Трубопроводная арматура

Организация движения среды по трубопроводу осуществляется путём изменения сечения его условного прохода при помощи разных механизмов под общим названием «трубопроводная арматура».

Трубопроводная арматура и её классификация в зависимости от выполняемых функций

В зависимости от того, какие функции возложены на трубопроводную арматуру, различают семь главных категорий:

• запорную;
• регулирующую;
• предохранительную;
• защитную;
• фазоразделительную;
• распределительно-смесительную;
• контрольную.

Для производства применяют всевозможные стали,сплавы, ковкий, высокопрочный, серый чугун, цветмет, пластмассы, керамику.

Арматура запорная

Используют этот вид арматуры на всех видах трубопроводных магистралей. По отношению к суммарному количеству другой используемой арматуры, применение этого ее вида составляет около 80%. Два главных параметра запорной арматуры — условный проход (Dу) и, в дополнение, условное давление (Py). Dу равно внутреннему сечению трубы, присоединяемой к арматуре. Pу — предельное лишнее рабочее давление в условиях, когда рабочая среда имеет температуру 20⁰, а установленная продолжительность службы соединений обеспечивается.

К запорной арматуре относятся краны, задвижки, вентили, затворы, клапаны. Самым популярным элементом является задвижка, запирающий орган которой передвигается перпендикулярно потоку. Её предназначение — полное отсечение движущегося потока.

Промежуточных позиций здесь не предусмотрено,только «открыто»/«закрыто». В открытом положении рабочая среда безсопротивления проходит по трубам. Во второй позиции в момент закрытияпроисходит остановка движения с обеспечением абсолютной непроницаемостиотносительно внешней среды.

Устройство задвижки предельно простое, гидравлическое сопротивление небольшое. Минусом конструкции являются её габариты.

Альтернативой задвижке является кран. С егопомощью перекрывают поток путем поворота его рукоятки вокруг оси.

Вентиль или клапан включает в свою конструкциюзапорный элемент, совершающий продольное движение по отношению к потоку,передаваемому по магистрали.

Деталь с запирающим элементом в виде диска, описывающего круги вокруг собственной оси, называется затвором. Используют затворы на трубопроводах больших диаметров, рабочая среда в которых находится под небольшим давлением. Герметичность затворов достаточно низкая.

Более подробно о разновидностях запорной арматуры можно узнать в отдельной статье: запорная арматура — что это такое, её виды и применение.

Регулирующая трубопроводная арматура

Арматура, при помощи которой поддерживают заданный предел давления и высоту рабочей среды, регулируют её расход, выполняют смешивание сред (будь то жидкости или газы) в заданном соотношении, относится к регулирующей или редукционной. От её безупречного функционирования зависит безопасность, экономичность техпроцессов. Она отвечает за беспроблемное функционирование оборудования, его подконтрольность.

Применяют редукционную арматуру как совместно сзапорными элементами, так и самостоятельно. Высокие характеристики позволяютиспользовать этот вид механизмов на самых ответственных объектах.

Предохранительная арматура

Эта арматура срабатывает автоматически, когдадавление в системе превышает норму.

Для сброса избыточного давления применяют триосновных вида этой арматуры:

• клапаны предохранительные;
• устройства мембранные разрывные ;
• устройства импульсно-предохранительные.

Все они функционируют по одному принципу:

1. Происходит сбой в технологическом процессе и повышается давление довеличины, угрожающей повреждением магистрали и оборудования.
2. Защитное устройство, срабатывая автоматом, сбрасывает лишнюю рабочуюсреду до приведения давления в трубопроводе к норме.

Конструкция защитного устройства и способсрабатывания зависит от условий эксплуатации. Одним из многих разновидностейарматуры этого класса является и дыхательный клапан, защищающий резервуары снефтью от критического понижения или повышения давления. Чтобы предотвратитьповышение давления до предельного состояния, предохранительный клапаноткрывается, выпускает порцию рабочей среды, затем закрывается, воссоздаваярабочие параметры.

По методу создания усилия, удерживающего затвор впозиции «закрыто» клапаны делят на пружинные и рычажно-грузовые. В первомслучае давлению жидкости или газа на золотник противодействует пружина ссоответствующей настройкой. Во втором — усилие, создаваемое грузом,зафиксированным на плече рычаге. Используют клапаны в самых разных диапазонахдавлений, при которых он обязан сработать.

Основная характеристика таких предохранительныхустройств — ход золотника в высоту во время срабатывания, определяющийпропускную способность механизма. Исходя из этого параметра, различают клапаныполно- и малоподъемные. У полноподъемного клапана подъем равен четвертой частии более диаметра седла, у малоподъемного — не больше 1/20.

Клапаны пружинные могут быть как полноподъемными,так и малоподъемными, а все рычажно грузовые — малоподъемными.

