Какие виды трубопроводной арматуры лучше использовать – характеристики, преимущества, сфера применения

Содержание:

Трубопроводная сеть независимо от назначения является серьезной инженерной конструкцией. Каждой детали в этой системе отводится определенная функция: качество и безопасность конструкции, а также ее бесперебойная работа. Однако помимо труб магистраль имеет различную арматуру.

Эти элементы имеют разную конструкцию, которая зависит от сложности детали, материала ее изготовления, вида и назначения, деталь может быть стальной, чугунной, латунной или пластиковой, поэтому и применяется для систем, выполненных из аналогичных материалов. Классификация и виды арматуры трубопроводов помогает разобраться с вопросом, что представляют собой эти детали.

Описание и классификация деталей

По трубопроводу направляется поток веществ, имеющих разное состояние: жидкое, газообразное или порошкообразное. Кроме того рабочая среда может иметь различное давление, температуру, мощность и физико-химическое состояние. Арматура трубопроводная представляет собой механизм, который изменяет сечение трубопровода для организации движения рабочей среды. С помощью этого элемента системы поток веществ регулируется, отключается, смешивается, сбрасывается или распределяется по нужным направлениям.

Элементы для трубопроводов классифицируется по нескольким критериям:

Функциональное назначение

В зависимости от выполняемой функции изделие может быть следующих видов:

• Запорная. При закрытии крана, вентиля или задвижки полностью прекращается движение рабочей среды. Запорная арматура позволяет веществу двигаться без ограничения при открытии соответствующих механизмов. Необходимость открытия или закрытия движения потока по трубопроводу чаще всего возникает по техническим причинам. Классификация видов запорной арматуры для трубопроводов также включает элементы, предназначенные для спуска вещества из емкости или поступления его в контрольно-измерительные приборы (подробнее: "Какая запорная арматура для трубопроводов есть на рынке и какую лучше использовать").
• Регулирующая. С помощью различных вентилей, конденсатоотводчиков и клапанов можно регулировать температуру, давление, напор или уровень рабочей среды. Регулирующие механизмы позволяют контролировать расход транспортируемого вещества. Предохранительная. При значительном повышении давления транспортируемых веществ автоматически срабатывают предохранительные клапаны или мембранные предохранители. В результате сбрасывается избыток рабочей среды.
• Защитная. В случае непредвиденного изменения параметров транспортируемых веществ отключается оборудование или участок магистрали, а также блокируется обратный ток рабочей среды. В результате основная магистраль и механизмы остаются защищенными. В качестве защитной арматуры используются пневмозадвижки, обратные и отсечные клапаны.
• Фазоразделительная. Такая арматура делит вещества, которые имеют разную фазу состояния. Например, отделение конденсата, масел, газов или воздуха.
• Распределительно-смесительная. С помощью специальных кранов или клапанов потоку рабочей среды задается определенное направление. А с помощью смесителей несколько потоков соединяются в один.
• Контрольная. Сюда относятся датчики уровня и пробко-спускные краны, которые контролируют уровень транспортируемого вещества и его движение.

Способы управления

Совет:
Не делайте ОШИБКИ в расчётах!
Используйте строительные калькуляторы онлайн - расчёт строительных материалов и конструкций для ремонта и стройки быстро и точно.

По типу управления определяется два вида арматуры:

• Автоматическая. Такие механизмы приводятся в действие автономно без участия человеческого фактора.
• Ручная. Для приведения в действие такого механизма необходимо выполнить некоторые манипуляции руками или с помощью привода. Большинство видов арматуры для труб, имеющих диаметр менее 40 см, управляется с помощью ручного привода. Такие действия протекают очень медленно и требуют огромных физических затрат.

Способы соединения с трубопроводом

Соединение арматуры и трубопровода может выполняться несколькими способами:

• Муфтовое соединение. Для такого способа используют муфты с внутренней резьбой. Способ можно применять на изделиях из металлопластика, полиэтилена и полипропилена. Диаметр трубы для муфтового соединения не должен превышать 8 см, а давление рабочей среды – 10 атмосфер.
• Фланцевое соединение. Для такого соединения используется болтовая стяжка. Это позволяет неоднократно выполнять сборку и разбор соединения для очистки арматуры или для ремонтных работ. Болтовые крепления требуют периодического осмотра, так как имеют свойство ослабевать в процессе эксплуатации.
• Соединение под приварку. Стыковка деталей с помощью сварки в раструб или встык считается самой надежной и герметичной, поэтому используется на трубопроводах, транспортирующих опасные вещества.
• Цапковое соединение. Мелкие детали, работающие в условиях высокого давления, соединяются с помощью патрубков с наружной резьбой.
• Штуцерное соединение. Трубопроводы, элементы для которых имеют диаметр менее 15 мм, соединяются с помощью штуцера.

