Под понятием «запорная арматура» подразумеваются устройства, управляющие силой потока некоторой среды. Чаще всего элементы запорной арматуры присутствуют на трубопроводах. Далее мы разберемся в том, на какие виды делится запорная арматура, что это такое и где применяется.
Запорная арматура на трубопроводах служит для управления потоками жидкостей или газов. Она способна регулировать поток в трубопроводных системах от минимального уменьшения подачи до полной ее остановки.
Некоторые виды этого оборудования:
Все эти изделия широко используются в инженерных системах и могут изготавливаться как для общетехнического применения, так и для работы в особых условиях. Если задвижка используется только для полного перекрытия потока, то запорно-регулируемая и краны) способна не только перекрывать поток, но и регулировать его интенсивность.
Все запорные устройства имеют похожую конструкцию. Это закрытый герметичный корпус, в котором размещен узел запорной арматуры. В корпусе чаще всего имеется два (в ряде случаев больше) конца, посредством которых он плотно прикрепляется к трубопроводу. Назначение запорного узла - герметичное разделение трубопроводной системы на части. В его составе имеются седло и запорный орган, постоянно соприкасающиеся по уплотнительным поверхностям.
Краны служат для установки на трубопроводах с водяными, паровыми и газовыми носителями. Они характеризуются компактными размерами (1-9 кг) и небольшим сопротивлением. Диаметр крана может быть от 1 до 3 дюймов. Наиболее распространены такие виды кранов, как шаровой и пробковый. В соответствии с методом герметизации они бывают сальниковыми и натяжными.
Соединение крана с трубопроводом происходит при помощи фланца, муфты или путем приваривания к нему. На газовых трубопроводах используются газовые муфтовые краны. Материалом для них служит чугун. Чтобы обеспечить соединение трубопровода с краном, требуется резьбовая муфта. Газовые краны предназначены для работы в условиях давления 0.1 Мпа и температуры до 50 °С.
Более высокие нагрузки выдерживают сальниковые муфтовые краны. Они обслуживают нефтепроводы и водопроводы, основные их детали изготавливаются из чугуна. При этом чугунный сальник набивают резиной или пенькой. Такие краны способны работать при давлениях до 1 Мпа и выдерживают температуры до 100 °С.
Самые малые размеры имеют Это оборудование славится высоким качеством работы, что предопределило его использование в трубопроводах большого диаметра. Изготавливают их из чугуна, а уплотнительные кольца состоят из фторопласта-4. Рабочие параметры шаровых кранов соответствуют характеристикам сальниковых муфтовых кранов.
С помощью фланцев присоединяются к трубопроводам фланцевые стальные краны. Если кран имеет большие размеры, он снабжается червячным редуктором. Для регулировки потока в таком кране служит маховик. Это оборудование применяется на газопроводах, работающих в диапазоне температур от -40 °C до +70 °С. Подобные краны монтируют только вертикально. Управление может быть как дистанционное, так и посредством маховика.
Клапаны играют важнейшую роль в большом количестве регуляторов трубопроводных сетей. Это самая распространенная запорная арматура. Что это такое, можно увидеть на картинке.
Это детали, у которых есть затвор, имеющий вид тарелки конусной или плоской формы, который двигается параллельно оси уплотнительной поверхности седла корпуса возвратно-поступательно или по дуге.
Вентиль — разновидность клапана, перемещение затвора которого осуществляется посредством резьбовой пары.
Наиболее распространены запорные вентили, устанавливаемые на трубопроводы. Регулировка в них происходит в ручном режиме с использованием маховика или дистанционно с помощью электропривода.
Прочность уплотнения обеспечивается кольцами, изготовленными из кожи, резины или фторопласта-4. Запорные вентили используются в трубопроводах, рабочей средой которых являются воздух, пар или вода. Для соединения с трубой применяется резьбовая муфта. Для заполнения сальника используется асбестовая набивка АП-31 - шнур из сплетенных асбестовых нитей с антифрикционной пропиткой.
В водопроводах с температурой воды менее 50 °С устанавливают запорные вентили муфтовые. Это оборудование способно работать в любом положении. При этом вода поступает под золотник. Корпус устройства чугунный, прокладки - паронитовые, уплотнительное кольцо сделано из кожи, а набивка сальников - асбестовая.
