Трубопроводная арматура это что такое
Трубопроводная арматура это что такое
Pipeline valves. Terms and definitions
Дата введения 2015-04-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом «Научно-производственная фирма «Центральное конструкторское бюро арматуростроения» (ЗАО «НПФ «ЦКБА»), Межгосударственным техническим комитетом МТК 259 «Трубопроводная арматура и сильфоны»
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом МТК 259 «Трубопроводная арматура и сильфоны»
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 мая 2014 г. N 67-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2014 г. N 1902-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 24856-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2015 г.
5 Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52720-2007*
7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2020 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»
Введение
Стандарт разработан на основе ГОСТ Р 52720-2007 «Арматура трубопроводная. Термины и определения». При разработке стандарта также учитывались термины и определения, приведенные в различных международных и зарубежных стандартах.
В стандарте приведены определения основных терминов, применяемых в арматуростроении. Термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий и классификационные группы в области арматуростроения.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Некоторые термины сопровождены краткими формами, приведенными в скобках после стандартизованного термина, и (или) аббревиатурой, которые следует применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.
Не рекомендуемые к применению термины-синонимы, приведенные после стандартизованного термина, обозначены пометой «Нрк» и приведены в круглых скобках.
Термины-синонимы без пометы «Нрк» приведены в качестве справочных данных, не являются стандартизованными и приведены в круглых скобках после стандартизованного термина.
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.
Краткие формы, представленные аббревиатурой, приведены после стандартизованного термина и отделены от него точкой с запятой.
Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает, что в нее включены два (три, четыре и т.п.) термина, имеющие общие терминоэлементы.
В стандарте приведены иноязычные эквиваленты стандартизованных терминов на английском (en) и украинском (uk) языках. В алфавитных указателях термины приведены отдельно с указанием номера статьи.
Для терминов, в которых содержатся все необходимые и достаточные признаки понятия, определение не приводится и вместо него поставлен прочерк, например «указатель уровня».
В разделе «Разновидности арматуры» приведены наиболее распространенные термины. По умолчанию слова «запорный», «запорная» в сочетании с типом арматуры не применяют
Для терминов-словосочетаний, в которых одним из слов является «арматура», возможно образование других терминов, в которых вместо слова «арматура» может быть один из типов арматуры (клапан, задвижка, кран, затвор дисковый).
На основе терминов, приведенных в стандарте, могут быть образованы другие термины, взаимосвязанные со стандартными, включающие в себя область применения арматуры, конструктивные особенности и признаки (в том числе касающиеся присоединения к трубопроводу, приводных устройств, материала корпуса), параметры, рабочие среды и др.
Приведенные определения терминов допускается, при необходимости, изменять и (или) дополнять, вводя в них производные признаки, раскрывая значение используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Но эти изменения и дополнения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.
Для терминов, обозначающих основные параметры и технические характеристики, приведены принятые условные обозначения этих параметров и характеристик.
В приложениях к стандарту приведены пояснения к отдельным терминам и рекомендации по формированию наименования арматуры в конструкторской документации.
1 Область применения
Термины, определенные настоящим стандартом, применяют во всех видах документации (стандартах, технической или договорной документации, литературе и т.д.) при проектировании, изготовлении, испытании и применении (эксплуатации) арматуры.
2 Общие понятия
2.1 трубопроводная арматура (арматура), (ТПА): Техническое устройство, устанавливаемое на трубопроводах, оборудовании и емкостях, предназначенное для управления потоком рабочей среды путем изменения проходного сечения
1 Под управлением понимается перекрытие, открытие, регулирование, распределение, смешивание, разделение.
