Запорная арматура для трубопроводов высокого давления. Ее характеристики. Отечественная промышленная трубопроводная арматура

Латунные шаровые краны экономически более выгодно применять для внутренней разводки в инженерных системах с температурами до 95С, давлением до 6 бар и диаметрами до 32-50. На трубопроводах теплоснабжения (диаметрами до 300-400), а также в первом контуре тепловых пунктов рекомендуется применять стальные шаровые краны, специально разработанные для таких применений. В остальных случаях нужно рассматривать вариант применения поворотных затворов как наиболее оптимальный.

Промышленная трубопроводная арматура общего назначения используется в различных отраслях народного хозяйства. Изготавливается она серийно в больших количествах и предназначается для сред с часто применяемыми значениями давлений и температуры. Этой арматурой оснащаются водопроводы, паропроводы, городские газопроводы, система отопления и т.п.

Промышленная трубопроводная арматура для особых условий работы предназначается для эксплуатации при относительно высоких давлениях и температурах, при низких температурах, на коррозионных, токсичных, радиоактивных, вязких, абразивных или сыпучих средах. К этой арматуре относятся: энергетическая арматура высоких энергетических параметров, криогенная, коррозионностойкая, фонтанная, арматура с обогревом, арматура для абразивных гидросмесей и для сыпучих материалов.

Специальная арматура разрабатывается и изготавливается по отдельным заказам на основании особых технических требований. Часто такая арматура изготавливается, например, для экспериментальных или уникальных промышленных установок, в том числе и для атомных электростанций.

Судовая арматура выпускается для работы в специфических условиях эксплуатации ее на судах речного и морского флота с учетом повышенных требований в отношении минимальной массы, вибростойкости, повышенной надежности, особых условий управления и эксплуатации.

Сантехнической арматурой оснащаются различные бытовые устройства: газовые плиты, ванные установки, кухонные раковины и др. Изготавливается эта арматура в больших количествах на специализированных предприятиях, имеет небольшие диаметры прохода и в большинстве своем управляется вручную, за исключением регуляторов давления и предохранительных клапанов для газа.

Классификация трубопроводной арматуры по функциональному назначению (виду)

Запорная арматура предназначена для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе и пуска среды в зависимости от требований технологического процесса (цикл "открыто-закрыто"). Основное назначение запорной арматуры - перекрывать поток рабочей среды по трубопроводу и снова пускать среду в зависимости от требований технологического процесса, обслуживаемого данным трубопроводом, обеспечивая герметичность как в затворе, так и по отношению к внешней среде. Запорная арматура по количеству применяемых единиц составляет 80% всей арматуры.

Регулирующая арматура предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода. К ней относятся регулирующие клапаны, регуляторы давления, регуляторы уровня жидкости, дросселирующая арматура и т.п.

Распределительно-смесительная (трехходовая или многоходовая) арматура предназначена для распределения рабочей среды по определенным направлениям или для смешения потоков среды (например, холодной и горячей воды). Сюда относятся распределительные клапаны и краны.

Предохранительная арматура предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого давления посредством сброса избытка рабочей среды. Сюда относятся предохранительные клапаны, импульсные предохранительные устройства, мембранные разрывные устройства, перепускные клапаны.

Защитная арматура предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или предусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды и для отключения потока без выброса рабочей среды из технологической системы. Сюда относятся обратные клапаны, отключающие клапаны.

Контрольная арматура используется для проверки наличия и определения уровня oжидкости в котлах, резервуарах и сосудах, а также для подключения контрольно-измерительных приборов в гидро- и пневмосистемах. Сюда относятся пробно-спускные краны, указатели уровня, краны и клапаны для манометров.

Фазоразделительная арматура предназначена для автоматического разделения рабочих сред в зависимости от их фазы и состояния. Сюда относятся конденсатоотводчики, воздухоотводчики и маслоотделители.

Классификация трубопроводной арматуры по конструктивным типам

Задвижка - трубопроводная арматура, в которой запирающий элемент перемещается возвратно-поступательно перпендикулярно направлению потока рабочей среды. Используется преимущественно в качестве запорной арматуры: запирающий элемент находится в крайних положениях "открыто" и "закрыто". Разновидностью этого типа арматуры являются шланговые задвижки, у которых перекрытие потока среды осуществляется запорным органом, пережимающим эластичный шланг, внутри которого проходит транспортируемая рабочая среда.

Клапан - трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока рабочей среды в седле корпуса арматуры. Клапан, в котором запирающий элемент перемещается с помощью винтовой пары и управляется вручную, называется вентилем. Сейчас это название устарело. Разновидностью этого типа арматуры является мембранный клапан, у которого в качестве запорного элемента используется мембрана. Мембрана фиксируется по внешнему периметру между корпусом и крышкой, выполняет функцию уплотнения корпусных деталей и подвижных элементов относительно внешней среды, а также функцию уплотнения запорного органа.

Кран - трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму тела вращения или его части; поворачивается вокруг своей оси, перпендикулярно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды.

Затвор (затвор дисковый) - трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска и поворачивается вокруг оси, перпендикулярной к оси трубопровода.

Классификация ТА осуществляется по различным признакам.