Устройства мембранные разрывные устанавливают намагистралях, пропускающих агрессивные химически рабочие среды либовысокотоксичные. В нормальных условиях такое устройство разделяеттехнологическую и выпускную линии. Когда давление достигает предельной точки,мембрана разрушается, раскупоривая выход, через который избыточная средауходит. Сама мембрана после срабатывания подлежит замене.

Для сбрасывания большого объема среды в системахс высокими рабочими показателями применяют импульсно-предохранительныеустройства. В составе ИПУ имеется два клапана — основной, имеющий значительнуюпропускную способность и импульсный, задача которого управление приводомосновного клапана по команде, поступающей от датчика.

Отсечная арматура

Тогда как предохранительные устройства при срабатываниивыбрасывают избыточную среду, защитная арматура в аварийных ситуациях наоборотперекрывает аварийный участок магистрали. Такое бывает, когда давление падаеттолько на отдельных участках. В этих обстоятельствах образуется обратный потоксреды, что недопустимо для трубопровода.

К этому виду арматуры причисляют:

• отсечные клапаны или защитные;
• затворы и клапаны обратные;
• разъединяющие клапаны.

Отдельные виды быстроработающей запорной арматурытакже можно использовать в роли защитной. Это электромагнитные клапаны, затворыповоротные дисковые, шаровые краны с пневмо- или электроприводом.

Основная характеристика арматуры этого типа —положение безопасности. Это такая позиция, в которой автоматически оказываетсярабочий орган защиты в случае аварийного отключения.

Фазоразделительная арматура

Такую арматуру применяют, когда нужноавтоматически разграничить рабочие среды, пребывающие в неоднородных фазах либосреды разной плотности. Используют ее в различных промышленных технологическихпроцессах, в отопительных системах как паровых, так и водяных.Фазоразделительная арматура позволяет эксплуатировать трубопроводы в строгомсоответствии с требованиями экологии и энергосбережения. Это важно для пищевой,химической отраслей, где пользуются стерилизаторами, варочными котлами,химическими реакторами, ферментаторами.

Основным типом фазораспределительной арматурыявляются конденсато- и водоотводчики. Иногда к этому разряду относят имаслоотделители. По конструктивному исполнению затвора эта трубопроводнаяарматура не является отдельным видом. Во многих случаях она представляет собойсборочные узлы. Так, конденсатоотводчик периодического действия, как правило,включает клапан в свою конструкцию.

Распределительно-смесительная арматура

Посредством арматуры этого вида распределяют на несколько ветвей, смешивают в один, перенаправляют потоки в заданных направлениях. Существует арматура, выполняющая только одну из двух функций. Если с её помощью распределяют потоки, то называется она распределительной, если смешивают — смесительной. К этой группе относятся краны и клапаны.

Контрольная арматура

Этот вид арматуры представлен устройствами,определяющими наличие, уровень рабочей среды в резервуаре, котле, сосуде. Онаимеет свои эксплуатационные особенности.

С ее помощью подключают в пневмо- и гидросистемыконтрольно-измерительные приборы. Наиболее часто применяют такую арматуру дляконтроля, как указатели уровня, краны контрольные, трехходовые краны кманометру.

Виды трубопроводной арматуры по способу соединения

Исходя из того, каким образом трубопроводнаяарматура соединена с трубопроводной магистралью, выделяют такие ее виды:

1. Муфтовая. Соединяют ее посредством муфты, имеющей резьбу внутри.Используют такой способ соединения в трубопроводах, изготовленных из полиэтилена,полипропилена, металлопластика. Трубопроводная арматура должна иметь диаметрмаксимум 8 см и выдерживать давление (рабочее) 10 атм.
2. Фланцевая. Это прочное ремонтопригодное соединение, включающееболтовую стяжку. Это является слабым звеном фланцевой стыковки, посколькукрепление имеет свойство периодически ослабевать. По этой причине нужноконтролировать состояние крепежа.
3. Приварная. Это соединение обеспечивает наибольшую герметичность инадежность. Его применяют в магистралях, транспортирующих опасные среды.Стыковку осуществляют путем выполнения сварочного шва встык либо в раструб.Чтобы полностью исключить перекос стыкуемых деталей иногда применяют подкладноекольцо.
4. Цапковая. Так соединяют арматуру небольшого размера, которая работаетпод большим давлением. Используют присоединительные патрубки, имеющие наружнуюрезьбу и бурт.
5. Штуцерная. Применяют для изделий с максимальным диаметром 1,5 см.Востребована такая арматура для лабораторных трубопроводов. Соединяютпосредством резьбы.

Другие разновидности и особенности трубопроводной арматуры

Кроме основной классификации есть арматура многодругих разновидностей.

Классификация по способу герметизации

Арматура, оснащенная сальниковым уплотнением, называется сальниковой. У неё герметизация подвижного элемента по отношению к окружающей среде выполнена сальниковым уплотнением. Оно расширяется или сжимается, за счет чего зазор между шпинделем и корпусом надежно герметизируется.