2 Во множественном числе термин не применяется.
pipeline valves; valves
трубопровiдна арматура (арматура)
2.2 вид арматуры: Классификационная единица, характеризующая функциональное назначение арматуры
2.3 комбинированная (многофункциональная) арматура: Арматура, совмещающая различные функции
combined valves; multifunction valves
комбiнована (багатофункцiональна) арматура
2.4 тип арматуры: Классификационная единица, характеризующаяся направлением перемещения запирающего или регулирующего элемента относительно потока рабочей среды и определяющая основные конструктивные особенности арматуры
valve type; basic types of valves
2.5 однотипная арматура: Арматура конструктивно подобная, выполняющая одинаковую функцию
parametric valve row; valve pressure/temperature rating
параметричний ряд арматури
2.7 таблица фигура (таблица фигур); т/ф: Условное обозначение, представляющее собой сочетание букв и цифр, определяющих тип арматуры, конструктивное исполнение арматуры, материал корпуса, материал уплотнения в затворе, вид привода
2.8 типоразмер: Конструкция арматуры конкретного номинального диаметра и номинального (рабочего) давления, и имеющая обозначение группового основного конструкторского документа (основного исполнения изделия)
2.9 типовой представитель: Один из типоразмеров параметрического ряда или части ряда конструктивно подобной арматуры, результаты испытаний которого распространяются на весь или часть параметрического ряда арматуры
2.10 технические характеристики: Информация, приводимая в технических документах на арматуру, содержащая сведения о номинальном диаметре, номинальном или рабочем давлении, температуре рабочей среды, параметрах окружающей среды, габаритных размерах, массе, показателях надежности, показателях безопасности и других показателях, характеризующих применяемость арматуры в конкретных эксплуатационных условиях
technical characteristics; specifications; performance data
2.11 показатели назначения: Основные технические данные и характеристики арматуры, определяющие возможность ее безопасного применения в конкретных условиях эксплуатации
2.12 арматура с дистанционно расположенным приводом [исполнительным механизмом] (арматура под дистанционное управление): Арматура, которая управляется приводом [исполнительным механизмом], не установленным непосредственно на ней
арматура з дистанцiйно розташованим приводом [виконавчим механiзмом]
2.13 исполнение арматуры: Вариант базовой конструкции арматуры, отличающийся отдельными техническими характеристиками при тех же значениях номинального диаметра и номинального или рабочего давления
generic group; model; type; version
2.14 антистатическое исполнение: Исполнение арматуры, в котором конструкция обеспечивает непрерывную электропроводность между корпусом и подвижными деталями арматуры
2.15 рабочая среда (Нрк. проводимая среда): Среда, для управления которой предназначена арматура
2.16 окружающая среда (внешняя среда): Среда, внешняя по отношению к арматуре и определяющая ряд эксплуатационных требований к ней, параметры которой учитываются при установлении технических характеристик арматуры
навколишнє середовище (зонiшнє середовище)
2.17 командная среда: Среда, передающая команду (сигнал) от системы автоматического регулирования к позиционеру или другому виду реле
2.18 управляющая среда: Среда, обеспечивающая силовое воздействие привода или исполнительного механизма для перемещения запирающего или регулирующего элемента в требуемое положение
2.19 испытательная среда (Нрк. пробное вещество): Среда, используемая для контроля арматуры
випробувальне середовище (пробна речовина)
2.20 цикл: Перемещение запирающего элемента из одного крайнего положения «открыто» («закрыто») в противоположное и обратно
2.21 блочная арматура: Арматура, состоящая из нескольких независимо функционирующих единиц арматуры, размещенных в одном корпусе
block of valves; stack of valves
2.22 арматура низкого давления: Арматура, рассчитанная на номинальное давление до 25 (2,5 МПа) включительно
low pressure valves
арматура низького тиску
2.23 арматура среднего давления: Арматура, рассчитанная на номинальное давление свыше 25 (2,5 МПа) до 100 (10 МПа) включительно
арматура середнього тиску
2.24 арматура высокого давления: Арматура, рассчитанная на номинальное давление свыше 100 (10,0 МПа)
high pressure valves