По целевому назначению

промышленная

сантехническая

лабораторная

Промышленная ТА предназначена для установки на трубопроводах и технологических установках различного профиля. Она подразделяется на арматуруобщего назначения , предназначенную для установки в системах, эксплуатируемых в обычных условиях, испециальную , к которой предъявляются особые требования в связи со специфическим характером систем, в которых она установлена.

Сантехническая ТА предназначена для установки во внутренних санитар- но-технических системах зданий. К ней относятся водоразборные краны, смесители.

Лабораторная ТА является, как правило, арматурой небольших размеров. Она имеет специфическую конструкцию в связи с тем, что к ней предъявляются совершенно особые требования. Она, как правило, не рассчитана на работу при больших давлениях и температурах.

По области применения ТА подразделяется на следующие группы:

пароводяная

газовая

нефтяная

энергетическая

химическая

судовая

резервуарная

Проводяная ТА является наиболее характерной для использования в системах отопления, вентиляции и теплоснабжения. Само название говорит о том, что она предназначена для работы на воде и паре. Эта арматура выпускается на широкий диапазон рабочих давлений и температур.

Энергетическая ТА является, как правило, пароводяной арматурой, предназначенной для работы при высоких давлениях и температурах, характерных для крупных энергетических котлов, турбин и других установок. Энергетиче-

ские паровые котлы эксплуатируются при давлениях 300 и более атмосфер, а температура пара превышает 500 о С. Столь высокие рабочие параметры предъявляют жесткие требования к материалу и качеству раматуры.

Газовая ТА предназначена для установки в системах газоснабжения. К ней предъявляются повышенные требования герметичности в связи с пожаро и взрывоопасностью рабочей среды.

Нефтяная ТА является арматурой, предназначенной для установки в системах и трубопроводах, по которым транспортируется сырая нефть и нефтепродукты. Эта арматура должна обладать повышенной коррозионной стойкостью в связи с тем, что нефть является весьма агрессивной средой.

Химическая ТА предназначена для работы на очень агрессивной среде, включая концентрированные кислоты и щелочи. Эта арматура в основном применяется в химической промышленности и не характерна для систем ТГВ. Основным средством повышения коррозионной стойкости этой арматуры является использование специальных материалов для корпуса и деталей.

Судовая ТА разрабатывается для использования на флоте и морских сооружениях. Основным требованием к ней является высокая стойкость к воздействию морской воды, надежность, небольшие габариты и возможность работы в различных положениях в условиях качки.

Резервуарная ТА предназначена для установки на резервуарах и емкостях. Основной отличительной ее чертой является наличие одного присоединительного конца, а не двух, как у остальных типов арматуры.

По принципу управления и действия ТА подразделяется на сле-

дующие группы:

управляемая

а) с ручным приводом б) с механическим приводом

в) под дистанционно расположенный привод

автоматически действующая (автономная)

Управляемая ТА отличается тем, что перемещение рабочего органа осуществляется за счет внешнего силового воздействия от некого внешнего источника энергии - ручного усилия, электрическим мотором, пневмоприводом или гидроцилиндром. Управляемая ТА под дистанционно расположенный привод отличается наличием специальной механической передачи, позволяющей отнести источник силового воздействия от самой арматуры. Так, например, оператор котельной управляет задвижкой на паропроводе, находящейся над котлом, сам в это время находясь у фронта котла.

Управляемая ТА может быть снабжена дополнительно силовой возвратной пружиной, возвращающей рабочий орган в определенное положение при отключении управляющего воздействия. При подаче управляющего силового воздействия оно преодолевает действие возвратной пружины и переводит рабочий орган в другое положение. В зависимости от того, в каком положении находится рабочий орган такой арматуры при отсутствии (снятии) управляющего воз-

действия, бывает ТА « нормально открытая» и « нормально закрытая». Как правило, такая арматура применяется для повышения безопасности работы установок и систем и предотвращения аварийной ситуации, то есть выполняет функции защиты. Так, например, при отключении электроснабжения котельной клапан на топливном трубопроводе должен самопроизвольно вернуться в закрытое положение, что предотвратит взрыво и пожароопасную ситуацию. Следовательно, здесь следует использовать ТА в исполнении «нормально закрытая». ТА калориферной установки вентиляции должна быть выполнена в исполнении «нормально открытая», чтобы при отключении управляющего сигнала гарантировать проток теплоносителя через калорифер и предотвратить его перемерзание.

Автоматически действующая ТА отличается тем, что управление и рабочий цикл осуществляется только действием самой рабочей среды без какихлибо посторонних источников энергии. К этому типу относятся обратные клапаны, срабатывающий под действием изменения направления потока, регуляторы давления и расхода, кондесатоотводчики, терморегуляторы и другие виды арматуры.

По функциональному назначению ТА подразделяется на следую-

щие основные классы:

запорная

регулирующая

распределительная

предохранительная

защитная (отсечная)

фазоразделительная

Запорная ТА служит для перекрытия потоков сред. 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. Она нашла наиболее широкое применение. К этому же классу относится

пробно-спускная и контрольно-спускная ТА, предназначенные для кратко-

временного открытия с целью проверки наличия или параметров рабочей среды. Регулирующая ТА предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода. Эта арматура не обязательно должна обеспечивать полное перекрытие проходного сечения. К ней могут предъявляться дополнительные требования по виду регулировочной характеристики, надежности и точности рекулирования параметров. Сюда входит идроссельная

ТА, предназначенная для снижение давления потока.

