10 лет на рынке. Продукция включена в  реестр ПАО «Газпром», ПАО "Транснефть" и ПАО "НК "Роснефть"

Трубопроводная арматура

Трубопроводная арматура

Для управления потоком рабочей среды внутри путепровода используется трубопроводная арматура с ручным и механическим приводом. Основным рабочим узлом арматуры является затвор, которым изменяется размер внутреннего сечения трубопровода на отдельном участке.

Арматура классифицируется по климатическому и материальному исполнению, эксплуатационным и монтажным параметрам, конструкции затвора и типу присоединения патрубков, способу герметизации и области использования, целевому назначению и варианту привода.

Область использования

Внутри трубопроводов транспортируются сыпучие материалы, жидкости и газы, что и определяет область их применения в народном хозяйстве. Соответственно, и трубопроводная арматура используется в отраслях промышленности:

  • судовая;
  • химическая;
  • резервуарная;
  • энергетическая;
  • нефтяная;
  • пароводяная;
  • газовая;
  • пищевая;
  • ЖКХ и системы жизнеобеспечения населенных пунктов.

В принципе любая труба в Москве бесполезна без вентиля, задвижки или клапана, позволяющего воспользоваться доставленной на место рабочей средой.

Разновидности трубопроводной арматуры

Прежде всего, трубопроводную арматуру подразделяют по целевому назначению, затем по конструкции затвора, приводу и прочим дополнительным признакам. Точно так же осуществляется выбор арматуры для конкретного проекта трубопровода, чтобы его реализация обошлась, как можно дешевле.

Запорная арматура

Используется запорная трубопроводная арматура для полного перекрытия внутреннего сечения. Основным показателем становится герметичность запорного узла, перекрывающего поток рабочей среды.

Контрольная

При монтаже трубопровода на его ответственных участках устанавливаются штуцеры и бобышки. Позволяющие подключать датчики и приборы для измерения характеристик рабочей среды. Контрольной называется запорная трубопроводная арматура, подающая жидкость, сыпучий материал или газ на контрольно-измерительный прибор, и отключающая поток от этого оборудования после замеров.

Дренажная

В процессе эксплуатации резервуары и сосуды, магистрали и аппараты требуется периодически опорожнять для проведения ремонта, профилактики и прочих действий. Для этого используется спускная трубопроводная арматура, называемая так же дренажной.

В процентном отношении запорная арматура составляет 75 – 85% в проектах технологических линий и магистральных трубопроводов. Например, в контурах и батареях отопления через нее спускается воздух, и заполняются регистры с наступлением холодов.

В категорию запорной арматуры входят все 4 типа устройств с разной конструкцией затвора – заслонка, задвижка, вентиль и кран.

Регулирующая арматура

В отличие от запорной, регулирующая трубопроводная арматура не перекрывает внутреннюю полость целиком, а лишь изменяет площадь его сечения. Это позволяет линейно или в процентном отношении влиять на расход, давление среды и прочие характеристики. Например, при открывании трехходового шарового крана можно изменить температуру теплоносителя за счет подмешивания холодной воды в систему.

Запорно-регулирующая

Практически вся трубопроводная арматура с возможностью регулировки расхода рабочей среды позволяет перекрывать поток полностью. Поэтому создана подкатегория запорно-регулирующей арматуры.

Редукционная

Очень часто в магистральных путепроводах требуется редуцирование потока – снижение рабочего давления среды. Проще всего добиться этого за счет увеличения гидросопротивления внутри трубопроводной арматуры. В подкатегорию редукционной регулирующей арматуры входит гидродроссель и дроссель регулируемого типа. В них установлен тарельчатый, щелевой, золотниковый или игольчатый затвор.

Регулирующая арматура редко управляется ручным приводом. Гораздо эффективнее дистанционный и автоматический привод от внешних источников или от самой транспортируемой среды. Например, датчик снимает характеристики среды, подает команду на поршневой привод, который запитывается от среды внутри трубопровода – жидкости или газа.

