Запорно-регулирующая арматура: принцип работы, виды и рекомендации
В статье описывается принцип работы запорно-регулирующей арматуры, а также представлены различные виды и их особенности. Кроме того, статья содержит рекомендации по выбору и установке запорно-регулирующей арматуры, а также по ее эксплуатации и обслуживанию. Этот материал будет полезен как специалистам в области инженерных систем, так и широкой аудитории, интересующейся данной тематикой.
Содержание:
1. Роль и принцип работы запорно-регулировочной арматуры в технических системах
1.1 Как работают запорно-регулировочные механизмы
2. Виды запорно-регулировочной арматуры и их особенности
2.1 Запорная арматура
2.2 Регулирующая и дросселирующая арматура
2.3 Предохранительная арматура
3. Основные параметры и характеристики запорно-регулировочной арматуры
3.1 Маркировка
4. Примеры применения запорно-регулировочной арматуры в различных отраслях
4.1 Шаровой кран — защитник спокойного проживания в доме
4.2 Дисковый затвор: визитная карточка — надёжность
5. Правила монтажа запорно-регулирующей арматуры
6. Рекомендации по выбору и эксплуатации
Запорно-регулирующая арматура — неотъемлемая составляющая трубопровода, которая позволяет управлять потоками перекачиваемых веществ путём изменения проходного сечения трубы. Регулирующие устройства необходимы для поддержания заданных параметров давления, контроля расхода рабочей среды, перемешивания сыпучих, жидких и газообразных продуктов в нужных пропорциях. Управление регулировочной арматурой в основном осуществляется электромеханическим способом по сигналу управляющего центра, куда поступают данные от датчиков, встроенных в техсистему. Ручное управление постепенно себя изживает.
Роль и принцип работы запорно-регулировочной арматуры в технических системах
Поскольку трубопроводные магистрали перекачивают различные материалы, регулировочные приспособления подбираются для конкретного случая с учётом специфики транспортируемой среды. Так арматура для водных трасс будет отличаться от запорных устройств для нефтепроводов. Кроме того, многообразие модификаций обуславливается тем, что запорно-регулирующая арматура требуется на множестве предприятий:
- металлургических, химических, сталеплавильных заводах;
- очистных сооружениях, городских водопроводах;
- нефтяных и газовых месторождениях;
- системах кондиционирования, газоснабжения, отопления.
Запорную арматуру устанавливают на всех ответвлениях от основной магистрали, что позволяет оперативно проводить сервисный ремонт или ликвидировать последствия аварии. В число популярных устройств входят шаровые краны, дисковые поворотные затворы, шиберные задвижки, мембранные и шаровые клапаны. Их монтируют на трубопроводах, резервуарах, других расходных агрегатах.
Как работают запорно-регулировочные механизмы
Функционирование устройств запорно-регулирующего назначения происходит по похожему принципу. Действие механизмов направлено на полное перекрытие либо ограничение потока проходящей среды. Между собой они различаются лишь конструктивным исполнением и типом перекрывающего движение элемента, в качестве которого выступает диск, шибер, шар или мембрана. Рассмотрим подробнее на примере шиберной задвижки, которую чаще других используют при перекачивании высокотемпературных жидкостей.
Конструкция изделия напоминает шлюз. Регулирование идущей по трубам жидкой или газообразной массы осуществляется путём «разрезания» металлической пластиной — шибером. Принцип работы задвижки заключается в том, что при повороте вентиля в положение «закрыто», шибер опускается и перекрывает поток.
Виды запорно-регулировочной арматуры и их особенности
По характеру выполняемых функций запорно-регулирующие механизмы разделяются на две группы:
- основная, в которую входят регулирующие, запорные и предохранительные устройства;
- дополнительная, объединяющая распределительные, смесительные, защитные, контрольные приборы.
Запорная арматура
Свыше 80% огромной номенклатуры трубопроводной арматуры составляют запорные краны, вентили, задвижки и затворы, предназначенные для периодического включения и выключения потоков. Изделия, которые допускаются к работе, отвечают требованиям ГОСТа 54808-2011 и классам герметичности — А, В, С, D, выдерживают рабочее давление 2,5 Мпа, обладают высокой механической прочностью:
- рассчитаны на 2500 циклов;
- сохраняют рабочие свойства до 50 лет;
- работают в температурном диапазоне от -10 до +80°С.