Распределительная ТА предназначена для распределения потока по двум или более направлениям. Наиболее ярким примером является 3-х ходовой кран, применяемый и в отоплении для регулирования теплоотдачи отопительного прибора пудем пропуска части общего расхода теплоносителя на стояке мимо прибора через замыкающий участок. Этот тип арматуры широко используется в системах гидро- и пневмоавтоматики для управления различными устройствами.

Предохранительная ТА предназначена для предотвращения аварийного повышения какого-либо параметра в обслуживаемой системе путем автоматического выброса избыточного количества среды. Наиболее ярким примером является предохранительные клапан, устанавливаемый на паровом котле. При повышении давления в барабане котла выше предельного значения срабатывает предохранительный клапан, и часть пара стравливается через него в атмосферу, поддерживая давление в котле на уровне максимально допустимого значения. К этой же группе ТА относятся и мембранно-разрывные устройства, например взрывозащитный клапан. Он представляет из себя мембрану, разрываемую в момент взрыва его давлением и тем самым препятствующую чрезмерному повышению давления в системе.

Защитная ТА предназначена для защиты оборудования от аварийного изменения параметра среды (давления, температуры, направления потока) путем отключения обслуживаемого участка. В отличие от предохранительной ТА поток не стравливается в атмосферу, а просто отключается требуемый элемент системы. Примером могут служить обратные клапаны, предотвращающие самопроизвольное изменение направления потока в трубопроводной системе. В топочных устройствах защитная ТА отключает подачу топлива к горелочному устройству в случае погасания факела или при отключении электроснабжения и остановке дымососа и дутьевого вентилятора

Фазоразделительная ТА предназначена для автоматического разделения различных фаз рабочей жидкости, например воды и пара (кондесатоотводчики), воды и воздуха (воздухоотводчики, вантузы), воды и масла (маслоотделители).

Помимо основных видов ТА можно выделить промежуточные: запорнорегулирующая, смесительная, пробно-спускная и другие.

По материалу корпуса ТА подразделяется на следующие основные груп-

стальная (из углеродистой стали)

из коррозионностойкой стали

из титана

чугунная (из серого чугуна)

из ковкого чугуна

из цветных металлов

из пластмасс

из керамики (фарфор)

чугунная с защитным покрытием (резина, пластмасса, эмаль).

Более подробно характеристики отдельных материалов, их преимущества и недостатки рассмотрены в разделе 6. (Материалы, применяемые для деталей арматуры).

По конструкции корпуса

проходная

угловая

У проходной ТА оба присоединительных патрубка расположены на одной оси или со смещением на параллельных осях. Это наиболее распространенный тип корпуса арматуры. Уугловой ТА присоединительные патрубки расположены под углом друг к другу, причем наиболее часто под прямым углом. Это позволяет в некоторых случаях упростить конструкцию арматуры и избежать необходимости установки на трубопроводе дополнительного отвода для поворота потока.

По конструкции присоединительных патрубков ТА подразделяется на следующие основные группы:

муфтовая

фланцевая

цапковая

штуцерная

под приварку

Муфтовая ТА изготавливается на малые и средние диаметры. Присоединительные концы муфтовой ТА имеют внутреннюю резьбу, как правило трубную, предназначенную для вворачивания трубы с концевой короткой резьбой.

Фланцевая ТА имеет на присоединительных концах фланцы, представляющие из себя диск или квадрат с отверстиями под болты. Ответный фланец трубопровода должен иметь аналогичные присоединительные размеры.

Цапковая ТА имеет на конце быстроразъемное соединение с уплотнительной прокладкой, представляющее из себя два или более винтовых захвата. Ярким примером использования этого достаточно редкого соединения является пожарный гидрант, к которому при помощи цапки подсоединяют пожарный рукав.

Штуцерная арматрура изготавливается на малые и сверхмалые диаметры. Штуцерное соединение представляет из себя пару, когда на арматуре на присоединительном конце нарезана наружная резьба, а трубопровод притягивается к ней при помощи накидной гайки. Для уплотнения соединения может быть использована прокладка или, если штуцер имеет на конце конус, то мягкая медная трубка может быть достаточно надежно герметизирована за счет плотного обжатия на конусе.

Под приварку подготавливают присоединительные концы арматуры больших диаметров, когда надежность всех других видов соединений становится недостаточной.

Более подробно преимущества различных способов соединения рассмотрены в разделе «Монтажные параметры арматуры».

По способу герметизации узла прохода шпинделя или штока через крышку или корпус ТА подразделяется на следующие основные группы:

сальниковая

сильфонная

мембранная

шланговая

В сальниковой ТА для уплотнения места прохода шпинделя или штока используется упругая сальниковая набивка - пропитанная антисептическими и гидрофобными составами специальная формованная лента из материалов растительного происхождения. Набивка сжимается в направлении оси штока или шпинделя и, благодаря своим упругим свойствам, расширяется в радиальном направлении, плотно заполняя пространство зазора между стенкой и штоком.