арматура високого тиску
2.25 главная арматура: Арматура, являющаяся частью запорных, предохранительных и регулирующих устройств, при срабатывании которых происходят изменения (прекращение, увеличение, уменьшение) основного потока рабочей среды и приводимая в действие средой, поступающей из импульсной арматуры
2.26 импульсная арматура (импульсный механизм), (Нрк. управляющая арматура, пилотная арматура): Встроенное или вынесенное вспомогательное устройство в арматуре непрямого действия, обеспечивающее, при соответствующем изменении параметров рабочей среды, перемещение запирающего или регулирующего элемента главной арматуры
impulse valves; pilot valves
iмпульсна арматура; (iмпульсний механiзм) (арматура керуюча, арматура пiлотна)
2.27 арматура разового действия (Нрк. арматура однократного действия, арматура одноразового действия): Арматура, предназначенная для однократного срабатывания в аварийной ситуации, либо в системах, рассчитанных на срабатывание только один раз
арматура 
(арматура 
, арматура 
)
2.28 арматура с автоматическим управлением: Арматура, в которой управление потоком рабочей среды происходит посредством воздействия на привод или исполнительный механизм управляющей среды или командного сигнала от приборов автоматической системы управления
automatically actuated valves; self-closing valves
арматура з автоматичним керуванням; арматура з автоматичним управлiнням
2.29 автоматически действующая арматура: Арматура, работающая от энергии рабочей среды и (или) функционирование которой происходит без участия человека
автоматично дiюча арматура
2.30 арматура с удлиненным штоком [шпинделем] (Нрк. длинноствольная арматура, длинноштоковая арматура, удлиненная арматура): Арматура с вынесенной приводной частью из зоны экстремальных температур или повышенной активности и агрессивности рабочей среды, или для управления подземной арматурой
extended bonnet valves
арматура з подовженим штоком (арматура довго стовбурна, арматура довгоштокова)
2.31 арматура с покрытием: Арматура, у которой внутренние полости и поверхности деталей, соприкасающиеся с рабочей средой, имеют полимерные, неорганические или композиционные покрытия
арматура з покриттям
2.32 армированная арматура: Арматура из неметаллических материалов, усиленная с наружной стороны металлическими конструкциями
reinforced valves; metal-enclosed valves
2.33 гуммированная арматура: Арматура, внутренние полости которой имеют эластомерное (резиновое) покрытие
rubber lined valves; rubberized valves
2.34 футерованная арматура: Арматура, у которой внутренние поверхности, соприкасающиеся с рабочей средой, имеют полимерные покрытия
2.35 срабатывание арматуры: Перемещение запирающего элемента из крайнего положения («закрыто», «открыто») в соответствующее противоположное положение («открыто», «закрыто») либо перемещение регулирующего элемента из одного фиксированного положения в другое, связанное с выполнением основной функции данного вида арматуры
valve action; valve cycling; valve functioning
2.36 байпасная арматура: Арматура, устанавливаемая на трубопроводе, параллельном (обводном) основному технологическому трубопроводу
2.37 сейсмостойкая арматура: Арматура, сохраняющая прочность, герметичность относительно окружающей среды и функционирование во время и после землетрясения
earthquake resisting valves; aseismic valves
2.38 сейсмопрочная арматура: Арматура, сохраняющая прочность и герметичность относительно окружающей среды во время и после землетрясения
2.39 взрывозащищенная арматура: Арматура, при эксплуатации которой устранена или затруднена возможность воспламенения окружающей ее взрывоопасной среды
explosion-proof (-protected) valves; ex-proof valves
2.40 огнестойкая арматура: Арматура, сохраняющая прочность и герметичность относительно окружающей среды во время и после огневого воздействия в течение заданного времени
2.41 установочное положение арматуры: Допускаемое расположение арматуры на трубопроводе или оборудовании
valve mounting position
(у)встановлювальне положення арматури
2.42 наименование арматуры: Основные сведения о типе и (или) виде арматуры, применяемые в конструкторской, эксплуатационной и заказной документации
2.43 обозначение арматуры: Принятое обозначение основного конструкторского документа на арматуру в соответствии с ЕСКД
Что такое трубопроводная арматура?
