколько раз для прочистки или ремонта арматуры. Нужно помнить, что крепления могут ослабевать, поэтому за ними должен быть периодический контроль.
3. Под приварку. Данный способ соединения является самым герметичным и надежным, поэтому возможно его применение в трубопроводах, где протекают опасные вещества. Детали в способе «под приварку» стыкуются сварочным швом в раструб или встык, иногда дополняют подкладным кольцом для исключения перекоса стыковки деталей. Благодаря своей надежности данный способ используют при прокладке трубопроводов для АЭС.
4. Цапковый. Используется цапковый способ для соединения элементов небольшого размера, работает под высоким давлением (КИПиА) через присоединительные патрубки с наружной резьбой и буртиком.
5. Штуцерный. Данный способ соединения применяется при диаметре арматуры не более 15 мм, чаще это лабораторные трубопроводы. Соединение с трубопроводом резьбовое.
6. Специальная. Арматура производится под заказ для особых задач, соответственно при изготовлении учитываются определенные требования. Областью применения такой арматуры являются лаборатории, АЭС, оборонный комплекс.
7. Общего назначения. Сфера применения довольно широкая – в различных производственных областях, в водопроводных системах, системах отопления. К производственным отраслям относятся:

В зависимости от области применения

• Пароводяная – обширно используется в абсолютно всех областях, где трубопровод работает с водой. Используется разный диапазон диаметров и рабочего давления.
• Газовая – применяется в сфере газоснабжения с требованиями для пожароопасной, взрывоопасной среды. Отличительной особенностью является прочное, герметичное соединение;
• Нефтяная – используется в таких трубопроводах, где есть агрессивная среда. Устанавливается на трубопровод с нефтепродуктами.
• Химическая – применяется в химической промышленности, где используется агрессивная рабочая среда. Поэтому материалы, из которых изготавливается данная арматура, устойчивы к окислению.
• Энергетическая – применяется в работе с энергетическими установками, котлами, турбинами, где давление превышает отметку 300 атм, а температура пара возможна более +500 °С.
• Судовая – особенность данной арматуры в том, что она применяется во флоте, судостроении, морских сооружениях, где необходимо учитывать непростой морской климат и нестабильное положение.
• Резервуарная – монтируется на емкостях для сброса наполняющей среды (дренажная арматура), имеет один присоединительный патрубок.
• Вакуумная – для управления последовательности процесса откачки изолирует часть или всю вакуумную камеру от системы откачки.
• Абсолютного давления (до 0,1 МПа) – используются для измерения абсолютного давления среды трубопровода.
• Малого давления (до 1,6 МПа) – применяются в бытовых системах металлопластиковых, полиэтиленовых, полипропиленовых водопроводов и системах из стали.
• Среднего давления (до 10 МПа).
• Высокого давления (до 100 МПа).
• Сверхвысокого давления (более 100 МПа).
• криогенная (от -150 ^°С и ниже);
• холодильного оборудования (от -60 °С до -150 °С);
• низкой температуры (от -20 °С до -60 °С);
• средней температуры (до +400 °С);
• высокой температуры (до +600 °С);
• жаростойкие (600 °С и выше).

В зависимости от условного давления

В зависимости от рабочей температуры

Виды трубопроводной арматуры для разных видов труб

• Для металлопластиковых труб.

Для того чтобы управлять потоком воды или теплоносителя, используют вспомогательные детали, такие как краны, затворы, смесители, обратные клапаны и пр., которые способны выдерживать температуры среды до +95 °С, а давление 16 атм. Применяется при разводке труб к приборам водопровода, водонагревания, отопления, сливам.

Значительными плюсами обладает данный вид трубопроводной арматуры для использования в бытовых условиях: компактная, смотрится эстетично, резьба и пресс-соединение, условные обозначения помогают в монтаже, также не менее важную роль играет устойчивый к коррозии материал, который применяется для данной арматуры – это никелированная латунь. Наиболее часто используются различные виды соединительной арматуры и шаровые вентили.

• Для полиэтиленовых труб.

Арматура для такого вида труб, как полиэтиленовые, используется в напорных и безнапорных системах. Наиболее обширный перечень у соединительных элементов для сварного, зажимного или фланцевого соединения. Соединение полиэтиленовых изделий с помощью сварки называют одним из самых надежных, оно герметичное и составляет единую конструкцию.

Регулирование хода потока рабочей среды таких трубопроводов происходит посредством не подверженных коррозии полиэтиленовых (ПНД) или латунных кранов, заслонок, вентилей, рассчитанных на давление до 16 атм и температуру потока +45…+80 °С (горячее водоснабжение). Полиэтиленовые шаровые краны могут деформироваться, если не соблюдается температурный режим.

• Для полипропиленовых труб.

Трубопроводная запорно-регулирующая система, а также различные виды соединительной трубопроводной арматуры для полипропиленовых труб такие же, как и для предыдущих полиэтиленовых. Такая арматура рассчитана на давление до 20 атм, температуру рабочей среды до +90 °С. В настоящее время значительное количество производителей стали выпускать модели полипропиленовых элементов с обоймой, выполненной из никелированной латуни горячей прессовки – она составляет собой цельную конструкцию, с достаточной устойчивостью к тепловому деформированию.

Латунные резьбовые разборные соединения в полипропиленовых соединительных деталях позволяют оборудовать трубопровод из пластика металлической арматурой. Такие полиэтиленовые и полипропиленовые дополнительные детали намного дешевле аналогичных металлических.