Арматурабез такого уплотнения называется бессальниковой. Она включает такие варианты,как сильфонная и мембранная.

Сильфонный вид герметизации подразумеваетуплотнение посредством гофрированной трубки или сильфонного узла.

Мембранное уплотнение являет собой упругийэластичный диск, находящийся между крышкой арматуры и ее корпусом.

Еще один вид — шланговая арматура. В ееконструкцию входит эластичный шланг. Пережимаясь, он герметично перекрываетпоток.

Разделение арматуры по сфере применения

В зависимости от области применения арматурабывает:

1. Специальной. Она выполняет специальные задачи и производится позаказу.
2. Общего назначения. К этому виду относится арматура, выпущеннаясерийно. Ее широко применяют в промышленности, в коммунальных системах. К этойгруппе изделий относится арматура:
3. пароводяная;
4. газовая;
5. нефтяная;
6. химическая;
7. энергетическая;
8. судовая;
9. резервуарная.

Деление арматуры по условному давлению

Исходя из условного давления, выделяют арматуру:

1. Вакуумную. Она отделяет часть камеры или всю ее от откачивающейсистемы для управления порядком процесса откачки.
2. До 0,1 МПа (абсолютного). Применяют в оснастке для определенияабсолютного давления вещества, транспортируемого по трубопроводу.
3. До 1,6 МПа (малого давления). Устанавливают в бытовых системах изполиэтилена, металлопластика, полипропилена, стали.
4. До 10 МПа (давление среднее).
5. До 100 МПа (давление высокое).
6. Более 100 МПа (давления считается сверхвысоким).

Деление по температурному режиму

По этомупризнаку выделяют пять групп:

1. Обычная арматура. Для диапазона -40 — +450⁰ изделия из углеродистойстали. Для температуры -30 — +400⁰ применяют арматуру, изготовленную из ковкогочугуна, а для температурного промежутка -15 — +300⁰ — из серого чугуна.
2. Для высоких температур (450 — 600⁰) — арматура, произведенная изспециальных сталей.
3. Для температуры больше, чем 600⁰ — жаропрочная арматура.
4. Для -70⁰ — изделия для низких температур.
5. Ниже -70⁰ — для глубокого холода.

Обозначение арматуры трубопроводной на маркировке

Выбирая трубопроводную арматуру, нужноориентироваться на условное обозначение. В нем содержатся технические параметрыарматуры в соответствии с классификацией ЦКБА.

Шифр состоит из последовательности значений какбуквенных, так и цифровых:

• две передние цифры — вид арматуры;
• одна или пара следующих букв — материалкорпуса;
• одна либо две цифры — номер арматуры вкаталоге;
• последние две буквы — материалуплотнителя.

В зависимости от примененного материалаокрашивают в разные тона корпус, крышку, сальник трубопроводной арматуры.

Замена и ремонт трубопроводной арматуры

Чем лучше организовано профилактическое обслуживание, тем дольше служит арматура.

Необходим периодический осмотр и проверка узла наработоспособность. При этом очищают корпус, смазывают подвижные части.Профилактика предусматривает и промывку устройства.

Текущей ремонт в основном выполняют на месте,обходясь без демонтажа. Участок, где смонтирована арматура, отключают. Изкорпуса извлекают запорное устройство, зачищают уплотнения. При наличии надиске незначительных царапин, элементы притирают по месту. Чаще всего в этом изаключается ремонт. Если на уплотнении есть царапины глубиной больше, чем 0,5мм, выполняют замену запорного механизма.

В арматуре запорного типа может случиться поломка шпинделя. Из-за разгерметизации сальниковой набивки через него начинает просачиваться рабочая среда. Устройство разбирают, набивку удаляют, а сам шпиндель проверяют на наличие коррозии, изменение формы. При выявлении серьезных нарушений, неисправную деталь заменяют. Узел собирают, наносят новую набивку.

Частая неисправность шпинделя — прекращениевращения шпинделя задвижки во время поворота маховика. Неполадку устраняютпутем отвинчивания фиксирующей гайки с последующим съемом маховика. Далее, нашпинделе затачивают новые грани, надевают на них маховик.

Бывает, что задвижка перестает открываться, хотямаховик со шпинделем вращаются. Причина в повреждении сцепления диска сошпинделем в нижней его части или в появлении дефектов на его гранях. Здесь необойтись без разборки устройства. Форму граням возвращают путем ковки илименяют шпиндель.

Для ремонта регулирующих устройств применяют туже технологию, что и для запорной арматуры.

По завершении ремонта арматура подлежитиспытаниям на плотность и прочность корпуса установленным давлением.

Трубопроводная арматура всех разновидностейспроектирована в соответствии с определенными условиями эксплуатации. Онаявляется неотъемлемым элементом систем всевозможного назначения, повышаетуровень их безопасности и работоспособности, обеспечивает бесперебойную работу.