Ни одна труба на земле не может работать без арматуры. И речь не о каркасе для усиления бетона в ответственных конструкциях. Речь об устройстве, «на плечах» которого лежит управление потоками рабочей среды. Что такое трубопроводная арматура? Какая она бывает, и куда ее устанавливают? Обо всем по порядку.
Классификация
Трубопроводный транспорт – лидер, среди остальных колесных и без колесных транспортных средств, по перевозке грузов. Развернутая длина всех российских магистралей составляет более 250 тысяч километров.
Для управления таким народным достоянием нужны специальные технические средства, коими и является трубопроводная арматура. Она бывает 3 видов:
Рабочая среда – жидкость, газ, пульпа или другое вещество, текущее по трубе.
К лабораторной арматуре относятся устройства, которые работают в ограниченных условиях без воздействия давления и высокой температуры. Всяческие бобышки, трубки, защитные оправы, нужные для выполнения точных замеров, отбора проб и других лабораторных манипуляций.
К промышленной арматуре относятся устройства, которые управляют рабочей средой. Под управлением понимается:
Регулировка среды в трубе подразумевает контроль и изменение (при необходимости) основных ее параметров (давление, температура).
Арматура делится на общепромышленную и специальную. Для каждой отрасли выпускается своя, особая трубопроводная арматура, с определенными параметрами и конструкцией. Такие устройства нужны:
По «просьбам всех нуждающихся», заводы арматуростроения выпускают специфическую продукцию, выполняющую конкретную задачу.
Применение
Трубопроводная арматура используется в магистралях, котлах, емкостях и других устройствах промышленного назначения. Нужна для регулировки/управления жидкими и газообразными средами, такими как:
Для каждой отрасли народного хозяйства, выпускаются специфические устройства, имеющие индивидуальные эксплуатационные и технические параметры. К примеру, для судостроения применяется арматура, имеющая относительно компактные габаритные размеры, обусловленные стесненными условиями. А вот для химической промышленности основной фактор – работа устройства в агрессивных средах.
Виды промышленной арматуры
Видовая классификация нужна для четкого разграничения характера работы и выполняемых функций. В соответствии с этим, различают следующие подгруппы трубопроводной арматуры.
1. Запорная (на рисунке А). Полностью отключает поток газа или жидкости. Ставится на границах участков трубопровода, перед емкостями, котлами и другими агрегатами.
2. Обратная (Б). Не дает веществу течь в другую сторону. Защищает агрегаты, насосы и станции от неблагоприятных последствий обратного тока.
3. Предохранительная (В). Защищает агрегаты и узлы, работающие под давлением. Не допускает превышения основных параметров рабочей среды, сбрасывая излишки в окружающую среду.
4. Регулирующая (Г). Служит для регулировки основных параметров, изменяя скорость подачи, напор, давление посредством изменения расхода.
5. Отключающая (Д). Перекрывает поток вещества при превышении основных параметров.
Также существуют комбинированные модели трубопроводной арматуры, которые совмещают сразу несколько функций.
Рис.2 Виды промышленной арматуры
По принципу воздействия на рабочий орган, который выполняет ту, или иную функцию регулировки, арматура бывает управляемой и автономной.
Автономность в общем понимании – характеристика системы, поведение которой не зависит от внешних факторов, а определяется ее внутренними основаниями. Применительно к арматуре – автоматическое действие от рабочей среды.
К автономной арматуре относится:
К управляемой – запорная и регулирующая. Последняя может предусматривать и автоматическое срабатывание от вещества. Для этого в ней устанавливается чувствительный датчик, который «решает» когда нужно вмешаться.
По объему поставляемых устройств на предприятия, в ведении которых находятся трубопроводные системы и магистрали, 1 и 2 место занимают запорная и обратная арматура. По конструкции эти виды являются самыми простыми и надежными.
Привод
Трубопроводная арматура выпускается с 3 типами приводных механизмов:
Ручной привод выполняется в виде штурвала, рукоятки или вентиля, и зависит от типа и размера устройства. Для управления такой арматурой необходимо непосредственное участие человека.
Механический привод представлен редуктором, работающим от непосредственного воздействия персонала, а также автоматическим устройством, действующим от управляющей среды.