Запорные вентили, задвижки и краны используют для перекрытия потоков при возникновении неординарной ситуации, подключении новых линий и ответвлений.
Регулирующая и дросселирующая арматура
Основное предназначение регулировочных и дроссельных устройств — изменение либо поддержание заданных параметров давления и расхода среды в ёмкости или трубопроводе. В категорию входят вентили, клапаны, регуляторы питания и охладители пара. В зависимости от функциональной специфики изделия разделяются на подвиды — смешивающие, ограничительные, разделяющие. Большинство моделей производители выпускают с электро- или пневмоприводном, что позволяет максимально быстро реагировать на команды датчиков, отключение и включение производить в автономном режиме.
Предохранительная арматура
Изготовленные по ГОСТу импульсные, аварийные и обратные клапаны, расширительные баки и регуляторы давления считаются гарантом надёжности и безопасности трубопровода. Такие клапаны ставят в сетях, которые транспортируют жидкие, газо- и парообразные вещества под давлением. Предохранительная арматура выполняет контроль работоспособности всего трубопровода, предупреждает выход из строя и разрывы отдельных элементов при внезапных скачках давления. Защитный клапан полностью срабатывает, как только показатель повышается на 10-15%.
Кроме того, клапаны безопасности решают ряд экономических задач посредством сброса избыточного давления за счёт удаления части транспортируемой среды:
- автоматически предупреждают порчу и продлевают период эксплуатации дорогостоящего оборудования;
- исключают поломки компрессоров, нагревателей, насосных станций;
- устраняют угрозу возникновения экологических катастроф.
После восстановления нормального давления предохранительные механизмы препятствуют дальнейшим потерям перекачиваемой среды и обеспечивают герметичность техсистемы.
Основные параметры и характеристики запорно-регулировочной арматуры
Параметры, нормы и характеристики защитной и регулирующей арматуры излагаются в Правилах Ростехнадзора, отражаются в маркировке товаров. Созданные с учётом специфики и важности трубопроводных сетей запорные и регулирующие элементы отвечают следующим требованиям:
- имеют указанную пропускную характеристику, осуществляют точность регулирования;
- создают герметичность затвора с обеих сторон постоянно и в экстремальных ситуациях;
- обладают минимальным гидравлическим сопротивлением, чистотой и коррозионной стойкостью проточной поверхности;
- не издают шума свыше 85 дБ в радиусе 1 м;
- выдерживают частые пуски и остановки оборудования, кратковременные и постоянные скачки давления, крутящие моменты и усилия.
Диаметры фланцев затвора отвечают принятым в России размерам труб и резьбовых соединений. В изделиях недопустимы застойные полости и мешающие свободному ходу запорного элемента деформации. Зачастую деформированный корпус становится причиной протечек и поломок устройства.
Маркировка
Согласно ГОСТу Р 53672-2009, готовая к эксплуатации трубопроводная арматура в обязательном порядке подвергается проверке на выявление заводских дефектов и последующей маркировке, в которой указывают:
- наименование и номер продукта в таблице стандартов ЦКБА, товарный знак изготовителя;
- условный проход, номинальное давление, характеристики размеров;
- направление потока стрелкой;
- материалы производства корпуса и уплотнителя.
По цветовой маркировке можно распознать, из какого металла изготовлен корпус. Черный цвет символизирует чугун, синий — легированную сталь с добавкой молибдена или хрома, серый — углеродистую сталь. Маркировочные цифры и знаки помогут разобраться в характеристиках изделий, выбрать подходящие по цене и размерным параметрам задвижки, вентили или краны. Для изделий из полипропилена указывают максимальную температуру среды.