Регулировать характеристики потока в принципе могут все типы арматуры с не одинаковой конструкцией затвора – электроприводные задвижки, шаровые краны с поршневым приводом (гидро, пневмо), управляемые заслонки и клапаны. Однако наиболее востребованы в этом качестве клапаны смесительные, регуляторы уровня и давления с мембранным приводом.

Защитная арматура

Для быстрого отключения участка/линии путепровода в случае аварии или достижении критических значений контролируемых датчиками характеристик среды используется защитная трубопроводная арматура. Более известна эта категория арматуры, как отсечная или отключающая. Основным требованием является минимальное время перемещения запора из одного конечного положения («открыто») в другое («закрыто») и высокий класс герметичности.

Обратная

Единственной разновидностью отсечной трубопроводной арматуры является подкатегория обратной арматуры. Она защищает линию от возможного перенаправления среды в противоположную сторону – обратного потока.

Рабочее положение затвора внутри защитной арматуры – нормальнооткрытое. Это ее основное отличие от арматуры предохранительной с нормальнозакрытым положением затвора.

С возникновением средств КИП и автоматизации отпала необходимость в круглосуточном посменном дежурстве оператора у пульта. С задачей отлично справляются датчики в комплекте с электрическими, поршневыми (гидравлические и пневматические модификации) и электромагнитными (соленоиды) приводами.

Чаще всего в качестве защитной арматуры используются отключающие и обратные клапаны. Однако с возникновением поршневых и электрических приводов широко используются шаровые краны. Их быстродействие обусловлено минимальным углом поворота, составляющим всего 90°. Очень редко в качестве отсечной арматуры применяются задвижки.

Предохранительная арматура

В нормативах ГОСТ в обязательном порядке указаны предельные значения температуры и давления среды, при которых допускается эксплуатация конкретного типа арматуры. Поэтому от внезапного повышения давления в трубопроводы монтируется предохранительная арматура. Рабочее положение заслонки в ней нормальнозакрытое, избыточное давление сбрасывается быстрым открытием рабочего органа.

В технической документации сброс рабочей среды в аварийной или близкой к ней ситуации получил название массоотвода. Для его осуществления с высокой скоростью реагирования применяются следующие разновидности арматуры:

Для контроля давления рабочей среды в систему устанавливаются датчики, поэтому ручных приводов для предохранительной арматуры не предусмотрено в принципе.

Арматура распределительно-смесительная

В общем виде с задачей смешивания потоков или распределения их по разным направлениям отлично справляется стандартный тройник. Однако он не имеет затвора, и не может регулировать направление и характеристики этих потоков. Поэтому распределительно-смесительная трубопроводная арматура всегда выполнена в корпусе с тремя патрубками.

Распределительно-смесительная арматура всегда, как минимум, трехходовая. Существуют многоходовые устройства отбора проб и дозаторы с количеством патрубков 4, 5 и более. Изначально функцией смешивания/распределения потоков рабочей среды обладают только клапаны и краны. Задвижек и вентилей подобного типа не существует.

Фазоразделительная арматура

При транспортировке рабочих сред возможен частичный переход их некоторой части в иное фазовое состояние. Например, перегретый пар в системах отопления может конденсироваться внутри магистрали. Потому создана категория фазоразделительной трубопроводной арматуры для своевременного отвода изменившего агрегатное состояние вещества.

Наиболее востребованы для этих целей конденсатоотводчики, сохраняющие на заданном уровне тепловую мощность системы, и предотвращающие гидроудары внутри нее. Существуют конденсатоотводчики термодинамического, термостатического и поплавкового типа.