Управляющая среда – энергия, которая воздействует на привод, приводящий затвор в движение.
Затвор – основная деталь арматуры, непосредственно с помощью, которой устройство выполняет свое назначение.
Дистанционный привод бывает 2 типов.
1. Ручной – затвор перемещается при помощи воздействия человека на привод, расположенный удаленно от арматуры. Соединения привода с устройством в этом случае происходит посредством передачи (цепи/тросы, валы, подшипники, шестерни).
2. Автоматический. В системе присутствует командная среда, которая передается из единого диспетчерского пункта на автоматическое устройство, установленное на арматуре.
Командная среда – сигнал, приводящий в действие автоматический привод.
Познакомимся с каждым типом приводов предметно.
Ручной
При комплектации трубопроводной арматуры ручным приводным механизмом, затвор приводится в движение с помощью штурвала (маховика).
Рис.3 Варианты исполнения ручного привода
На рисунке 3 видно, что конструкции ручных механизмов отличаются. К примеру, на задвижке установлен массивный штурвал, с помощью которого можно перевести затвор в нижнее или верхнее положение, приведя в движение гайку и шпиндель. На кране и дисковом затворе имеются рукоятки, воздействуя на которые, их запорные органы перекрываются.
Выбор типа привода зависит от габаритов арматуры, принципа передачи усилия от рукоятки и характера движения затвора. На задвижке передача усилия происходит через резьбовое соединение гайки и шпинделя, а запорный орган движется перпендикулярно потоку рабочей среды от штурвала.
А вот на кране и затворе усилие передается непосредственно от рукоятки. Запорные органы здесь расположены по-другому:
Чем больше диаметр проходной части арматуры, тем больше гидравлическое сопротивление, оказываемое на затвор. Отсюда вытекает необходимое усилие, которое надо приложить человеку, чтобы перекрыть трубу. При больших показателях гидравлического сопротивления, перевести затвор в положение «закрыто» ручным приводом очень трудно.
Механический
Приводы данного типа бывают с исполнительным механизмом в виде понижающего передачу редуктора и автоматического устройства.
Рис. 4 Варианты исполнения механического привода
Кроме изображенных на рисунке 4 типов механических приводов, существуют электромагнитные и гидроприводы.
Механический редуктор играет роль понижающего обороты устройства. Достоинством данного вида является возможность работать на арматуре большого диаметра без затрат на управляющую среду (энергия). Но есть и недостаток: за счет облегчения требуемой нагрузки на штурвал, возрастает количество оборотов для полного перекрытия потока. А это влечет за собой потери времени.
Принцип работы электропривода аналогичен механическому редуктору, за исключением наличия двигателя. Он воздействует на шпиндель, открывая и закрывая затвор за считаные секунды. Для снижения требуемой мощности электродвигателя, дополнительно устанавливается понижающий редуктор. Но так как на стандартном 220 В аппарате, со стандартной частотой тока в 50 ГЦ количество оборотов на валу достигает 3000, понижающий редуктор здесь необходим.
Принцип действия пневматического и гидроприводов похож, за исключением управляющей среды. В первом случае шток приводится в движение за счет давления воздуха, во втором – воды.
Шток – подвижная деталь без резьбы, передающая усилие от привода на затвор.
Установка пневматического и гидроприводов осуществляется на отсечную арматуру, от которой требуется моментальное срабатывание.
Дистанционный
Этот тип привода необходим для ускорения работы магистрали, а также при установке арматуры в местах, получить быстрый доступ к которым невозможно.
При обслуживании многотысячных километражей нефте-газопроводов, проходящих через «реки и океаны», установка дистанционного привода – вынужденная необходимость.
Рис. 5 Дистанционный привод
На рисунке 5 слева изображена схема ручного дистанционного привода. При помощи маховика (1), оператор передает крутящий момент на цепную передачу (4). Через систему цепей (валов) и поворотных редукторов (3), крутящий момент передается на штурвал арматуры (5), который, в свою очередь, сообщает движение затвору, перекрывая поток.
