Трубопроводная арматура - общие сведения

В настоящее время широкое применение в промышленности получил трубопроводный транспорт. При помощи трубопроводов транспортируются жидкие, газообразные и сыпучие материалы (рабочие среды). Для обеспечения регулирования процессов их транспортировки и надежности в работе применяется трубопроводная арматура. Она также обеспечивает работу емкостных установок, котлов и т.д.

От того, какая арматура подобрана для монтажа, соответствует ли она параметрам, характеризующим рабочую среду, правильно ли она эксплуатируется, во многом зависит безопасность объектов, на которых она установлена.

Трубопроводной арматурой, называются устройства, монтируемые на трубопроводах, емкостях, котлах и других установках. Она предназначена для отключения, распределения, регулирования, смешивания, разделения или сброса потока рабочих сред.

Mаркировка трубопроводной арматуры должна быть выполнена на корпусе или фирменной табличке, прикрепленной к корпусу арматуры, и содержать следующие сведения:

• товарный знак или наименование завода-изготовителя;
• условное давление (рабочее давление и температуру) или вакуум и температуру;
• диаметр условного прохода;
• стрелку-указатель направления потока рабочей среды.

Маркировка выполняется способами, обеспечивающими ее качество и четкость (отливкой, штамповкой и др.).

В зависимости от материала корпуса наружные поверхности чугунной и стальной арматуры должны быть окрашены в отличительные цвета:

Приводы, редукторы и другие комплектующие изделия, поступающие на предприятие-изготовитель арматуры окрашенными, допускается не перекрашивать.

По области применения трубопроводную арматуру можно подразделить на следующие категории:

• промышленная арматура общего назначения;
• промышленная арматура для особых условий работы;
• специальная арматура;
• судовая арматура;
• санитарно-техническая арматура.

По функциональному назначению трубопроводная арматура может быть разделена на следующие группы:

• запорная арматура;
• регулирующая арматура;
• распределительно-смесительная арматура;
• предохранительная арматура;
• защитная арматура;
• фазоразделительная арматура.

По конструктивным признакам трубопроводная арматура подразделяется на следующие типы:

• задвижки;
• клапаны;
• краны;
• затворы. 

По типу присоединения к трубопроводу арматура подразделяется на:

• фланцевую;
• межфланцевую;
• муфтовую;
• цапковую;
• штуцерную;
• под приварку.

Табличная фигура арматуры (условное обозначение) позволяет в краткой форме обозначить арматуру, ее основные параметры, что дает возможность производить ее быстрый поиск по алфавитно-цифровому перечню продукции. Наряду с наиболее распространенным обозначением продукции по системе ЦКБА (Центральное конструкторское бюро арматуростроения) существуют и обозначения, принятые заводами-изготовителями. Общепринятые в арматуростроении по системе ЦКБА условные обозначения арматуры состоят из ряда цифр и букв. Первые две цифры обозначают тип арматуры (см. табл. 1).

Таблица 1. Типы арматуры

Условное обозначение	Тип арматуры
10	Кран пробно-спускной
11	Кран пробковый (шаровой) для трубопровода
12	Запорное устройство указателя уровня
13, 14, 15	Клапан (вентиль) запорный
16	Клапан обратный подъемный, приемный с сеткой
17	Клапан предохранительный
19	Затвор (клапан) обратный поворотный, гермоклапан
20	Клапан перепускной
18, 21	Регулятор давления
22, 24	Клапан отсечной
23	Клапан распределительный
25, 26	Клапан регулирующий
27	Клапан смесительный
30, 31	Задвижка
32	Затвор дисковый поворотный
33	Задвижка шланговая
40	Элеватор
45	Конденсатоотводчик

 

Последующие буквы обозначают материал, из которого изготовлен корпус (см.табл.2).

Таблица 2. Материал корпуса арматуры

Условное обозначение	Материал корпуса
с	Углеродистая сталь
лс	Легированная сталь
нж	Нержавеющая (коррозионностойкая) сталь
ч	Серый чугун
кч	Ковкий чугун
вч	Высокопрочный чугун
Б	Латунь, бронза
а	Алюминий
мн	Монель-металл
п	Пластмассы (исключая винипласт)
вн	Винипласт
фр	Фарфор
тн	Титановый сплав
ск	Стекло
нм	Неметаллические материалы
пр	Полипропилен

 

Одна или две цифры, следующие за буквенным обозначением материала корпуса, обозначают номер модели. Если этих цифр три, то первая обозначает тип привода (см. табл. 3), а две другие цифры – номер модели.