Способ герметизации

Герметизация механизмов выполняется несколькими способами:

• Сальниковое уплотнение достигается с помощью сальниковой набивки, которая представляет собой волокна асбеста или пеньки, пропитанные герметиком.
• Мембранная герметизация достигается за счет мембраны, уложенной между крышкой и корпусом арматуры.
• Сильфонная герметизация предполагает использование сильфонной сборки для уплотнения подвижных элементов.
• Шланговая герметизация требует наличия в конструкции эластичного шланга, который при зажиме надежно отсекает поток.

Область использования

Арматура трубопроводная может использоваться на разных магистралях.

В связи с этим различают следующие ее виды:

• Специальную арматуру производят по конкретному заказу для выполнения специализированных задач. Такая деталь находит применение при лабораторных исследованиях и испытаниях, в оборонном комплексе и на АЭС.
• Механизм общего назначения выпускается сериями, используется в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и других отраслях (прочитайте также: "Какая бывает промышленная трубопроводная арматура – виды и характеристики").
• Пароводяные изделия применяются на трубопроводах, работающих с водой.
• Газовая арматура необходима для систем газоснабжения, которым предъявляются высокие требования пожарной безопасности. Имеет надежное плотное соединение элементов.
• Нефтяная - устанавливается на трубопроводы, транспортирующие нефть и продукты ее переработки. Изделия достаточно устойчивы к агрессивной среде.
• Химическая - производится из материалов, устойчивых к окислению. Изделия предназначены для трубопроводов с агрессивными транспортируемыми веществами, относящихся к химической промышленности.
• Энергетическая трубопроводная - применяется на энергетических котлах, установках и турбинах, рабочая среда которых имеет повышенное давление (300 атмосфер) и высокую температуру пара (500⁰С).
• Судовые изделия находит применение в судостроении и морских сооружениях, которые работают в суровых морских условиях.
• Резервуарные детали монтируются на емкости для необходимого сброса транспортируемых веществ.

Способ перемещения рабочего механизма

В зависимости от способа перемещения рабочего механизма выделяют следующие виды арматуры для трубопроводов:

• Краны – запирающие элементы с телом вращения, перемещение которого осуществляется движением вокруг своей оси. Может располагаться произвольно по отношению к направлению потока.
• Задвижки – элементы, которые регулируют или запирают направление потока, перемещаясь поперек основного потока.
• Затворы или заслонки – элементы, выполненные в виде диска, который может вращаться вокруг своей оси перпендикулярно или под углом к потоку.
• Вентили – детали, у которых запирающие и регулирующие элементы посажены на шпиндель. При их возвратно-поступательном движении параллельно потоку перекрывается сечение в горизонтальной плоскости. Рабочая среда для такой арматуры может быть жидкой или газообразной. Вентили бывают клапанными и шаровыми.

Условное давление рабочей среды

По условному давлению арматура делится на несколько видов:

• Вакуумная - необходима для изоляции вакуумной камеры или ее части от системы откачки.
• Арматура абсолютного давления применяется на оборудовании с целью измерения давления до 0,1 МПа.
• Детали малого давления, менее 1,6 МПа, используются на металлопластиковых, полиэтиленовых и полипропиленовых водопроводах бытового назначения.
• Арматура среднего давления, менее 10 МПа.
• Изделия высокого давления, меньше 100 МПа.
• Механизм сверхвысокого давления, свыше 100 МПа.

Рабочая температура

В зависимости от температуры транспортируемого вещества арматура делится на следующие виды:

• Криогенная – для работы при температуре ниже -150⁰С.
• Арматура холодильного оборудования – для температуры от -60 до -150⁰С.
• Низкой температуры – от -20 до -60⁰С.
• Средней температуры – не более 400⁰С.
• Высокой температуры – в пределах 600⁰С.
• Жаростойкая арматура может работать в среде, температура которой выше 600⁰С.

Фланцевая арматура для трубопроводов

Фланцы на арматурной конструкции играют роль элементов крепления, которые представляют собой металлические плоские кольца или диски с просверленными по периметру отверстиями.

Болты или шпильки вставляются в эти отверстия и затягиваются, при этом образуется достаточно прочное соединение. Фланцевая арматура представлена различными видами трубопроводных изделий, имеющих подобное соединение. Предназначена для установок, в которых давление и температура рабочей среды имеет широкий диапазон.