Такая система применяется в случаях установки трубопроводной арматуры в стесненных местах (технологические люки, загроможденные трубами отсеки, производственные помещения и др.)
На рисунке справа изображен пульт управления арматурой. Распоряжение приводом в этом случае осуществляется удаленно, из кабинета диспетчера. На пульт выведены кнопки открытия/закрытия затвора, лампочки сигнализации неисправности.
Дополнительно установлены блокировочные рукоятки, при включении которых управление приводом кнопками открытия/закрытия невозможно. Эта мера безопасности используется при проведении работ на магистрали, которые сопровождаются разгерметизацией системы. Рукоятка блокировки исключает человеческий фактор, который зачастую является причиной аварий на производстве.
Автономные приводы
Приводные механизмы такого типа применяются на отсечной, обратной, защитной и предохранительной арматуре. Автономный привод может быть исполнен в виде:
Принцип действия автономного привода такой: при достижении определенных параметров рабочей среды и под ее воздействием, арматура автоматически срабатывает. Например:
Действие данного привода происходит от воздействия среды на рабочий орган арматуры без человеческого или иного (энергия) вмешательства.
Типы арматуры
Проще всего понять, что такое трубопроводная арматура, ознакомившись с ее типами. А вот такие трубопроводные изделия используются на современных магистралях:
Каждый тип имеет индивидуальную конструкцию, типоразмер, принцип действия, привод, способ герметизации, и другие особенности.
Рис. 6 Типы арматуры
Материал корпусных деталей и запорных органов зависит от рабочей среды (ее основных параметров), для которой предназначен тот или иной тип арматуры.
Тип затвора
Различают несколько типов затворов:
Первые 3 типа затворов устанавливаются на задвижках. Вне зависимости от вида затвора, его перемещение происходит перпендикулярно току среды. Для обеспечения определенной степени герметичности, уплотнительные поверхности задвижки изготавливаются из разных материалов.
Уплотнительная поверхность – контактная часть диска (клина) и кольца корпуса, которая обеспечивает заданную степень герметичности.
Герметичность – свойство арматуры препятствовать распространению среды в разделяемых патрубках (полостях).
Рис. 7 Клиновой затвор
Задвижка, имеющая листовой затвор, называется шиберная.
Клин от диска отличается взаимным расположением уплотнителя. Соответственно, у клина они расположены под углом друг к другу, а у диска – параллельно.
Конструкция клинового затвора может быть:
При жестком исполнении, клин плотно входит в предусмотренное седло корпуса.
Седло – выемка в нижней части корпуса задвижки, в которой установлены уплотнительные кольца, которые могут быть литыми или запрессованными с натягом.
Упругая конструкция позволяет дискам взаимно устанавливаться в седло. Если в затворе присутствуют неточности обработки уплотнителей, упругая сердцевина позволяет сгладить этот недостаток.
Аналогичным образом работает составной клин, выполненный из двух дисков. Подвижность упругой и составной конструкции снижает качественные требования обработки (шабрения) уплотнительных поверхностей.
Шабрение – процесс обработки уплотнительных поверхностей, для придания им точной взаимной геометрии.
Для особо ответственных трубопроводов, транспортирующих опасные химические вещества, проводят прецизионную электромеханическую обработку уплотнителей. Такие затворы имеют высокий класс герметичности.
Тарельчатый
Такой тип затворов устанавливается на клапанах (вентилях). В отличие от запорного органа задвижки, тарельчатый затвор перемещается параллельно току среды.
Тарельчатый затвор долговечнее, нежели клиновый. Дело в характере движения. Если в задвижке клин перемещается по уплотнительным поверхностям колец в корпусе, то у тарелки это движение отсутствует. Из-за отсутствия трения уплотнителей, тарельчатый затвор дольше сохраняет свои геометрические параметры и заявленный класс герметичности.
Рис.8 Тарельчатый затвор
Клапаны используют для трубопроводов сравнительно небольшого диаметра (до 250-300 мм). Это обусловлено большим, нежели у задвижки, гидравлическим сопротивлением на тарелку.