В трубопроводах для транспортировки воздуха или воды среда прогревается до температуры +45 °С. В таких инженерных сетях допустимо применение в запорной арматуре электромагнитного привода. Он рассчитан на работу при температурах до +50 °С. Направлен он должен быть вверх. Корпус устройства - чугунный. При этом золотник и крышка изготавливаются из стали. Такой вентиль управляется как вручную, так и дистанционно.
Заслонки предназначены для применения на трубопроводах большого диаметра. Их устанавливают в системах кондиционирования и вентиляции при небольших давлениях и невысоких требованиях к герметичности.
В зависимости от количества применяемых пластин заслонки бывают одинарными и многостворчатыми. Для жидкостных сред заслонки практически не применяются, поскольку не могут в достаточной мере обеспечить герметичность перекрытия прохода. Для газов дроссельные заслонки применяют довольно часто. Этому способствует простота и надежность конструкции. Назначение дроссельных заслонок - регулирование и отключение расхода.
Кроме простого устройства и управления, они имеют сравнительно невысокую цену и небольшой вес. Возможно оборудование заслонок гидроприводом, пневмоприводом или электроприводом.
На трубах, транспортирующих воду, ставятся бесфланцевые заслонки давлением 1,0 МПа. Уплотнение происходит посредством резинового кольца, устанавливаемого в канавке диска. Корпус изделия состоит из чугуна, а поворотный вал сделан из стали.
Заслонки, управляемые посредством электропривода, монтируют электроприводом вверх. При этом приводной вал располагается вертикально. Заслонки, которые управляются вручную, можно устанавливать в любом положении.
Соединение заслонок с трубопроводом происходит посредством фланцев. Другим способом соединения является сварка. Рабочее давление заслонок - 1 Мпа. Управлять ими можно с помощью электропривода.
Диаметр арматуры, использующей такой электропривод, составляет от 200-1200 мм. Их мощность достигает 5 кВт. Время, которое затрачивается заслонкой на открытие или закрытие, составляет примерно полторы минуты.
Затвор поворотный дисковый необходим для того, чтобы регулировать давление и расход среды. Рабочей средой для затвора являются вода и газ. Они работают при давлении 1.6 Мпа и температуре от -15 °C до 200 °C.
Затвор поворотный дисковый принадлежит к запорно-регулирующей арматуре. Находясь в закрытом положении, он дает возможность добиться герметичности. Достоинством затвора является его малая строительная длина и высота. Изделие применяется в системах отопления, водоснабжения и пищевой промышленности.
В инженерных сетях ставится и другая запорная арматура. Что это такое "задвижки" - один из видов трубопроводной арматуры?
Задвижка — представитель запорной арматуры, имеющий затвор в форме клина, диска или листа, который движется вдоль уплотняющих колец седла корпуса. Поток среды при этом перпендикулярен ходу затвора. Диаметр уплотнительных колец может быть меньше диаметра трубы, а может быть равен ему. В первом случае задвижки называются суженными, во втором - проходными.
В соответствии с формой затвора задвижки делят на параллельные и клиновые.
Эти изделия используются на технологических линиях и магистральных трубопроводах. Шпиндель в задвижках может быть невыдвижным или выдвижным. Чтобы закрыть или открыть проход, шпинделю приходится делать достаточно много оборотов. Поэтому подобные задвижки снабжают электроприводом для дистанционного управления. Клиновые задвижки имеют невыдвижной шпиндель из чугуна. Их давление составляет 0,25 МПа. Диаметр арматуры - от 800 до 2000 мм, масса достигает 14 тн.
Преимущества задвижек:
Недостатки задвижек:
К трубе задвижки присоединяются при помощи фланцев. Большая часть деталей - чугунная. Материал прокладки - паронит, набивка сальника - асбест.
Трубопроводы, транспортирующие топливный газ с температурным режимом до 100 °С, используют двухдисковые клиновые задвижки чугунные. Они имеют невыдвижной шпиндель и рабочее давление 0,6 МПа. Предусматривают только ручное управление.
Аналогичные двухдисковые задвижки, но с выдвижным шпинделем ставятся на трубопроводы с Они рассчитаны на работу при давлении 1,8 МПа и температуре 200 °С.
На нефтепроводы и маслопроводы устанавливаются сварные клиновые задвижки из стали. В их конструкции используется выдвижной шпиндель и патрубки. Максимальная температура среды для этих задвижек составляет 250 °С. Материалом всех деталей задвижки служит углеродистая сталь.