Сальниковое уплотнение получило наибольшее распространение благодаря своей простоте, низкой стоимости и возможности ремонта.

В сильфонной ,мембранной ишланговой ТА отсутствуют подвижные соединения с зазорами, через которые рабочая среда может вытечь наружу, благодаря тому, что устройство управления движением затвора находится по одну сторону упругого элемента, а рабочая среда - по другую сторону. Иначе говоря, стенка сильфона, шланга или мембрана выступают в роли герметизирующего элемента подвижного соединения.

По способу расположения ТА подразделяется на следующие основные группы:

только на горизонтальных трубопроводах с вертикальном положении шпинделем или крышкой вверх

на горизонтальных и вертикальных трубопроводах в любом положении

только на вертикальных трубопроводах.

Так например, пробковый кран может работать в любом положении, обратный шаровой клапан должен устанавливаться только на вертикальных трубопроводах, а тарельчатый обратный клапан должен устанавливаться только на горизонтальных трубопроводах крышкой вверх.

I. ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА

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, указания и регулирования уровней жидкости, изменения направления движения транспортируемой по трубопроводам среды и т.д.

1.2. Общие сведения об отечественной промышленной трубопроводной арматуре

Промышленная трубопроводная арматура определяется по ГОСТ 24856-81 ("Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения”) как "устройство, устанавливаемое на трубопроводе и емкости и обеспечивающее 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. Термины 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 среды по определенным направлениям или для смешивания потоков”.
Предохранительная арматура - "промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования от аварийных 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 зависимости 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. Требования, 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 примесей 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 трубопроводов во избежание поступления к месту ремонтных работ газа, который может загореться, взорваться или вызвать отравление персонала;
- запорная арматура длительное время должна сохранять герметичность и
работоспособность (например, магистральные газопроводы рассчитаны на длительную эксплуатацию до 30 лет);
- запорная арматура должна обеспечивать минимальное гидравлическое
сопротивление; большое число ее (например, на магистральном газопроводе)
создает дополнительное сопротивление движению 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 величин;
- 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) давлению, номинальному (условному) проходу, типу привода и ряду других признаков. Запорная 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 положения 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 следующие типы запорной арматуры согласно ГОСТ 24856-81 "Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения”.
Задвижка - "промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган перемещается возвратно-поступательно перпендикулярно оси потока рабочей среды”. Задвижки 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 требуемые 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 обусловливает относительно высокий коэффициент трения, который можно снизить с помощью уплотнительных смазок. К этой арматуре относятся шаровые краны, цилиндрические краны, конусные краны, распределительные краны.
Клапан (или по вышеуказанному стандарту недопустимый к применению 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. К ним относится запорный клапан - "клапан, предназначенный 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 обратных 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 измерения и приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, измеренному в миллиметрах, а в запорной арматуре - внутреннему диаметру присоединяемых концов.
Номинальный размер (условный проход) указывается с помощью обозначения DN и числового значения, выбранного из ряда, указанного в ГОСТ 28338-89, например, номинальный размер (условный проход) 200 обозначается: DN 200.
В арматуре и соединениях трубопроводов, производство которых освоено до введения в действие стандарта 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 трубопроводная 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”. Она характеризуется очень незначительным гидравлическим сопротивлением и обусловливает минимальную турбулентность потока. Полнопроходная арматура меньше, чем полнооткрывающаяся, загрязняется механическими частицами, содержащимися в газе, и обеспечивает беспрепятственное прохождение скребков, шаров и других очистных устройств. Полнопроходными выпускаются клиновые и параллельные задвижки, большинство шаровых 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. Давления 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 примерно снижается пропорционально изменению механических свойств металла.
Прочность и плотность запорной арматуры, соединительных частей и трубопроводов должна проверяться пробным давлением.
Под пробным давлением (Рпр) (ГОСТ 356-80) следует понимать избыточное давление, при котором должно проводиться гидравлическое испытание арматуры и деталей трубопровода на прочность и плотность водой при температуре не менее 278 К (5° С) и не более 343 К (70° С), если в нормативно-технической документации не указано конкретное значение этой температуры. 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 давления), а также при движении по трубопроводу среды, которая в силу своих специфических свойств (ядовитость, коррозионная активность и др.) требует особых мер предосторожности, рабочее давление устанавливается органами технического надзора по специальным техническим условиям с поправочными коэффициентами.
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 воздухом в течение определенного времени в зависимости от номинального размера (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 указывается 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 применяют 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).

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 углеродистые 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 размеров, 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 давление, очень коррозионная среда), изготавливают из специальных сплавов, нержавеющей 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 запорного узла изготавливают из твердых сплавов, например стеллита. Иногда материалом для уплотнительных поверхностей служит кожа, эбонит, резина, винипласт, фторопласт, полиуретан, пластмассы и др. Для изготовления фланцев, шпинделей, клиньев и других частей запорной арматуры применяют углеродистую 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.

В в качестве запирающего элемента конструкции применяется пробка. Главным преимуществом данного типа устройств является простота их конструкции и невысокая стоимость деталей.

Основное преимущество таких устройств — невысокая стоимость деталей, простота.