Материальное исполнение

Для изготовления трубопроводной арматуры используется две крупных категории конструкционных материалов – металлы и не металлические материалы. В промышленном трубопроводном арматуростроении для изготовления корпусов применяются исключительно металлы:

  • чугун – высокопрочный «вч», ковкий «кч» и серый «ч»;
  • сталь – углеродистая «с», легированная «лс» и нержавеющая «нж»;
  • цветные металлы/сплавы – медь, бронза, латунь, титан, алюминий, никелевые сплавы;

Реже корпуса арматуры изготавливаются их щелочестойкого, антифрикционного, жаропрочного и кислотостойкого чугуна. Уплотнения промышленной арматуры и корпуса, затворы бытовых модификаций арматуры создаются из не металлических материалов:

  • полимерные материалы – капрон, фаолит, пластикат, полиэтилен, полипропилен, фторопласт, винипласт;
  • стекло – выдерживает высокие температуры;
  • керамика и фарфор – устойчивы к щелочным средам;
  • графит – обладает антифрикционными свойствами;
  • диабаз – высокопрочный природный материал с высокой температурой плавления.

Материальное исполнение корпуса и уплотнения указывается буквенным обозначением в маркировке трубопроводной арматуры, принятой в 2007 году в РФ по стандарту ГОСТ Р 52720.

Классификация по типу арматуры

По виду затвора трубопроводная арматура подразделяется на 4 категории: задвижки, краны, затворы и клапаны. В каждой категории имеются свои разновидности, некоторые из которых могут относиться к сразу к нескольким категориям условно.

Задвижки

Затвор трубопроводной арматуры – задвижки расположен под прямым углом к потоку рабочей среды, перемещается перпендикулярно его оси. Основными характеристиками задвижки являются:

  • номинальный диаметр 15 – 2000 мм;
  • номинальное давление в пределах 25 МПа;
  • температурный диапазон рабочей среды от -60°С до +565°С;
  • чугунный или стальной корпус, изготовленный методом ковки, центробежного литья, штамповкой, сваркой или по штампосварной технологии.

При небольшой строительной длине задвижка обладает большим габаритным размером – высотой. Арматура почти не создает в системе дополнительного гидравлического сопротивления. Конструкция простая, пригодна для различных эксплуатационных условий.

Основными минусами задвижек является долгое время перемещения затвора из одного крайнего положения в другое, и интенсивный износ элементов затвора. По конструкции запорного узла выделено 4 подкатегории задвижек:

  • клиновая – цельнометаллический жесткий, составной двухдисковый или упругий клин в качестве запирающего элемента, два кольца седла в качестве уплотнения;
  • шланговая – внутри корпуса уложен шланг из упругого эластомера, пережимаемый штоком/шпинделем;
  • параллельная – два диска затвора распираются пружиной или клиновым грибком к кольцам седла;
  • шиберная – модификация параллельной задвижки с пластинчатым затвором, перемещающимся в направляющих пазах корпуса.

Поступательное движение затвора задвижки (клин, шибер) обеспечивается вращением шпинделя, приводимого в действие ручным штурвалом, редуктором или механическим приводом. Существуют варианты исполнения с выдвижным и не выдвижным шпинделем.

Клапаны запорные

Затвор трубопроводной арматуры – клапана помещен внутрь потока рабочей среды за счет лабиринтной конфигурации седла. Перемещается затвор вдоль оси потока, открывая или перегораживая полностью внутреннее отверстие арматуры. Клапаны имеют второе название – вентили. Существуют варианты исполнения с тарельчатым затвором, траектория которого дугообразна по отношению к оси движения потока.

Внешне корпус клапана не отличается от задвижки. Однако внутреннее отверстие наполовину перегорожено двумя Г-образными элементами, один из которых крепится к верхней части корпуса, другой к нижней, но с противоположной стороны.

Таким образом, поток движется в лабиринте, вначале горизонтально, затем снизу верх, затем снова горизонтально. Конструкция изначально создает значительные гидропотери в седле, изготовление корпуса более материалоемкое, то есть, себестоимость арматуры возрастает.