Таблица 3. Тип привода арматуры

Условное обозначение	Тип привода
0	Дистанционное управление
3	Механический с червячным редуктором
4	Механический с цилиндрическим зубчатым редуктором
5	Механический с коническим редуктором
6	Пневматический
7	Гидравлический
6 (7)	Пневмогидравлический
8	Электромагнитный
9	Электрический

 

Две следующие буквы обозначают материал уплотнительных поверхностей (см. табл. 4)

Таблица 4. Материал уплотнительных поверхностей

Условное обозначение	Материал уплотнительных поверхностей
бр	Латунь, бронза
бк	Уплотнение металл по металлу, соответствующее материалу корпуса
Мн	Монель-металл
нж	Нержавеющая (коррозионностойкая) сталь
нт	Нитрированная сталь
бт	Баббит
ст	Стеллит
ср	Сормайт
к	Кожа
э	Эбонит
р	Резина
п	Пластмассы, исключая винипласт
вп	Винипласт

 

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ

• Условный проход (номинальный размер) DN (Ду или Дн).

Под условным проходом (номинальным размером), понимают параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединительных частей. Условный проход (номинальный размер) не имеет единицы измерения и приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах. Условный проход (номинальный размер) следует указывать с помощью обозначения DN и числового значения, выбранного из ряда. В арматуре и соединениях трубопроводов, производство которых освоено до выхода ГОСТ 28338-89, допускается применять обозначение условного прохода (номинального размера) Ду или Дн.

ЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫХ ПРОХОДОВ, мм

3		50	400	2200
4		63*	450	2400
5		65	500	2600**
6		80	600	2800
8		100	700	3000
10		125	800	3200**
12		150	900**	3400
15		160*	1000	3600**
16*		175**	1200	3800**
20		200	1400	4000
25		250	1600
32		300	1800
40		350	2000

 

* – допускается для гидравлических и пневматических устройств;

** – не допускается для арматуры общего назначения.

• Условное давление

Под номинальным (условным) давлением понимают наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений трубопроводов и арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках их прочности при температуре 20°С.

ЗНАЧЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫХ ДАВЛЕНИЙ

Обозначение номинального (условного) давления	Значение номинального (условного) давления, МПа	Обозначение номинального (условного) давления	Значение номинального (условного) давления, МПа
PN 0,1	0,01	PN 40	4,0
PN 0,16	0,016	PN 63	6,3
PN 0,25	0,025	PN 80	8,0
PN 0,4	0,04	PN 100	10,0
PN 0,63	0,063	PN 125	12,5
PN 1	0,1	PN 160	16,0
PN 1,6	0,16	PN 200	20,0
PN 2,5	0,25	PN 250	25,0
PN 4	0,4	PN 320	32,0
PN 6,3	0,63	PN 400	40,0
PN 10	1,0	PN 500	50,0
PN 16	1,6	PN 630	63,0
PN 25	2,5	PN 800	80,0

 

Допускается применять обозначение номинального (условного) давления Ру вместо PN.

При маркировке допускается применять обозначение PN 6 вместо PN 6,3.

 

КОНСТРУКТИВНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ

 

ПРОБНО-СПУСКНАЯ АРМАТУРА

(условное обозначение 10)

Предназначена для установки на резервуарах, теплоэнергетических агрегатах для полного или частичного спуска рабочей среды из оборудования, отбора проб рабочей среды для лабораторных исследований. Несколько пробно-спускных кранов могут быть размещены по высоте баков, сосудов или резервуаров для ориентировочного определения уровня среды путем поочередного приоткрывания их.

КРАНЫ

(условное обозначение 10; 11)

Краны по форме затвора подразделяются на конусные, шаровые и цилиндрические. Запорным органом в кранах является пробка конусная или цилиндрическая, притертая к внутренней полости крана, или шар, герметизируемый в корпусе двумя фторопластовыми уплотняющими кольцами. Пробка или шар имеют сквозной канал, который в открытом положении крана расположен вдоль потока рабочей среды, а в случае поворота пробки или шара на 90° перекрывает поток рабочей среды. Краны могут быть двух- или трехходовыми (четырехходовыми) в зависимости от числа рабочих положений пробки.

Конусный кран – кран, запорный или регулирующий орган которого имеет форму конуса. Краны с конусной пробкой подразделяются на натяжные и сальниковые.

Цилиндрический кран – кран, запорный или регулирующий орган которого имеет форму цилиндра. В кранах с пробкой живое сечение сквозного канала для прохода рабочей среды несколько уменьшено по сравнению с условным проходом крана.

Шаровой кран – кран, запорный или регулирующий орган которого имеет сферическую форму. В шаровых кранах диаметр канала в шаре в основном соответствует условному проходу корпуса крана и присоединительному трубопроводу. Применяются также шаровые краны неполнопроходные, у которых диаметр проходного сечения меньше диаметра трубопровода (например: 100/75, где 100 – диаметр трубопровода и присоединительных фланцев; 75 – диаметр проходного сечения, отверстия уплотнительных колец). Герметизация штока в шаровых кранах достигается наличием сальника.