Запорные приспособления, которые работают в условиях воздействия агрессивных сред, выбираются в зависимости от характеристик среды. В расчет принимается срок эксплуатации, герметичность, надежность и другие параметры, которыми обладает запорная арматура. Что это такое - запорное оборудование для агрессивных сред?
Вентили используются в агрессивных средах чаще всего. У таких изделий седло и золотник надежно сопрягаются, что позволяет избежать трения. На смену узлам сальников пришли сильфонные узлы. Недостатком такого вентиля является увеличенное гидравлическое трение.
В жидких средах используются из латуни, рассчитанные на рабочее давление 1,6 МПа. Такой вентиль присоединяется к трубопроводу посредством резьбовой муфты.
В паропроводах при давлении 1 МПа и температурах меньше 50 °С в вентилях используется латунное уплотнительное кольцо. Подобное кольцо на золотнике сделано резиновым или кожаным.
Сильфонные вентили, выполненные из стали, стойкой к коррозии, используются при температуре среды до 350 °С. Фланцевые фарфоровые вентили имеют корпус, изготовленный из фарфора.
Неисправности трубопроводной арматуры чреваты многими проблемами для эксплуатирующих предприятий. Нередко они не в состоянии перекрыть участок сети, который подвергся аварии. Неслучайно ремонт запорной арматуры, сделанный вовремя, помогает предприятию избежать больших расходов в дальнейшем.
Ознакомимся с наиболее частыми причинами поломок запорной арматуры. В число причин, вызывающих поломки задвижек, входит мусор, попадающий внутрь трубопровода при монтаже. Он оседает на уплотнительных кольцах, прорезает там канавки, нарушающие герметичность. Предотвратить это можно тщательно промыв магистральные сети до начала их эксплуатации. Вышедшие из строя задвижки ремонтируются в особых мастерских, которые оснащены притирочными станками. Они снимают поврежденный слой с уплотнительных колец, возвратив им прежние свойства.
После произведенного ремонта и затяжки болтов, до того как будет произведена установка запорной арматуры, задвижка проходит гидравлические стендовые испытания под давлением. Если испытания заканчиваются успешно, происходит оформление акта приемки.
В России запорная и запорно-регулируемая арматура изготавливаются многими предприятиями. Отрасль постоянно растет. Одним из лидеров отрасли является завод запорной арматуры Also из Челябинска. Популярностью пользуется также продукция завода Ленпромарматура из Санкт-Петербурга, ЗАО Гидрогаз из Воронежа, ООО Муромского завода трубопроводной арматуры.
Запорная арматура, цена которой может составлять от 20 до нескольких десятков тысяч рублей в зависимости от диаметра, назначения и материала изделий, широко предлагается на рынке России и Европы.
Федеральное агентсво по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафеда: «Транспорт и хранение нефти и газа»
Контрольная работа
на тему: «Виды запорной арматуры, ее назначение и конструкция»
Выполнил: студент группы ГРз-07-02
Политаев М.А.
Проверил: преподаватель
Фазлетдинов Р.А.
Запорная арматура - предназначена для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе и пуска среды в зависимости от требований технологического процесса (цикл «открыто-закрыто»). Сюда относятся задвижки, краны, запорные клапаны, поворотные затворы. Основное назначение запорно-регулирующей арматуры – перекрывать поток рабочей среды по трубопроводу и снова пускать среду, а также обеспечивать необходимую герметичность. Завод трубопроводной арматуры следит за качеством выпускаемой продукции. Устанавливается арматура на трубопроводах высокого и низкого давления, агрегатах и сосудах. Предназначена запорная арматура для управления: водяной, газообразной, парообразной, газожидкостной массой, путем изменения площади диаметра проходного сечения отверстия. Она должна обеспечивать надежное и полное перекрытие проходного сечения. Принципиально она должна обеспечивать всего два состояния - открыта или закрыта - и может быть не предназначена для эксплуатации в промежуточном положении рабочего органа.
По функциональному назначению трубопроводная арматура подразделяется на следующие основные классы:
Запорная - предназначена для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью;
Регулирующая - предназначена для регулирования расхода путем изменения количества протекающей по трубопроводу рабочей среды. Регулирующая арматура управляется от постороннего источника энергии;
Распределительная - предназначена для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков;
Предохранительная - предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды., защитная (отсечная) предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока.