Фланцевое соединение позволяет многократно разбирать и собирать арматуру для ревизии или ремонта. Арматурные фланцы имеют конструкцию и размеры, соответствующие требованиям ГОСТ. Фланцы, которые являются частью арматуры, могут быть отлиты из чугуна или стали. Для соединения на трубе приваривают фланец из аналогичного материала.

Детали фланцевого типа используются для трубных изделий, диаметр которых превышает 5 см. Такие элементы соединения имеют значительный вес и большие габариты. Изделия не боятся перепадов давления и выдерживают температуру до 400⁰С. Фланцевая арматура может располагаться в любом положении.

Соединительная трубопроводная арматура

При монтаже трубопровода может возникнуть ситуация, когда необходимо соединить трубы из отличающихся материалов, имеющих разный диаметр или встроить фланцевый элемент на важном участке, где может произойти авария. На этот случай существует соединительная арматура в виде фланцевых адаптеров, хомутов, заглушек, крестовин и тройников. В конструкции этих деталей отсутствует запорно-регулирующий механизм.

Используя такие виды трубопроводной арматуры, можно в короткие сроки выполнить монтаж системы, заменить детали, провести ревизию или ремонт трубопровода. Способ стыковки соединительной арматуры с трубой выбирается в зависимости от вида трубы и ее назначения. Металлопластиковые изделия соединяют обжимным способом, полипропиленовые – методом сваривания.

В обоих случаях получается надежное, герметичное соединение. Соединительная арматура выпускается диаметром 25-2020 мм и может использоваться на трубопроводах, в которых давление рабочей среды варьируется в пределах 1-4 МПа. Для изготовления деталей может использоваться сталь, чугун или пластик. Готовые изделия имеют резьбовой, фланцевый или обжимной тип стыковки.

Трубопроводная арматура из нержавеющей стали

Особо стоит отметить соединительную трубопроводную арматуру из нержавеющей стали. Такие элементы отличаются прочностью, устойчивостью к коррозии, износу. Они могут работать в агрессивной среде и при различной температуре. Все эти свойства позволяют использовать детали в различных отраслях промышленности, включая АЭС.

Нержавеющая сталь позволяет получить совершенно другие изделия, которые не вступают в реакцию с транспортируемыми веществами. Это особенно важно для деталей, которые устанавливаются на трубопроводы пищевой промышленности. Чистота материала с экологической стороны дает возможность включать нержавеющую арматуру в трубопроводы, транспортирующие чистую воду, молоко и алкогольную продукцию.

Не исключается возможность применения элементов из нержавеющей стали в системах бытового назначения.

Арматура для трубопроводов на АЭС

Атомные электростанции относятся к производствам повышенной опасности. Поэтому оборудование на объектах должно функционировать с особой точностью.

К монтажу механизмов на АЭС предъявляются особые требования:

• Детали устанавливают таким образом, чтобы направление рабочей среды совпадало с указательной стрелкой на корпусе.
• Арматура применяется в строгом соответствии назначению.
• Любой узел системы должен иметь зону свободного доступа.
• Арматуру высоких температур необходимо закрывать теплоизолирующей конструкцией съемно-разборного типа.

Элементы для металлопластиковых трубопроводов

На трубопроводах из металлопластика арматура играет роль регулятора потока рабочей среды при разводке труб к различным приборам. Это могут быть разные виды кранов, вентилей, клапанов, смесителей, которые могут работать при температуре не выше 95⁰С и давлении до 16 атмосфер.

Арматура для труб из полиэтилена

На ПЭТ трубы устанавливаются детали из аналогичного материала или из латуни. Такие краны, вентили и заслонки могут работать при температуре до 80⁰С и давлении меньше 16 атмосфер. Соединение полиэтиленовой арматуры с основным трубопроводом выполняется сварным методом, в результате которого получается надежный и герметичный стык.

Аналогичными свойствами обладает арматура для труб из ПВХ.

Маркировка трубопроводной арматуры

На каждой детали указана маркировка трубопроводной арматуры, в которой указаны ее основные параметры: вид арматуры, материал для ее изготовления, конструктивное исполнение и много другое.

Все обозначения собраны в единый каталог, который закреплен ГОСТ.

Каждый вид трубопроводной арматуры разрабатываются для определенной цели, чтобы обеспечить бесперебойное и безопасное функционирование систем разного назначения, принадлежащих всем сферам деятельности. Обозначение трубопроводной арматуры помогает сделать правильный выбор этих деталей.