ЗАПОРНЫЕ УСТРОЙСТВА УКАЗАТЕЛЕЙ УРОВНЯ

(условное обозначение 12)

Используются в комплекте с водоуказательными уровнемерными колонками из цилиндрических стекол или с рамками с водоуказательными стеклами. Различают верхние и нижние запорные устройства. При этом нижний запорный орган обязательно должен иметь дренажный кран для опорожнения водоуказательной колонки.

КЛАПАНЫ ЗАПОРНЫЕ

(условное обозначение 13; 14; 15)

Предназначены для перекрытия потока рабочей среды. В зависимости от направления потока они подразделяются на проходные, прямоточные и угловые.

В проходных клапанах рабочая среда на выходе из корпуса клапана имеет то же направление, что и на входе.

Прямоточные клапаны – проходные со спрямленной линией движения потока. Имеют меньшее гидравлическое сопротивление по сравнению с проходными.

В угловых клапанах направление потока среды на выходе перпендикулярно направлению потока на входе (под углом 90°).

КЛАПАНЫ ОБРАТНЫЕ ПОДЪЕМНЫЕ

(условное обозначение 16)

Предназначены для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды. Органом, предотвращающим возможность обратного потока рабочей среды, является золотник, прижимаемый к седлу при возникновении обратного потока. При санкционированном направлении потока среды клапан открывается под его воздействием. Подъемный обратный клапан может устанавливаться только на горизонтальных трубопроводах. Модификация подъемного клапана с подпружиненным золотником дает возможность установки обратного подъемного клапана и на вертикальных участках трубопроводов с обязательным соблюдением направления движения рабочей среды по стрелке на корпусе.

Клапаны невозвратно-запорные и невозвратно-управляемые

Невозвратно-запорные клапаны являются обратными, в которых предусмотрено как автоматическое, так и принудительное закрытие.

Невозвратно-управляемые – обратные клапаны, допускающие принудительное как закрытие, так и открытие. Уплотнение штока клапана сальниковое или сильфонное.

КЛАПАНЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ

(условное обозначение 17)

Предназначены для использования в качестве автоматических предохранительных устройств, обеспечивающих защиту трубопроводов, сосудов, работающих под давлением, теплоэнергетического и технологического оборудования от превышения допустимого давления. По исполнению предохранительные клапаны подразделяются на угловые и проходные. Проточная часть клапана может быть оснащена одним или двумя седлами. Чаще используются односедельные предохранительные клапаны. Задатчиком давления, при котором предохранительный клапан должен срабатывать на сброс излишествующего давления рабочей среды, может служить груз, перемещаемый по рычагу, или рабочая настроечная пружина. Этими особенностями объясняется классификация клапанов: рычажно-грузовые и пружинные. При достижении предельного давления клапан может открываться как под воздействием непосредственно рабочей среды (клапан прямого действия), так и по команде специальных импульсных устройств (клапаны непрямого действия). В зависимости от высоты подъема тарелки в момент срабатывания клапаны подразделяются на малоподъемные (0,025...0,05 диаметра седла), среднеподъемные (0,05...0,25 диаметра седла) и полноподъемные (более 0,25 диаметра седла). Сброс рабочей среды при срабатывании клапана производится в атмосферу или через дренажный трубопровод в накопители-утилизаторы в соответствии с технологической схемой. При достижении нижнего порога настроечного давления клапан должен прекратить сброс рабочей среды.

Мембранные разрывные устройства представляют собой мембрану, которая разрушается в случае повышения давления рабочей среды сверх максимально допустимого. Мембрана устанавливается между двумя фланцами или под сквозную накидную гайку. Мембранными разрывными устройствами оснащаются вентили баллонов со сжатыми газами, регуляторы давления сжатых и сжиженных газов.

ЗАТВОРЫ (КЛАПАНЫ) ОБРАТНЫЕ ПОВОРОТНЫЕ

(условное обозначение 19)

Предназначены для предотвращения обратного потока рабочей среды. Запорным органом в обратных поворотных затворах (клапанах) является диск. Поворачиваясь на оси, расположенной вне его, диск прижимается к седлу при возникновении обратного потока рабочей среды. При санкционированном направлении потока диск поднимается под его воздействием. При отсутствии движения рабочей среды в трубопроводе створка клапана под действием собственного веса должна быть прижата к седлу.

Обратные поворотные клапаны предназначены для установки на вертикальных трубопроводах с подачей среды снизу вверх. Однако, в случае необходимости, они могут быть установлены и на горизонтальных трубопроводах. При этом клапан должен устанавливаться на трубопроводе либо строго горизонтальном, либо имеющем небольшой уклон в сторону подвода рабочей среды, что обеспечивает самопроизвольный возврат поворотного диска к седлу. При этом горизонтальная ось поворотного диска должна быть расположена выше продольной оси трубопровода. Во всех случаях направление движения рабочей среды должно совпадать со стрелкой на корпусе клапана (под поворотный диск). Некоторые конструкции поворотных затворов (клапанов) оборудуются механическими или гидравлическими демпферами во избежание возникновения гидравлических ударов.