Примеры применения запорно-регулировочной арматуры в различных отраслях
Комфорт в повседневной жизнедеятельности людей напрямую зависит от бесперебойного функционирования трубопроводов, которые их окружают. В свою очередь мелкие и крупномасштабные трубопроводные системы не могут существовать без запорно-регулирующей арматуры. По направлению действия изделия разделяют на три группы:
- спускные или дренажные;
- защитные предохранительные для сброса рабочего вещества из трубопроводов, радиаторов и резервуаров;
- контрольные для управления потоками.
Работающие по простому принципу «открыто-закрыто» вентили, шаровые краны, клапаны и задвижки применяют в быту, производственных и хозяйственных отраслях. Каждый тип устройств выполняет определённую функцию.
Шаровой кран — защитник спокойного проживания в доме
Самыми применяемыми в быту можно смело назвать регулирующие устройства, рабочим элементом в которых выступает шар. В огромном ассортименте владельцы собственного жилья могут подобрать полнопроходной или неполнопроходной шаровой кран для собственных нужд. Универсальные детали безупречно справляются с перекрытием потока и отсеканием части трубы, подходят для монтажа на домашних водопроводных и газовых магистралях.
Основные плюсы популярных кранов — выносливость, высокая степень герметичности и устойчивость к износу. Главное, в процессе эксплуатации нужно помнить, что кран может быть либо полностью открыт, либо закрыт. Для этого нужно повернуть ручку на 90 градусов. Середины нет. Для регулирования потока прибор не приспособлен. Среднее положение может привести к деформации и нарушению герметичности.
Дисковый затвор: визитная карточка — надёжность
По востребованности дисковые затворы стоят на одной позиции с шаровыми кранами. Надёжные высокоэффективные приборы используют в тепло-, газо- и водоснабжении, вентиляции и кондиционировании помещений. Без комфортных в применении затворов не обходятся такие отрасли, как гидроэнергетика, газораспределение, нефтехимия. Устройства с дисковым запорным элементом выбирают для систем пожаротушения, перекачивания абразивных и слабоагрессивных продуктов.
Правила монтажа запорно-регулирующей арматуры
Функционирование, безопасность эксплуатации и период работоспособности отдельных компонентов и всего трубопровода в целом во много зависят от грамотного проведения монтажных работ. Установку запорных и регулировочных элементов должны выполнять по инструкции аттестованные мастера, которые сдали экзамен по аккредитации.
Общие правила подготовки и монтажа запорно-регулирующей арматуры включают следующие моменты:
- Подготовительный этап. Очистка трубопровода от посторонних предметов и загрязнений.
- Подготовка фланцев, проверка соответствия размерам, чистоты и целостности контактной поверхности.
- Выбор места установки арматуры. В идеале — это прямолинейный участок без изгибов и поворотов, что помогает избежать перегрузок, провоцирующих нарушение герметичности стыков.
- Устройство и фиксация опор по необходимости.
Монтаж механизмов осуществляется с помощью фланцевых соединений и сварки. Приварная арматура требует аккуратности, опыта и мастерства установщика, так как плоскости должны строго сохранять параллельность по отношению друг к другу. Если изделия маркированы стрелкой направления среды, это обязательно нужно учитывать при установке. Затяжку резьбовых соединений производят поэтапно без приложения максимального усилия. Болтовые, шпилечные и винтовые соединения перед монтажом смазывают графитовой смазкой. Для дисковых затворов, шаровых кранов, задвижек и обратных клапанов существуют свои требования и правила установки.
Рекомендации по выбору и эксплуатации
Планируя покупку арматуры для домашних сетей газо- и водоснабжения, важно понимать, что от правильного выбора зависит безопасность проживания, безотказная работа бытовых машин и сантехники. Первый совет инженера по этому поводу гласит, что необходимо покупать только приборы отличного качества от проверенных производителей. Экономия в этом случае неуместна, поэтому приобретать подержанные устройства на рынке не стоит.
При этом надёжнее отдавать предпочтение прогрессивным устройствам. В отличие от устаревших вентилей и стандартных задвижек, дисковые затворы и шаровые краны не будут доставлять проблем в период эксплуатации и прослужат дольше. На сегодняшний день это лучшая защита от протечек и «потопов». Тем не менее домашние трубопроводы, как промышленные собратья, нуждаются в тщательном осмотре хотя бы 1-2 раза в месяц.