Запорная арматура трубопроводных систем¶

Запорная арматура трубопроводных систем — это класс трубопроводной арматуры, предназначенный для полного перекрытия или открытия потока рабочей среды в трубопроводе. В отличие от регулирующей и предохранительной арматуры, запорная арматура работает преимущественно в двух крайних положениях — «открыто» и «закрыто», а не для плавного изменения расхода. Она является наиболее массовым видом арматуры и применяется практически во всех отраслях: в нефтегазовой промышленности, энергетике, водоснабжении, химическом производстве, теплоснабжении и коммунальном хозяйстве.

¶Назначение и место в классификации

По функциональному признаку трубопроводную арматуру делят на несколько групп:

• запорная — перекрытие потока;
• регулирующая — изменение параметров потока;
• предохранительная — защита от превышения давления;
• обратная — предотвращение обратного тока среды;
• фазоразделительная и распределительная.

Запорная арматура занимает среди них первое место по объёму выпуска и номенклатуре. Основная её характеристика — герметичность затвора в закрытом положении и минимальное гидравлическое сопротивление в открытом.

¶Основные виды

¶Задвижки

Задвижка перекрывает поток перемещением затвора перпендикулярно оси трубопровода. Рабочая среда проходит через неё без изменения направления. Достоинства — малое гидравлическое сопротивление и возможность движения среды в обоих направлениях. Недостатки — значительная строительная высота и риск заклинивания затвора при загрязнённой среде.

¶Вентили (клапаны)

В вентиле затвор перемещается параллельно оси потока, а среда меняет направление. Такая конструкция обеспечивает высокую герметичность и плавность хода, но создаёт большее сопротивление. Вентили применяют для малых и средних диаметров, часто — на линиях, где требуется частая коммутация.

¶Краны

Кран имеет поворотный затвор (пробку или шар), перекрывающий поток при повороте на 90°. Шаровые краны получили наибольшее распространение благодаря компактности, быстроте срабатывания и надёжной герметичности. Их используют как на бытовых, так и на магистральных трубопроводах.

¶Дисковые поворотные затворы

Затвор в виде диска поворачивается вокруг оси, перпендикулярной потоку. Такие устройства компактны и дешевы, но обеспечивают герметичность несколько ниже, чем шаровые краны.

¶Конструктивные элементы

Типовая запорная арматура включает:

• корпус — несёт нагрузку от давления и соединяется с трубопроводом (фланцевым, резьбовым, сварным способом);
• затвор — подвижный элемент, перекрывающий проход;
• седло — поверхность, к которой прилегает затвор;
• привод — ручной (маховик, рукоятка), механический, электрический, пневматический или гидравлический;
• уплотнения — обеспечивают герметичность по отношению к внешней среде и по затвору.

¶Материалы и параметры

Материал корпуса выбирают исходя из рабочей среды, температуры и давления: чугун, углеродистая и легированная сталь, нержавеющие стали, латунь, полимерные материалы. Ключевые параметры арматуры — номинальный диаметр (DN), номинальное давление (PN), температура рабочей среды и класс герметичности. Для агрессивных сред применяют специальные покрытия и футеровку.

¶Применение

Запорная арматура устанавливается на вводах в здания, на ответвлениях, перед насосами и оборудованием, на границах участков трубопроводов. Она позволяет отключать отдельные участки для ремонта без остановки всей системы. В быту типичный пример — шаровые краны на водопроводе и газовых линиях.

¶Обслуживание

Арматура требует периодического осмотра, проверки герметичности, смазки подвижных частей и замены уплотнений. Для трубопроводов с частой коммутацией применяют приводы с дистанционным управлением. Неисправности — пропуск среды через затвор, заклинивание, износ седла — устраняют ремонтом или заменой узла.