Однако, с другой стороны, данный тип конструкции исключает эксплуатацию данного устройства для полного и частичного перекрытия потока сред в трубах, имеющих большой диаметр, а также повышенное давление и агрессивность рабочей среды. По этой причине в «тяжеловесных» отраслях промышленности, таких как металлургическая, нефтяная, газовая, распространение конусных кранов является ограниченным.

Шаровые краны высокого давления

В этом типе кранов роль запирающего элемента играет вращающийся вокруг своей оси шар. Благодаря особенностям данного типа конструкции она предполагает такие качества, как надежность, простота в эксплуатации и высокая герметичность. Данные эксплуатационные качества делают высокого давления пригодным к эксплуатации на самых разных диаметрах трубопроводов. Помимо этого, данный тип кранов может успешно использоваться в условиях агрессивных сред и повышенных температур (более 200 градусов по Цельсию). Основными потребителями данного вида продукции являются:

• Газовая, металлургическая, химическая, нефтяная промышленность;
• Коммунальное хозяйство;
• Энергетика;

На трубопроводы, которые имеют малый диаметр, установка кранов производится посредством штуцерного либо муфтового соединения, при этом возможно оснащение ручным редуктором.

Если имеет место необходимость перекрывать поток в трубах, имеющих большой диаметр, то присоединение кранов осуществляется посредством фланцев или при помощи сварки. Закрытие и открытие запорного элемента осуществляется при помощи электропривода.

Клиновые задвижки высокого давления

Высокого давления к особой арматуре, в которой роль главного элемента исполняет цельный клин (может быть жестким либо упругим), который образуется двумя дисками, расположенными под углом относительно друг друга.

Задвижки с жестким клином гарантируют высокую герметичность и прочность конструкции. Однако если имеют место существенные колебания температур рабочей среды, тем более агрессивных, существует риск того, что затвор заклинит. У задвижек с упругим клином подобный недостаток отсутствует.

Главным признаком клиновых задвижек (да и не только их), используемых для эксплуатации в трубопроводных системах высокого давления – материал, из которого они исполнены. Это сталь особых марок. Обычно применяется:

• Материал СВ 04Х19Н9С2: для уплотнения наплавка;
• 20Х13: для шпинделя;
• 20ГМЛ 04Х19Н9С2: для клина;
• 20ГМЛ, 20Л: для корпуса, крышек.

Предохранительные клапаны

Задачей является защита всей технологической системы, трубопровода в автоматическом режиме в случаях аварийного давления рабочих сред, превышающего допустимые значения. Данная задача осуществляется путем частичного сброса из системы излишков давления.

Наиболее распространенная конструкция предохранительного клапана имеет в своем составе пружину, задачей которой является противодействие давлению рабочих сред, которые подаются под золотник. В зависимости от способа выпуска давления клапаны подразделяются на два типа конструкций:

• Клапаны закрытого типа. В этих конструкциях излишки потока снова сбрасываются в трубопровод (при существующем сильном противодавлении);
• Клапаны открытого типа. В этих конструкциях противодавление отсутствует, а излишки сбрасываются в атмосферу.

Пропускная способность клапана определяется в зависимости от того, на какую высоту способен подняться золотник. По этой причине здесь имеет место своя классификация клапанов:

• Полноподъемные клапаны. В этом типе устройств золотник поднимается на высоту, превышающую 0,25 от диаметра седла. Данные конструкции являются характерными для систем с рабочей средой газообразного типа, где высокая пропускная способность не является настолько востребованной.
• Малоподъемные, или низкоподъемные клапаны. В этом типе конструкций золотник поднимается на 0,05 от диаметра седла. Данный тип конструкций является востребованным в случаях, когда необходимо пропускать большие объемы жидких сред.

У клапанов, относящихся к данному типу, основной недостаток состоит в том, что быстро возрастает усилие сопротивления пружины при подъеме золотника. Однако этот минус перекрывается следующим рядом достоинств:

• Возможность обеспечивать пропуск большого объема потока рабочей среды;
• Большое сечение прохода при малых габаритах устройства;
• Возможность монтажа устройства, как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Регулирующие клапаны

Являются запорной арматурой, которая способна управлять параметрами рабочей среды в конкретном месте трубопровода, технологической системы. Конструктивно любой такой клапан состоит из нескольких элементов, которые связаны между собой: заслонки (регулирующего клапана) и механизма (исполнительного либо управляющего), который оказывает действие на регулирующий орган.

Привод для исполнительного механизма может использоваться:

• Пневматический;
• Электрический;
• Гидравлический.

Регулирующая арматура имеет два положения – «нормально открытое» и «нормально закрытое». Конструкция регулирующего клапана может быть двухседельной либо односедельной. В односедельных клапанах в закрытом положении очень хорошо перекрывается поток рабочей среды, однако, ввиду того, что плунжер неразгружен, возникает необходимость в установке мощного привода. Кроме того, односедельные клапаны имеют пропускную способность примерно в 1,6 раз меньшую, чем у двухседельных клапанов. Двухседельные клапаны лишены подобных недостатков. Клапаны, имеющие два седла, могут выпускаться с разной пропускной способностью при одинаковом условном диаметре.