Кроме того, в отличие от шаровых кранов и задвижек клапаны устанавливаются только в одном положении относительно направления потока жидкости. Для реверсивных магистралей, внутри которых поток рабочей среды может изменить движение на противоположное, запорные краны не пригодны.

С другой стороны, клапаны обладают рядом преимуществ:

  • компактные размеры и малый вес арматуры;
  • ход затвора в пределах ¼ от номинального диаметра, что вчетверо меньше, чем у задвижек;
  • проще обеспечить герметичность затвора за счет конструкции седла корпуса;
  • пригодность для агрессивных сред и вакуумных линий;
  • высокая ремонтопригодность и удобное обслуживание.

Изначально шпиндельные модификации назывались вентилями, а к клапанам относили только штоковые разновидности этой арматуры. С 1982 года определение вентиль было упразднено, но название иногда используется в обиходе специалистами.

В отличие от шпинделя, шток изначально обеспечивает поступательное движение затвора, а не преобразует его из вращательного по резьбе. Это дополнительно снижает время срабатывания арматуры, но такая система может использоваться только с механическим приводом.

Наиболее популярен золотниковый затвор в виде тарелки с посадкой в круглое седло. Однако плоские уплотнения эффективны исключительно для чистых рабочих сред. При наличии механических примесей используют игольчатые клапаны с заостренным (коническим) затвором. Однако и для них существуют ограничения – DN 25 мм максимум, PN 25 МПа.

Быстродействующие штоковые клапаны золотникового типа с электрическим и поршневым (гидро/пневмо) приводом относятся к категории отсечной арматуры.

Затворы дисковые

Рабочий орган трубопроводной арматуры – затвора имеет форму диска, установленного перпендикулярно потоку рабочей среды. При повороте на оси происходит открывание или закрытие внутреннего сечения арматуры.

Чаще всего дисковый затвор эксплуатируется  качестве запорной арматуры в трубопроводах большого диаметра, но с малым номинальным давлением. Строительная ширина дискового затвора чуть больше, чем у шиберной задвижки, но гораздо меньше всех прочих категорий. За внешнюю схожесть с одноименным насекомым дисковый затвор получил наименование «бабочка».

Диск круглой формы может поворачиваться на горизонтальной или вертикальной оси, расположенной ровно посередине, или смещенной на произвольное значение от нее. Основными недостатками прогрессивной конструкции являются:

  • высокий крутящий момент на шпинделе;
  • в открытом положении диск остается внутри проходного сечения арматуры.

Поэтому в трубопроводах с дисковыми затворами невозможно использования механизированных систем очистки и контролирующих приборов, перемещающихся внутри магистрали.

Краны шаровые

Затвор трубопроводной арматуры – крана выполнен в виде тела вращения или отдельного его фрагмента, и называется пробкой. Внутри пробки имеется отверстие, через которое и поступает рабочая среда при повороте затвора на собственной оси.

Краны используются в качестве запорной, запорно-регулирующей, смесительно-распределительной и отсечной арматуры в зависимости от конструкции корпуса и затвора. Существует два варианта конструкции пробки:

  • коническая – усеченная пирамида с отверстием конической формы;
  • сферическая – шарообразная пробка с цилиндрическим отверстием.

Корпус конусного крана может изготавливаться из углеродистой стали, но для обеспечения высокого эксплуатационного ресурса пробка всегда выполняется из материалов с высокими антифрикционными свойствами – чугун, бронза и латунь. Это ограничивает область применения конусных кранов – DN 100 мм максимум, PN 1,6 МПа.

Наряду с дисковыми затворами шаровой кран – это самый прогрессивный тип арматуры. Недостатков здесь практически нет, так как в открытом положении шаровая пробка не мешает прохождению сквозь трубопровод измерительной аппаратуры и чистящих устройств.

Кольца седла здесь чаще всего фторопластовые, что не позволяет использовать шаровые краны в трубопроводах с температурой среды выше +200°С.