Фазоразделительная - предназначена для автоматического разделения рабочих сред в зависимости от их фазы и состояния. Сюда относятся конденсатоотводчики, воздухоотводчики и маслоотделители.
Задвижка – одно из устройств запорной арматуры. Здесь, в отличие от кранов, запорный элемент совершает не вращательное движение, а возвратно-поступательное. Передвижение запорного элемента происходит перпендикулярно движению жидкости.
Хронологически задвижки появились одними из первых из устройств перекрытия водного потока. Это связано с их достаточной простотой и неприхотливостью в эксплуатации и ремонте. В настоящее же время в связи с бурным развитием техники и технологических процессов задвижки все чаще вытесняются при прокладке трубопроводов устройствами перекрытия воды с круговым движением исполнительного элемента. Задвижки, как и запорные краны, используются в основном в двух режимах: открыто и закрыто, т. е. когда запорный элемент находится в крайних положениях. При использовании задвижки в промежуточном положении происходит разрушение ее рабочей поверхности из-за вибрации, вызванной высокочастотным перемещением исполнительного органа вдоль и поперек протекания жидкости при ее движении по трубопроводу. Расшатываются также и элементы крепления исполнительного элемента. Как результат – выход задвижки из строя раньше установленного срока.
Задвижки разделяют на несколько видов. Клиновые, параллельные, с выдвижным и не выдвижным штоком. Применяются при давлениях от 2 до 200 атмосфер. Условный диаметр от 8 мм до 2 м.
Рисунок 1 Задвижка ЗМС-65-14 К1 ХЛ (Бакинская)
Таблица 1 Технические характеристики задвижки ЗМС-65-14 К1 ХЛ
Фонтанная арматура предназначена для герметизации устья скважин, контроля и регулирования режима их эксплуатации, а также для проведения различных технологических операций в умеренном и холодном макроклиматических районах для сред, содержащих СО2, Н2S, и пластовую воду. Собирается по схемам тройникового и крестового типов согласно ГОСТ 13846 – 84.
В шифре фонтанной арматуры приняты следующие обозначения: АФ – арматура фонтанная; конструктивное исполнение по схемам ГОСТ 13846 – 84; а – двухрядная концентричная подвеска подъёмных труб; К – подвеска подъёмной колонны на резьбе переводника трубной головки (на муфтовой подвеске буква не пишется); Э – для эксплуатации скважин с ЭЦН; В – способ управления задвижками (дистанционный и автоматический); первое число – диаметр условного прохода по стволу и боковым струнам в мм; второе число – рабочее давление; ХЛ – климатическое исполнение для холодного района; исполнение по коррозионной стойкости: К1 – для сред, содержащих СО2 до 6 %; К2 – для сред, содержащих СО2 до 6 %; К3 – то же, Н2S и СО2 до 25 %; К2И – для фонтанной арматуры, изготовленной из малолегированной и низкоуглеродистой стали, с применением ингибитора в скважине.
Арматура включает трубную головку, фонтанную ёлку, запорные устройства с ручным и пневматическим управлением, дроссели.
Трубная головка предназначена для подвески одного или двух рядов НКТ, их герметизации, а также для выполнения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважины.
Колонны подъёмных труб подвешивают на резьбе и на муфтовой подвеске.
Подвешивание колонн на резьбе осуществляется: при однорядном лифте – на резьбе стволовой катушки; при двухрядном лифте: внутренняя колонна – на резьбе стволовой катушки, наружная – на резьбе тройника (крестовины) трубной головки.
Подвешивание колонн на муфтовой подвеске осуществляется: при однорядном лифте – на муфте в крестовине трубной головки; при двухрядном лифте: внутренняя – на муфте в тройнике трубной головки, наружная – на муфте в крестовине.
Рисунок 2 Арматура фонтанная АФК 1 Э65х21М К1 ХЛ
(для УЭЦН, ППД и фонтанных скважин)
Ёлка предназначена для направления продукции скважины в выкидную линию регулирования режима эксплуатации, для установки специальных устройств, при спуске скважинных приборов или скребков для очистки труб от парафина, замера давления и температуры среды, а также для проведения некоторых технологических операций.
В качестве запорных устройств фонтанной арматуры применяют проходные пробковые краны и прямоточные задвижки с принудительной или автоматической подачей смазки. Они предназначены для перекрытия проходных отверстий в фонтанной арматуре и устьевом оборудовании.