Регуляция потоков агрессивных сред осуществляется при помощи диафрагменных устройств. клапанов, а также детали, что используются в трубопроводных системах высокого давления, изготавливаются из специальных марок стали. Внутреннее пространство покрывается материалами, стойкими к воздействию щелочи и кислоты – эмалью, фторопластом и тому подобными. Главным достоинством диафрагменного клапана является то, что в нем отсутствуют сальники.

Требования, предъявляемые к запорной арматуре высокого давления

Все материалы, которые используются для изготовления данного типа продукции, должны полностью соответствовать спецификации рабочих чертежей. У деталей не должно быть дефектов, которые смогут повлиять на их плотность и прочность в ходе эксплуатации. В процессе производства литье, поковки, штамповка подвергаются неразрушающему контролю в виде радиографии, УЗД либо иного равноценного метода.

Корпус патрубков и фланцев должен иметь метрический тип резьбы (крупный шаг), поле допуска 6g (это ГОСТ16093). Форма резьбовых впадин должна быть закругленной. Нужно проводить тщательную притирку уплотнительных поверхностей. Недопустимыми являются дефекты разного рода, влияющие на надежность уплотнения и герметичность:

• Риски, закаты и трещины;
• Свищи, сколы;
• Раковины.

В трубопроводах высокого давления (более 35 Мегапаскалей) в потоке газовых, а также жидких агрессивных сред не допускаются фланцы с гладкой уплотнительной поверхностью, а также арматура литого типа. Срок службы деталей арматуры высокого давления должен составлять минимум 25 лет.

Арматура общего назначения используется в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве. Изготавливается арматура в больших объемах и предназначена для трубопроводов воды, пара, газа, а также других сред со стандартными (условными) значениями технических параметров. Трубопроводная арматура общего назначения подлежит обязательной сертификации.

Арматура для особых условий работы предназначена для эксплуатации при условно высоких (максимальных) давлениях и температурах, при низких температурах (обогреваемая арматура), на токсичных и взрывоопасных производствах. Сюда так же относится энергетическая (сверхвысокие температуры) и криогенная (сверхнизкие температуры) арматура. Фонтанная арматура для нефтедобычи, арматура для абразивных, вязких и сыпучих материалов (песок, цемент, пульпа). Для эксплуатации требуется разрешение Госгортехнадзора России.

Арматура специального назначения не производится серийно. Выпускается по техническим требованиям конечного потребителя, с учетом требуемых эксплуатационных характеристик. Применяется на единичных промышленных объектах, на АЭС, ГЭС, ТЭС и др. Требуется разрешение Госатомнадзора России.

Арматура судовая выпускается для эксплуатации на морском и речном транспорте, с учетом повышенных требований к весу, размерам, стойкости арматуры к воздействию агрессивной среды и безотказности в работе. Выпускается в основном из латуни (бронзы), нержавеющей или легированной стали. Для сертификации этой арматуры применяется сертификат Морского Регистра.

Арматура сантехническая используется, в основном, в быту. Устанавливается в системах отопления (терморегуляторы Danfoss, балансировочные клапаны), в системах водоснабжения (водоразборные краны, смесители, сетчатые фильтры и т.д.) и в системах сточных вод и канализации. Кроме сертификата соответствия ГОСТу, эта арматура, обычно имеет и гигиенический сертификат.

Классификация арматуры по функциональному назначению

Арматура запорная применяется для перекрытия на трубопроводах потока жидкостей, пара, газов и должна обеспечивать заданную степень герметичности в соответствии с ГОСТ 9544-2005 «Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов». К запорной арматуре относятся: задвижки стальные и чугунные, затворы дисковые, краны шаровые, клапаны (вентили). Недопустимо использовать запорную арматуру в качестве дросселирующих устройств (регулирование потока среды).

Арматура регулирующая предназначена для регулирования потока рабочей среды путем изменения ее параметров – расхода, давления, температуры и др. Регулирующая арматура подразделяется на устройства, работающие от внешнего привода (электрического, пневматического и др.) и устройства, использующие, в качестве привода или командного сигнала, энергию рабочей среды. Например, регулятор давления РДС, РД-НО (НЗ), рычажно-грузового действия РК и др.

Арматура запорно-регулирующая объединяет функции запорных и регулирующих устройств. К такой арматуре относятся клапаны запорно-регулирующие КЗР, дисковые затворы и заслонки с возможностью дросселирования потока, универсальные клапаны Danfoss (Данфосс) и терморегуляторы.

Арматура распределительно-смесительная предназначена для распределения потоков жидкостей или газов по определенным направлениям, в зависимости от заданных параметров или для смешивания потоков. Сюда входят смесительные и распределительные клапаны, сильфонные регуляторы температуры ТРЖ, РТЕ-21М, ТРТС и др.

Арматура предохранительная используется для автоматической защиты оборудования и трубопроводных систем при недопустимом повышении давления, методом сброса избытка рабочей среды в атмосферу (без противодавления) или в обратный трубопровод (с противодавлением). Сюда относятся пружинные и рычажные предохранительные клапаны, блоки предохранительных клапанов, импульсные устройства.