Способы присоединения к трубопроводу

В разрыв трубопровода арматура может устанавливаться несколькими способами:

  • на резьбе – муфта и штуцер с внутренней и наружной резьбой, соответственно;
  • сваркой – кромки патрубков арматуры обрабатываются под приварку;
  • фланцами – крепление шпильками или болтами, конические фланцы с хомутами.

Реже применяются цапковые и быстроразъемные БРС соединения. Для фланцев стандартами ГОСТ 33259 и ГОСТ 12815 предусмотрены 9 вариантов исполнения: 1 – 9 и A – K, соответственно.

Герметизация затвора

Проще всего обеспечит герметичность трубопроводной арматуры – шланговой задвижки. Здесь уже имеется эластичный упругий шланг, пережатием которого и достигается перекрытие потока рабочей среды. Для остальных категорий арматуры применяются следующие методы:

  • мембрана – в некоторых модификациях дополнительно является самостоятельным затвором;
  • сильфон – неразборная оболочка на штоке или шпинделе;
  • сальник – набивка или кольцо с водоотталкивающей пропиткой, прижатое кольцом к корпусу арматуры.

Возможно дублирование сальника в корпусе и на выходе шпинделя для повышения класса герметичности и увеличения эксплуатационного ресурса арматуры.

Тип управления

Изначально в проект трубопровода закладывается трубопроводная арматура автономного действия либо управляемая приводом. В свою очередь, управляемая арматура подразделяется на две категории:

  • привод ручной – штурвал (маховик), рычаг или рукоятка;
  • привод механический – электродвигатель, электромагнитный и поршневой привод.

И ручной, и механический привод может оснащаться редуктором с цилиндрической, конической или червячной передачей для снижения крутящего момента. Поршневые приводы могут управляться от внешних источников и за счет давления самой рабочей среды внутри трубопровода.

Поэтому на газопроводах часто используется практически бесплатный в эксплуатации пневмопривод, а на трубопроводах, транспортирующих жидкость, гидропривод.

Основные характеристики

С одной стороны, вся трубопроводная арматура выпускается по регламенту вышестоящих стандартов ГОСТ или нижестоящих нормативов СП, ОСТ, ТУ и прочей технической документации. И изначально обладает стандартными для нее характеристиками.

С другой стороны, заказчику более интересны ее эксплуатационные свойства. А проектировщику и строителю трубопровода гораздо важнее конструкционно-монтажные характеристики арматуры.

Эксплуатационные

Основными параметрами трубопроводной арматуры с точки зрения ее эксплуатации являются:

  • характеристики среды – диапазон температур, пробное, рабочее и номинальное давление;
  • вариант привода – ручной, механический, дистанционное или автономное управление;
  • пропускная способность – ежечасная, суточная и для прочих ременных интервалов;
  • время срабатывания – не одинаковое для запорной, отсечной и предохранительной арматуры;
  • крутящий момент на шпинделе – необходим для подбора привода.

Влияет на выбор трубопроводной арматуры материальное и климатическое исполнение, стоимость и эксплуатационный ресурс, прочие факторы.

Монтажные

Проектировщик чаще учитывает конструкционно-монтажные характеристики трубопроводной арматуры:

  • номинальный диаметр и его соответствие аналогичному размеру трубопровода (полнопроходная, стандартопроходная или редукционная арматура);
  • габаритные размеры (длина, высота строительная) и вес изделия;
  • способ присоединения к трубопроводу;
  • размеры и вариант исполнения фланцев, количество, диаметр и взаимное расположение отверстий под крепеж на них;
  • тип разделки под приварку в зависимости от оборудования и технологии сварки.

Таким образом, выбор трубопроводной арматуры и комплектующих деталей должен осуществляться специалистами соответствующей квалификации. На нашем сервисе заказчики получают информационную и техническую поддержку по умолчанию, и в полном объеме. Это позволит снизить бюджет реализации трубопровода на вашем объекте.

Возврат к списку