Мембранный и шланговый
Мембранный клапан представляет конструкцию, запорный орган которой сделан из упругой резины, усиленной металлическими пластинами или другим упругим материалом.
Шланговый затвор выполнен вставками в проходное отверстие армированной резиновой трубки, с высокой степенью упругости. Перекрытие тока происходит за счет сжимания этой трубки посредством внешнего механического воздействия.
Мембранная и шланговая арматура используется на трубопроводах химической промышленности. Эластичная резина выполнена из агрессивно стойких материалов.
Клапаны используют для трубопроводов сравнительно небольшого диаметра (до 250-300 мм). Это обусловлено большим, нежели у задвижки, гидравлическим сопротивлением на тарелку.
Кроме перечисленных типов затворов существуют также шаровые, конусные и цилиндрические.
Класс герметичности арматуры
Этот параметр определяется после изготовления каждого конкретного устройства, опытным путем на специальном оборудовании. Регламентируется эта процедура ГОСТом 9544.
В соответствии с нормативом, затворы классифицируются по классам от А (без утечек) до G. Устройства, предназначенные для эксплуатации на ответственных объектах, соответствует классам А, АА, В, С.
Таблица 1 Нормы герметичности
Q – обозначает количество утечки (объем, измеряемый в кубических мм за секунду).
Конструктивные особенности
К основным конструктивным особенностям трубопроводной арматуры относятся:
Разберем каждый параметр подробно.
Конструкция корпуса
Обыкновенная, прямолинейная арматура называется проходной. В таком устройстве центры присоединительных патрубков находятся на одной линии.
По диаметру протока арматура может быть полнопроходной и неполнопроходной. Например, если в паспорте указан диаметр условного прохода 300мм, то для неполнопроходного устройства внутренний диаметр будет равен 250мм. Для полнопроходной внутренний диаметр, соответственно, равняется 300мм.
Под внутренним диаметром понимается размер проходного сечения седел корпуса.
Не во всех полнопроходных устройствах внутренний диаметр равен заявленным параметрам в паспорте. К примеру, для задвижки, диаметром условного прохода 350мм, размер проходного сечения может быть равен от 331мм до 350мм. Такие параметры полнопроходных задвижек регламентируются стандартами арматуростроения. Данный диапазон сечения находится в допуске.
Конструкция патрубков
Патрубками называются входное и выходное отверстие арматуры. Для герметичного присоединения устройства к трубопроводу, способ крепления должен отвечать стандартам.
А вот какими способами патрубки соединяются с трубопроводом.
1. Фланец. Имеет форму диска с проточками и отверстиями для крепления болтами.
2. Цапковая гайка. Имеет внутреннюю резьбу с одной стороны, а с другой, отверстие под внутренний штуцер с клыками.
3. Муфта. Имеет внутреннюю резьбу на каждом патрубке.
4. Штуцер. Обыкновенная гладкая или ребристая трубка меньшего диаметра, нежели проходное отверстие.
5. Соединение под приварку. Патрубок имеет специальную разделку кромки для выполнения сварочных работ.
На промышленных трубопроводах самым распространенным способом крепления является соединение фланцем и под приварку. Эти два типа крепления выдерживают самые большие нагрузки, имеют отличные показатели герметичности, надежности и долговечности.
Штуцер используют для присоединения шлангов к вентилям. Для улучшения герметичности соединения используется хомут.
Муфты чаще всего встречаются на сантехнической арматуре. А вот цапковый способ имеет ограниченную сферу применения. Его устанавливают на пожарные гидранты, краны и рукава.
Формообразование
По способу формообразования корпуса, арматура бывает:
Для соединения корпусных деталей арматуры применяется электродуговая сварка. На технологических линиях заводов-изготовителей устанавливаются специальные станки, снабженные компьютерным управлением (ЧПУ).
Штамповка корпусных деталей происходит под мощными прессами. Для этого разогретую болванку помещают в форму. Под воздействием нагрузки от пресса, болванка получает требуемые параметры.