Арматура защитная и отключающая предназначена для автоматического отключения (защиты) оборудования при изменении направления движения среды или при изменении установленных параметров. Это отключающие и переключающие устройства, защитные котловые соленоидные клапаны (клапаны электромагнитные). К защитной промышленной арматуре, так же можно отнести фильтры сетчатые и фильтры магнитно-механические, основной задачей которых является защита трубопроводного оборудования от механического загрязнения.

Арматура обратная применяется для автоматического предотвращения гидроударов, а также обратного хода рабочей среды в трубопроводных системах. В невозвратно-запорной арматуре, кроме автоматической, реализована ручная функция управления потоком среды. Это клапаны обратные (затворы) поворотные, подъемные, шаровые, тарельчатые, пружинные и др.

Арматура контрольная используется для определения уровня жидкости в емкостях и резервуарах, а также для подключения или отключения приборов КИП и автоматики. Сюда относятся спускные вентили, рамки-указатели уровня, трехходовые краны-демпферы для измерительных приборов.

Арматура фазоразделительная предназначена для автоматического разделения рабочих сред в зависимости от их агрегатного состояния. Действие такой арматуры основано на различии термодинамических свойств или плотности разделяемых потоков. Сюда относятся конденсатоотводчики всех типов, воздухоотводчики и сепараторы.

Классификация арматуры в зависимости от конструкции

Задвижка - это запорная арматура, в которой запорный орган расположен вертикально, под углом в 90 градусов, к осевой линии магистральных патрубков. Задвижки чугунные или стальные, в которых запорный орган выполнен в виде клина называются клиновыми. Различают так же шланговые задвижки, конструкция которых предусматривает эластичный шланг, который пережимаясь, обеспечивает перекрытие транспортируемой среды. А также шиберные ножевые задвижки, предназначенные для установки на вязких и пульпообразных средах.

Затвор - это трубопроводная арматура, в которой запирающий (регулирующий) элемент имеет дисковую форму. Затворы дисковые имеют фланцевое или межфланцевое (стяжное) присоединение к трубопроводу. Стальные затворы дисковые (запорные или обратные) могут иметь присоединение под приварку. Преимуществами затворов является малый вес и небольшое гидравлическое сопротивление.

Клапан (вентиль) - это трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий тарельчатый элемент расположен горизонтально или под углом (прямоточные клапаны) к осевой линии магистральных патрубков. Конструктивно различают мембранные клапаны, в которых в качестве запорного элемента используется эластичная мембрана, (клапаны электромагнитные прямого и непрямого действия). Мембрана в таких клапанах выполняет функцию запорного органа, уплотнения запорного органа и уплотненного корпусного кольца. Регулятор (клапан регулирующий) по конструкции, представляет собой клапан, с установленным на него регулирующим устройством (приводом).

Кран - это трубопроводная арматура, в которой основной элемент имеет конусную или цилиндрическую форму и поворачивается на угол 90 градусов (кран пробко-сальниковый) или на угол 180 градусов (кран трехходовой). Кран шаровый - трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий элемент имеет шаровую (сферическую) форму. Кроме запорных, различают регулирующие шаровые краны, например, Naval trim, Vexve. В регулирующих кранах шар имеет специальную конструкцию, предназначенную для изменения (регулирования) расхода рабочей среды.

Классификация арматуры по способу управления

Арматура ручного управления. Управление рычагом, маховиком, штурвалом или другим элементом конструкции арматуры осуществляется персоналом в ручном режиме на корпусе арматуры, (задвижки с маховиком, краны шаровые с ручкой и др.)

Арматура дистанционного управления конструктивно выполнена без органа управления и соединяется с ним дистанционно, при помощи адаптера – выносного или телескопического штока, штанг, рычагов. Например, задвижка чугунная МЗШ устанавливается на трубопроводе, под землей, а управление осуществляется при помощи штока, с поверхности земли, через специальный люк-ковер.

Арматура приводная. Управляется с помощью внешнего электрического, пневматического или гидравлического привода, установленного непосредственно на корпусе арматуры. Наиболее часто применяется на запорной и регулирующей арматуре. Также управление может быть осуществлено в ручном режиме, с помощью ручного дублера, обычно имеющегося на приводе (кроме клапанов электромагнитных (соленоидных), кранов с сервоприводом и др.).

Арматура автоматического управления. Управляется воздействием энергии рабочей среды непосредственно на запорный или регулирующий орган, мембрану, управляющее устройство, либо воздействием командного давления (сигнала) на такое устройство, полученное от автоматических приборов, датчиков и т.д. Например, регулирующие клапаны с позиционером, регуляторы давления Danfoss, РДС, регуляторы температуры РТ-ДО (ДЗ).