Таблица 2 Технические характеристики арматуры фонтанной АФК 1 Э65х21М К1 ХЛ
Для регулирования режима эксплуатации на боковых струнах ёлки установлены регулируемые или нерегулируемые дроссели со сменной втулкой из износостойкого материала.
Фонтанные арматуры классифицируют по конструктивным и прочностным характеристикам:
Рабочему давлению (7, 14, 21, 35, 70, 105 МПа);
Схеме исполнения (6 схем);
Числу спускаемых в скважину рядов труб;
Конструкции запорных устройств;
Размерам проходного сечения по стволу скважины (50-150 мм) и боковым отводам (50-100 мм).
Все фонтанные арматуры применяются с колонными головками ООК1 10"" ´ 9 5/8 ´ 6 5/8 – 210 или колонная головка конструкции ЦНИЛ "" ГАНГ "".
Колонные головки , как и обсадные трубы, являются неотъемлемой частью конструкции скважины как инженерного сооружения. Они предназначены для подвески очередной обсадной колонны, герметизации и контроля давления в кольцевом пространстве между соседними колоннами труб.
Рисунок 3 Обвязка колонная головка ОКК1-35 К1 ХЛ
Конструкция колонной головки, фонтанной арматуры, схемы их обвязки должна обеспечивать оптимальные режимы работы скважины, герметизацию трубного, затрубного и межтрубного пространства, возможность технологических операций на скважине, глубинных исследований, отбора проб и контроля устьевого давления и температуры.
Запорная арматура необходима для контроля различных газов и жидкостей, транспортируемых по трубопроводу. Ее можно разделить на арматуру общетехнического назначения и используемую в особых условиях.
Материалом для создания арматуры служат чугун и сталь. Такой выбор материала обусловлен тем, что внутренняя поверхность арматуры должна выдерживать взаимодействие с химически активными средами и быть устойчивой к коррозии, которая может привести к нарушению герметизации и утечке среды.
Без арматуры безопасное использование трубопровода невозможно.
Полнооткрывающаяся арматура, а именно пробковые краны, вентили, арматура с проходным каналом, имеющая строение трубки Вентури, относится к запорной.
Любое запорное устройство обладает следующими характеристиками:
Бывает четыре вида запорной арматуры.
Краны – самый популярный вид запорных деталей. Он используется при работе с разными средами: жидкостями, газом, паром. Его размер может быть о двух с половиной сантиметров до восьми, а масса – от 0,5 кг до девяти. Присоединяют краны к трубе с помощью фланца, муфты или сварки.
По структуре краны делят на пробковые и шаровые.
Пробковые краны обычно используются при транспортировке природного газа, нефти, воды, пара, смазочных масел. У устройств такого типа есть ряд существенных недостатков:
Шаровые краны представляют собой деталь, состоящую из корпуса и пробки, и используются для трубопроводов с большим диаметром, если температура рабочей среды будет неизменной. Такие краны характеризуются небольшим размером. В настоящее время они используются в основном в бытовых условиях: в водопроводах и системе отопления, бытовых приборах, использующих воду и т. д.
По принципу герметизации краны классифицируют на натяжные и сальниковые. Основные детали сальниковых кранов изготовляются из чугуна. Их устанавливают на трубах, по которым осуществляется транспортировка текучих сред. Сальниковые краны эксплуатируются при температуре до 100 °C.
Запорные вентили используются только для перекрытия потока и не позволяют влиять на давление в трубопроводе. Размер не больше 300 мм в диаметре прохода. Конструкция включает в себя золотник, установленный на опускающемся шпинделе. Когда рабочую среду перекрывают, золотник опускается на седло. Чтобы избежать гидроудара, он движется параллельно потоку.
По способу герметизации вентили бывают:
Как правило, большие вентили соединяют с трубой посредством фланцевого соединения, а для закрепления маленьких используются муфты. Для работы в условиях высокого давления используются устройства с толстыми стенками, которые подсоединяются к трубам с помощь сварки.
Управление осуществляется с помощью маховика или электропривода. Некоторыми из них можно управлять на расстоянии.
Выбирая вентиль, нужно ориентироваться на температуру вещества, которое будет транспортироваться по трубам.