Выбор того или иного способа формообразования зависит от марки металла.
Металл для корпусных деталей
Трубопроводная арматура изготавливается из:
Арматуру, применяемую в трубопроводах коммунальных систем, обычно делают из чугуна GGG40 или 50. Это серый шаровидный чугун. Кроме этого сплава в арматуростроении применяются ковкие и высокопрочные чугуны. Различные добавки в сплав обеспечивают арматуре:
Из чугуна делают отливки корпусов, штурвалов и затворов.
Стали
Сталь обладает лучшими (нежели чугун) прочностными характеристиками. Так как сталь пластична, ее используют для изготовления ответственных конструкций, работающих под высоким давлением.
Пластичность – характеристика металла, которая выражается в способности выравнивать силовые напряжения, вызванные внешним воздействием (давлением рабочей среды).
Для изготовления корпусных деталей используют углеродистую сталь, марки 25Л или 35Л.
Затворы, контактирующие с рабочей средой, делают из легированных сплавов с добавлением титана, никеля и хрома. Благодаря антикоррозионным свойствам этих добавок, уплотнители получают отличную сопротивляемость коррозии, механическим воздействиям и усталости.
Цветные металлы
Так как латунь имеет отличные антифрикционные свойства (устойчивость к истиранию), она используется при изготовлении подвижных деталей (например, ходовой гайки).
Титан служит добавкой в легированных сталях, которые применяют для наплавок уплотнительных поверхностей.
Способ герметизации
Так как в трубопроводной арматуре присутствуют подвижные части, а система работает в условиях повышенных давлений и температур, необходимо устройство, которое ограничит рабочую среду от окружающей.
Для этого используются:
Устройство сальника представляет специальную камеру, через которую проходит подвижная часть (шпиндели или шток). Для предотвращения выхода рабочей среды, в сальниковой камере предусмотрен паз для укладки уплотнителя. В качестве последнего используется:
Для конкретной сферы эксплуатации арматуры, набивка дополнительно армируется и пропитывается. К примеру, паронит имеет 4 исполнения, приведенные в таблице 2.
Терморасширенный графит (или сокращенно – ТРГ) также имеет несколько модификаций.
В качестве армирующего вещества ТРГ используется:
Сильфон представляет собой длинную металлическую гофрированную трубку, внутрь которой входит шток. Гофра выдерживает значительные механические, температурные воздействия и изгибы. В основном, сильфон используют в криогенной арматуре.
Мембрана применяется при невысоких показателях давления и температуры среды. Некоторые типы арматуры имеют затвор, одновременно выполняющий роль мембраны.
В шланговой арматуре (рис. 9) герметичность системы производится за счет наличия в проходном отверстии резинового шланга. Дополнительные приспособления здесь не нужны.
Давление номинальное, рабочее и пробное
Во всех нормативных документах обозначается PN и измеряется МПа (мега Паскали). На сайтах российский производителей трубопроводной арматуры чаще всего обозначается Ру с единицей измерения в атм.
Соотносятся МПа с атм. так:
Номинальным называется максимальное давление, при котором возможна нормальная эксплуатация арматуры при температуре транспортируемого вещества 20 0 С. В таком режиме корпусные детали не подвергаются деформации, а само устройство гарантированно отслужит свой полный ресурс.
PN отражает наибольшее давление при температуре вещества только 20 0 С. Это означает, что при больших температурах, максимальное давление снижается.
Соотношение максимального давления от температуры можно посмотреть в таблице, приведенной ниже.
Таблица 3 Зависимость температуры от давления
Рабочее давление – это максимальное давление в трубе, при заданной температуре.
Температура и давление
Два основных параметра, по которым классифицируется трубопроводная арматура – это температура и давление рабочей среды.
По температурным диапазонам работы, трубопроводная арматура бывает:
По максимальному давлению в системе, арматура подразделяется для:
Группа температуры и давления зависит от металла, из которого изготовлена арматура. Для чугуна показатели ниже, чем для сплавов из углеродистой и легированной стали.