Задвижки для промышленных трубопроводов: конструкция, типы и параметры выбора
Задвижка вид трубопроводной арматуры, в котором запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Основное назначение перекрытие потока с минимальным гидравлическим сопротивлением в полностью открытом положении. Применяются на магистральных нефте- и газопроводах, в системах теплоснабжения, водоподготовки, на объектах нефтехимической и энергетической промышленности.
Конструктивные особенности и классификация
По конструкции затвора задвижки делятся на клиновые, параллельные и шиберные. В клиновых задвижках уплотнительные поверхности расположены под углом, что обеспечивает герметичное перекрытие при давлении от 16 до 200 бар. Параллельные модели оснащаются двумя дисками с распорным элементом между ними. Шиберные задвижки (ножи) применяются для сред с включениями пульпы, шламы, сточные воды.
По типу привода различают:
- задвижки с выдвижным шпинделем резьба ходовой гайки находится вне корпуса, что исключает контакт с рабочей средой;
- задвижки с невыдвижным шпинделем резьба расположена внутри, компактны, подходят для ограниченного монтажного пространства;
- электроприводные задвижки для дистанционного управления на объектах с автоматизацией технологических процессов;
- пневматические и гидравлические приводы для быстрого перекрытия в аварийных системах.
Материалы исполнения и рабочие среды
Корпуса задвижек изготавливаются из чугуна (серого или высокопрочного), углеродистой стали (20, 25Л), нержавеющей стали (12Х18Н10Т, AISI 316) и легированных сплавов для агрессивных сред. Уплотнительные поверхности наплавляются коррозионно-стойкими материалами бронзой, латунью, нержавеющей сталью или эластомерами (EPDM, PTFE).
Рабочие параметры зависят от материала и конструкции:
| Материал корпуса | Рабочее давление, бар | Температура среды, C | Диаметр условного прохода DN, мм | Типичные среды |
|---|---|---|---|---|
| Чугун серый | от 10 до 16 | от 10 до +120 | от 50 до 600 | Вода, пар низкого давления |
| Сталь углеродистая | от 16 до 100 | от 40 до +425 | от 15 до 1200 | Нефть, газ, пар, горячая вода |
| Нержавеющая сталь | от 10 до 160 | от 60 до +350 | от 15 до 600 | Кислоты, щёлочи, пищевые среды |
Критерии выбора задвижки для инженерных систем
При подборе задвижки для конкретного узла трубопровода учитываются:
- условное давление PN от 10 до 250 бар в зависимости от класса арматуры;
- температурный диапазон эксплуатации от 60 до +565 C для специальных исполнений;
- диаметр условного прохода DN от 15 до 2000 мм;
- тип присоединения к трубопроводу: фланцевое (ГОСТ 12815, ГОСТ 33259), муфтовое, под приварку;
- герметичность затвора по классам А, В, С согласно ГОСТ 9544;
- коррозионная стойкость материала к составу рабочей среды.
Для систем с высокой частотой циклов открыто-закрыто (например, в технологических линиях нефтепереработки) предпочтительны задвижки с электроприводом и выдвижным шпинделем. Для агрессивных химических сред корпуса из нержавеющей стали с уплотнениями из PTFE. Для магистральных газопроводов стальные задвижки с классом герметичности А и давлением от 80 до 100 бар.
Вопросы и ответы
Чем отличается задвижка от шарового крана?
Задвижка перекрывает поток за счёт поступательного движения затвора перпендикулярно оси трубы, шаровой кран поворотом шара на 90. Задвижки имеют меньшее гидравлическое сопротивление в открытом положении, но большее время срабатывания и габариты.
Какие задвижки применяются для пара высокого давления?
Для пара с давлением от 40 до 100 бар и температурой до 425 C используются стальные клиновые задвижки с выдвижным шпинделем и наплавкой уплотнительных поверхностей из нержавеющей стали.
Какой материал корпуса выбрать для агрессивных сред?
Для кислот, щелочей и других агрессивных сред применяются задвижки из нержавеющей стали 12Х18Н10Т или AISI 316 с уплотнениями из PTFE (фторопласта).
Что означает класс герметичности А для задвижки?
Класс А по ГОСТ 9544 нулевая протечка в затворе при испытании водой или воздухом. Требуется для магистральных газопроводов и объектов повышенной опасности.