Классификация арматуры в зависимости от давления

Арматура вакуумная - ниже 0,1МПа (общепромышленная, судовая, специальная и контрольная арматура)

Арматура низкого давления - от 0 до 1,6МПа (общепромышленная, судовая, специальная и контрольная арматура)

Арматура среднего давления - от 1,6 до 10МПа (общепромышленная, специальная, криогенная и контрольная арматура)

Арматура высокого давления - от 10 до 80МПа (энергетическая, специальная, криогенная, контрольная и фонтанная арматура)

Арматура сверхвысокого давления - свыше 80МПа (энергетическая, специальная, криогенная, контрольная и фонтанная арматура)

Классификация арматуры в зависимости от температуры

Арматура криогенная, для сжиженных газов - температура ниже минус 153°С (клапаны, регуляторы, запорные устройства из специальных сталей и сплавов)

Арматура холодильных установок - температуры от минус 153°С до минус 60°С (холодильная техника Danfoss (Данфосс), запорно-регулирующая арматура из специальных и неметаллических сплавов)

Арматура для низких температур - от минус 60°С (специальная техника Danfoss, клапаны, регуляторы, задвижки из легированных марок стали 20ХН3Л, 09Г2С и др.)

Арматура средних параметров - температуры до плюс 450°С (трубопроводная арматура из углеродистых сталей 20Л, 30-35Л, 45Л и др.)

Арматура высоких параметров - температуры до плюс 600°С (трубопроводная арматура из специальных, нержавеющих и молибденистых марок стали ХМФ, 12Х18Н9ТЛ, 12Х18Н12М3ТЛ и др.)

Арматура жаростойкая - температуры свыше плюс 600°С (применяемые материалы в зависимости от индивидуальных условий эксплуатации – никель, молибден, титан содержащие сплавы)

Классификация арматуры по способу монтажа

Арматура муфтовая. Монтируется при помощи муфт (внутренняя трубная, коническая, цилиндрическая или др. резьба). В основном это краны шаровые, чугунные вентили, клапаны небольших диаметров, Ду до 50 мм (в редких случаях до 80 мм). Применяется на бытовой сантехнической арматуре, на специальной и контрольной арматуре.

Арматура цапковая. Монтируется в трубопроводную систему при помощи наружной резьбы, с буртиком под уплотнительное кольцо. Применяется на специальной арматуре высокого давления, на трубопроводах с агрессивной рабочей средой и в случаях, где требуется обеспечить высокую надежность и быстроразъемность соединения.

Арматура штуцерная. Монтируется к трубопроводу с помощью патрубков с наружной резьбой. Ответная деталь трубопровода называется штуцер или ниппель (с внутренней резьбой). Применяется на некоторых типах шаровых кранов, клапанов, соединениях типа «американка» и на специальной (контрольной) арматуре.

Арматура под сварку. Монтируется к трубопроводу с помощью патрубков под приварку. Это самый надежный вид соединения. Используется, в основном, на энергетических задвижках и клапанах высокого давления. Так же, присоединение под приварку, широко применяется на кранах шаровых, на отечественной и импортной трубопроводной арматуре.

Арматура фланцевая. Монтируется к трубопроводу при помощи фланцев, в соответствии с ГОСТ 12815-80. Наибольшая часть задвижек чугунных и стальных изготавливается с фланцевым присоединением. Удобный монтаж, возможность быстрой замены оборудования на трубопроводе, позволяют применять такой вид соединения в большинстве случаев. Кроме задвижек, фланцевое соединение применяется на дисковых затворах, клапанах, кранах, при монтаже фасонных деталей и пожарного оборудования городской водопроводной сети.

Арматура стяжная. Межфланцевое (стяжное) присоединение широко используется для монтажа дисковых затворов, шиберных задвижек, некоторых типов обратных клапанов и регуляторов. Арматура стяжная не имеет своих присоединительных фланцев и стягивается шпильками между фланцами, установленными на трубопроводе. Преимуществом межфланцевой арматуры является надежность соединения и малая масса.

Классификация арматуры по способу герметизации к внешней среде

Арматура сальниковая. Герметичность арматуры, по отношению к внешней среде обеспечивается сальниковым узлом, который находится в постоянном соприкосновении с подвижным элементом арматуры – шпинделем, совершающим во время работы возвратно-поступательное движение. Разборный сальниковый узел применяется в задвижках, кранах, клапанах. Исключение составляет импортная трубопроводная арматура Naval, Danfoss, Jafar, где для обеспечения герметичности применяется одно или несколько О-образных колец.

Арматура сильфонная. Герметичность арматуры обеспечивается сильфонным узлом, который представляет собой гофрированный патрубок из нержавеющей стали или специальной пластмассы. Под действием нагрузки сильфон деформируется, но сохраняет свои свойства, обеспечивая герметичность и в затворе, и по отношению к внешней среде. Сильфонные узлы применяются в запорных клапанах, в регуляторах давления РДС, в предохранительных клапанах СППК и другой арматуре.

Арматура мембранная. В конструкции арматуры предусмотрен эластичный элемент – мембрана, которая выполняет функцию затвора, уплотнительного элемента затвора и уплотнения корпуса. Такая конструкция применяется в мембранных клапанах (электромагнитных, соленоидных) в запорных и предохранительных клапанах. Также, мембрана часто применяется в качестве чувствительного элемента у регуляторов давления воды или пара.

Арматура шланговая. Арматура, в которой перекрытие потока рабочей среды происходит пережатием эластичного шланга, называется шланговой. Эластомер обеспечивает герметичность и по отношению к внешней среде, и является запорным органом. Шланговые задвижки часто применяются для жидких, вязких и агрессивных сред, т.к. имеют отличную герметичность и нулевое гидравлическое сопротивление.