Для рабочей среды, температура которой не будет подниматься выше 50 °C, используются устройства из чугуна, соединенные с трубопроводом с помощью муфты. Уплотнительное кольцо у них сделано из кожи, а прокладки паронитовые. Сальники заполнены асбестом.
Если диапазон температур узок и находится строго в промежутке между 45 и 50 °C, можно установить устройства с электромагнитным приводом. Золотник и крышка у них стальные, а корпус выполнен из ковкого чугуна. Во время монтажа электропривод должен быть установлен в положении сверху.
Вентили устанавливаются только в тупиковых частях системы подачи жидкости, а также используются для сильфонного уплотнения шпинделя.
Заслонки монтируются на трубопроводах, диаметр которых около 2200 мм. Их можно использовать при условии, что давление в трубах будет невысоким. Управление осуществляется вручную, с помощью гидро- или электропривода. Привод есть только у заслонок с диаметром от 300 до 1600 мм и номинальным давлением 1,0 МПа.
Заслонки с электроприводом нужно устанавливать так, чтобы он был наверху, а приводной вал при этом располагался вертикально. У заслонок без привода ограничений в установке нет.
Заслонка устроена очень просто, но при этом она не уступает другим видам запорной арматуры по эффективности.
Запорным механизмом служит поворотный диск, который может двигаться вокруг своей оси, находящейся перпендикулярно или под углом к потоку. У большинства заслонок корпус изготовлен из чугуна, а поворотный диск – из стали. Благодаря тому, что чугун способен контакт с химическими веществами, заслонку можно использовать для трубопроводов, по которым транспортируются кислоты и щелочи.
Для установки применяется фланцевое соединение или сварка.
На водопровод устанавливают бесфланцевые заслонки. В канавке поворотного диска такой заслонки вставлено резиновое кольцо, уплотняющее запорный механизм. Корпус выполнен из чугуна, поворотный вал является стальным.
У этого типа запорной арматуры есть ряд достоинств:
Из-за особенностей строения использование заслонок является целесообразным только на магистралях и технологических производствах. В отличие от них, в конструкцию задвижек входит шпиндель, который в зависимости от вида может быть выдвижным или невыдвижным.
Задвижки с выдвижным шпинделем могут быть дополнительно оснащены электроприводом. Благодаря этому их контроль может осуществляться на расстоянии.
Задвижки используются в трубопроводах с неагрессивной рабочей средой. Они способны выдерживать высокие температуры и давление.
При работе с топливным газом, температура которого может достигать 100 °C, используются двухдисковые клиновые задвижки из чугуна. Шпиндель у них невыдвижной. Прокладочным материалом является паронит. На дисках и корпусе находятся чугунные кольца, которые служат для повышения плотности запорного механизма. У таких заслонок нет дистанционного управления.
Для работы с коксовым газом на трубы монтируют двухдисковые клиновые задвижки, у которых шпиндель выдвигается. Все детали, кроме стального шпинделя, создаются из ковкого чугуна. Задвижки с диаметром 1300 мм выдерживают температуру 200 °C и рабочим давлением 1,8 МПа. Устройства с диаметром 1500 мм используются в условиях рабочего давления 0,05 МП и 85 °C.
Контроль осуществляется с использованием электропривода мощностью 3 кВт.
На трубы, по которым перекачивают нефть и масло, устанавливают сварные клиновые задвижки из стали. Шпиндель у них выдвигается. Они выдерживают до 250 °C. Положение при установке может быть любым.
При работе с агрессивными средами используются краны, вентили и задвижки. Чтобы правильно подобрать арматуру, нужно принять во внимание вещество, с которой она будет контактировать.
Благодаря герметичному соединению седла и золотника и незначительному уровню трения, в таких условиях преимущественно используются вентили. Для работы в жидких средах рекомендуется применять вентили из латуни. Если работать приходится в условиях высокой температуры, устанавливаются сильфонные вентили, способные работать при нагреве до 350 °C.
Для того чтобы запорную арматуру можно было использовать при работе с агрессивными веществами, она должна обладать коррозионной стойкостью, поэтому популярными стали фланцевые вентили, изготовленные из фарфора и покрытые глазурью для защиты от коррозии. Применяются также диафрагмовые вентили, на которые нанесено покрытие из резины.
Реже всего для работы с агрессивными веществами применяются задвижки, так как их необходимо покрывать коррозионностойкой сталью, что является нерентабельным. Кроме того, если у задвижки выдвижной шпиндель, то она требует регулярного ремонта.
Запорной арматурой называют устройства, которые устанавливают на трубы, чтобы контролировать поток воды, газа и иной рабочей среды. Они меняют площадь сечения труб, закрывая или, наоборот, открывая проход для движения жидкости или газа.
Запорная арматура отключает, регулирует, распределяет, смешивает и сбрасывает циркулирующую по трубам среду. Например, для чистки грязевиков, установленных на коммуникации водоснабжения, нужны отсекающие задвижки, которые перекрывают воду.
Чаще всего все устройства из категории запорной арматуры делают из ковкого чугуна и нержавеющей стали. Другой материал для изготовления устройств недопустим из-за контакта с химически активными средами: газом, водой, маслами, паром, вызывающими коррозию металла.
По назначению запорные устройства делятся на:
В зависимости от способа, регулирующего поток среды, запорная арматура подразделяется на приспособления различного типа:
Запорная арматура
Трубная (a.
valving fittings, valve accessories;
н.
Absperrarmatur, Verschluβarmatur;
ф.
accessoires d"arret, robinetterie;
и.
armadura de cierre
) - устройства для управления потоками транспортируемых материалов (природных газов, нефти и др.) в трубопроводах, котлах, агрегатах, резервуарах и др. техн. сооружениях; наиболее распространённый трубопроводной арматуры. Kрепится на трубах c помощью присоединит. патрубков (муфтовых, фланцевых, цапковых или штуцерных) или приваривается. Pазличают З. a. общетехническую и спец. назначения. Hаиболее широкое применение в пром-сти получила З. a. общетехн. назначения, к-рая используется при транспортировании неагрессивных жидкостей и газов. З. a. спец. назначения предназначена для коррозионных, агрессивных или токсичных сред, a также высоких давлений, низких и сверхнизких темп-p, вакуума и т.д. и изготовляется из легир. хромоникелевой стали. Oсн. конструктивные элементы З. a. - корпус и затвор. B зависимости от формы затвора и характера перемещения его в корпусе во работы З. a. подразделяется на краны, клапаны (вентили), задвижки и заслонки (поворотные или дисковые затворы). Kраны монтируются на магистральных газопроводах, газосборных коллекторах, установках сбора и подготовки газа и т.д. Kорпус крана - разъёмный или сварной. Форма затвора - коническая (пробковые краны), цилиндрическая и шаровая (рис.
1).
гидропривод; 2 - шпиндель; 3 - корпус; 4 - ; 5 - затвор">
Pис. 1. Kран c шаровым затвором: 1 - гидропривод; 2 - шпиндель; 3 - корпус; 4 - седло; 5 - затвор.
Pазличают краны равно- и неравнопроходные (диаметр проходного канала арматуры соответственно равен или меньше внутр. диаметра трубопровода). Первые обладают значительно меньшим гидравлич. сопротивлением, повышенной степенью герметичности, уменьшенными размерами и весом, допускают очистку полости трубопроводов скребком и др. очистными устройствами; вторые применяются в случае, если повышенный перепад давлений, возникающий на них, не влияет на эксплуатац. режим трубопровода. B случае подземной установки краны оснащаются дополнительно колоннами co шпинделем-удлинителем. Для герметичности и уменьшения трения между корпусом крана (c конич. и цилиндрич. затворами) и затвором вводят уплотнит. смазку. Герметичность кранов c шаровым затвором обеспечивается набивкой уплотнит. смазки (пасты) между затвором и сёдлами, a также за счёт резиновых колец, расположенных на сёдлах. Управление кранами осуществляется c помощью ручного механич., электрич., пневматич. и гидравлич. приводов (более экономичны и обеспечивают плавность и равномерность поворота затвора). Изготовляются краны c диаметром условного прохода (Дy) от 15 до 1400 мм (номинальный диаметр отверстия, служащего для прохождения транспортируемых материалов), на условное давление (Py) от 0,1 МПa до 16 МПa (наибольшее избыточное рабочее давление при t 20°C, при к-ром обеспечивается длит. и безопасная работа арматуры) и темп-py; транспортируемых материалов от -60°C до +80°C, окружающей среды от -60°C до +40°C. Перспективными являются краны co сварным корпусом, шаровым полнопроходным затвором, поверхность к-рого покрыта хромом, никелем или хромоникелем, постоянно прижатыми сёдлами, гидравлич. приводом, местным и дистанц. управлением, снабжённые автоматами аварийного закрытия. Широкое применение в CCCP нашли также краны c шаровым затвором, изготовленные фирмами Франции, Италии, Японии, ФРГ и з-дами Чехословакии.
Kлапаны (рис. 2) используются в осн. для подключения контрольно-измерит. приборов, a также на тупиковых участках трубопроводов, технол. обвязках котлов, агрегатов, резервуаров и др. установок.
Пo конструкции корпуса клапаны подразделяются на проходные, угловые, прямоточные и смесительные, затвора - тарельчатые, мембранные и шланговые, шпинделя - c вертикальным и угловым его расположением (по отношению к направлению транс- портируемого потока). Герметичность клапанов по седлу достигается притиркой уплотнит. поверхностей либо размещением на затворе уплотнит. колец из мягких металлов или неметаллич. материалов, по шпинделю - может регулироваться подтяжкой сальникового соединения. Перемещение затвора осуществляется c помощью маховика или привода (пневматич., ручной механич., электромагнитный; наиболее распространены первые). Kлапаны харак- теризуются сравнительно небольшим ходом затвора, необходимым для полного перекрытия сечения трубопровода, a также возможностью дросселирования потока; изготовляются в связи c высоким гидравлич. сопротивлением и необходимостью преодоления при закрывании значит. давления co стороны транспортируемого материала c Дy до 300, реже до 400 мм. Pаботают при больших перепадах давления на затворе и конечных величинах рабочих давлений - Py до 250 МПa, a также темп-pax транспортируемого материала от -200 до 450°C. Для малых диаметров труб наиболее рациональной является конструкция клапана c затвором в виде конусной тарелки, для больших - плоской.
Ha устье скважины, a также на трубопроводах, транспортирующих , нефтепродукты, воду и пар, устанавливают задвижки (рис. 3).
B зависимости от диаметра проходного канала различают задвижки равно- и неравнопроводные, по принципу действия затвора - c одно- и двусторонним принудит. уплотнением, a также самоуплотняющиеся, по конструкции затвора (б.ч. задвижек) - клиновые и параллельные. Kлиновые задвижки относительно просты по конструкции, надёжны в работе, однако отличаются возможностью заклинивания при резком изменении темп-ры, нарушением герметичности вследствие загрязнения уплотнит. поверхностей, кроме того, нек-poe затруднение вызывает подгонка клина к корпусу задвижки. Параллельные - подразделяются на задвижки c распорными клиньями, самоуплотняющиеся (без распорных устройств), механич. управляемыми дисками co смазкой (наиболее распространены первые и последние). Задвижки co смазкой обладают повышенной степенью герметичности, но сложны в изготовлении и требуют более тщательного ухода в процессе эксплуатации. Для всех видов задвижек характерен небольшой допускаемый перепад давления на затворе. Привод - ручной механический, электрический (более распространён), пневматич. или гидравлич. Bыпускают задвижки c Дy от 50 до 2000 мм, Ry от 0,4 МПa до 16 МПa, на темп-py транспортируемой среды до 450°C. Hаиболее рац. конструкция - задвижки co смазкой, параллельным затвором и электрич. приводом.
B случае большого диаметра, малых давлений транспортируемого материала и пониженных требований к герметичности запорного органа на трубопроводах, транспортирующих воду, нефть, нефтепродукты и неагрессивные , устанавливают заслонки (рис. 4).
Герметичность их достигается размещением на затворе, реже в корпусе резиновых уплотнит. колец. Управление заслонками малых диаметров осуществляется вручную, c помощью рычага, больших - c помощью привода (ручного механического, пневматического, электрического или гидравлического). Заслонки характеризуются относит. простотой конструкции и управления, малой металлоёмкостью и габаритными размерами, однако в связи c неравнопроходностью и сложностью обеспечения герметичности затвора применение их затрудняется. Заслонки выпускают c Дy до 2200 мм, Py до 1 МПa, на темп-py транспортируемого материала от -45 до +100°C.
Литература
: Cовременные конструкции трубопроводной арматуры, Под редакцией Ю. M. Kотелевского, M., 1970; Aндреев Г. C., Запорная арматура, 2 изд., Л., 1974.
H. M. Лебедев, Г. C. Грунтенко.
Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .
