Характеристики трубопроводной арматуры

97

Дата актуализации: 

22.12.2023

Тип арматуры характеризует направление перемещения запирающего или регулирующего элемента относительно потока среды. Он определяет основные конструктивные особенности арматуры. ГОСТ 24856 установлены следующие типы трубопроводной арматуры:

- задвижка;

- клапан (вентиль);

- кран;

- дисковый затвор (заслонка).

Рис.1 Принцип работы задвижки и клапана

У задвижки и клапана запирающий или регулирующий орган перемещается линейно. При этом: у задвижки он движется перпендикулярно оси потока (рис.1, а), у клапана - параллельно оси потока (рис.1, б). В отличие от них, запорный орган крана и затвора вращается. У крана он представляет собой тело вращения (рис.2, а), которое поворачивается вокруг своей оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока. Ну и, наконец, у затвора запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска (рис.2, б), поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к оси потока. 

Рис.2 Принцип работы крана и затвора 

Типов арматуры всего четыре, но они определяют все великое многообразие выпускаемых промышленностью изделий.

Характеристики арматуры

К основным техническим параметрам трубопроводной арматуры относятся номинальный диаметр DN и номинальное давление PN.

Рис.3 Условный проход

Номинальный диаметр арматуры (условный проход D_y) приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода в миллиметрах (рис.3). Регламентирует ряд условных проходов ГОСТ 28338 «Соединения трубопроводов и арматура. Проходы условные (размеры номинальные). Ряды».

Рис. 4 Ряд условных проходов

На сетях газораспределения и газопотребления применяют трубы и арматуру номинальным диаметром от 10 до 800 мм (рис.4). Есть промежуточные варианты: 350, 450 мм, но их обычно не проектируют. Больше 800 мм диаметры встречаются редко. Из труб условным проходом 10 строят импульсные газопроводы на промышленных объектах, котельных, пунктах редуцирования газа. Опуск к газовой плите делается DN 15, а к котлу – DN20. Если труба условным проходом 15, то и кран на ней монтируется с таким же номинальным диаметром. В ПРГ в большинстве случаев применятся арматура условным проходом до 200 включительно. Интересный факт: согласно ГОСТ 28338 самый большой номинальный диаметр арматуры составляет 4000. То есть 4 метра. Это реально много. Например, шаровой кран для магистрального газопровода DN 1400 имеет высоту 5,5 метров, а весит более 25 тонн.

Рис.5 Ряд условных давлений 

Номинальное давление PN (условное давление Р_у) – наибольшее избыточное давление при температуре рабочей среды 20 ⁰С, при котором обеспечивается заданный срок службы корпусных деталей арматуры. Ряд номинальных давлений устанавливается ГОСТ 26349 «Соединения трубопроводов и арматура. Давление номинальное (условное). Ряды». Для газовых сетей применяется арматура от PN 0,1 до PN 16 (рис.5). Можно использовать арматуру с большим номинальным давлением, но она дороже. Цифры, стоящие за символами PN, обозначают давление в кгс/см², как было ранее, либо в МПа в принятой в настоящее время в России системе СИ. На сегодняшний день производители обязательно указывают единицу измерения номинального давления, например, кран шаровой PN 10,0 МПа.

Рабочим давлением Р_р называется наибольшее избыточное давление, при котором возможна длительная работа арматуры при выбранных материалах и заданной температуре.

Присоединение арматуры

Арматура монтируется на газопровод неразъемными и разъемными соединениями, которые бывают:

- муфтовыми - присоединительные патрубки с внутренней резьбой;

- фланцевыми - фланцы для присоединения к трубопроводу или оборудованию;

- цапковыми- присоединительные патрубки с наружной резьбой и буртиком;

- межфланцевыми – устанавливается между фланцами трубопровода;

- приварными – присоединение к трубопроводу с помощью сварки.

Резьбовые соединения, муфтовые и цапковые, применяются при небольших условных проходах, обычно до 50 мм. Подробно о них рассказано ранее.

Рис.6 Межфланцевый затвор

Фланцевое соединение характеризуется прочностью и применяется в широком диапазоне давлений и диаметров. Возможен многократный монтаж и демонтаж, но при ослаблении затяжки теряется герметичность соединения. Про фланцевые соединения также рассказано ранее. У межфланцевого арматуры, часто именуемой стяжной, отсутствуют фланцы (рис.6). Соединение входного и выходного патрубков с фланцами на трубопроводе производится с помощью шпилек с гайками, которые проходят вдоль корпуса арматуры.

Рис.7 Приварная арматура

При монтаже арматуры с помощью сварки (рис.7) достигается надежная герметичность, поэтому соединение требует минимум обслуживания. Но замена такой арматуры является сложной операцией, требующей выполнения сварочных работ. Сварные соединения в настоящее время применяются все чаще, особенно на наружных газопроводах. Такой способ установки является единственно возможным при установке подземной арматуры без колодца. Он гарантирует прочность и герметичность сварных швов на весь период эксплуатации газопровода.

Маркировка и окраска

Трубопроводная арматура должна иметь маркировку на корпусе и отличительную окраску.

Рис.8 Маркировка арматуры

Маркировка должна содержать товарный знак завода-изготовителя (рис.8, а), а также условное давление, условный проход и указатель направления потока – стрелку (рис.8, б). Стрелку наносят, если это необходимо: на вентиль, регулятор давления или запорный клапан. Для крана, задвижки или затвора при монтаже направление потока не имеет значения.

В зависимости от материала корпуса арматуру, устанавливаемую на газовых сетях, окрашивают в отличительный цвет в соответствие с таблицей 1.

Таблица 1

Материал, из которого изготавливается запорная арматура, выбирают в зависимости от температуры окружающей среды и давления газа (таблица 2).

Таблица 2

Области применения различных типов запорной арматуры на газопроводах природного газа приведены в таблице 3.

Таблица 3

Классификация запорной арматуры

Условное обозначение запорной арматуры, разработанное в Центральном конструкторском бюро арматуры (ЦКБА), представлено на рисунке 9.

Кстати, ЦКБА было основано в 1945 году. Создавало арматуру для ядерных объектов, в том числе атомных реакторов. В 1956 году впервые в СССР для химической промышленности сконструирована арматура на давление 200 МПа. В настоящее время Центральное конструкторское бюро арматуры производит продукцию для АЭС, нефтегазовой и химической промышленности, вооруженных сил.

Рис.9 Условное обозначение запорной арматуры

В качестве примера представим условные обозначения широко применяемых на газовых сетях запорных устройств:

- 30ч47бк – задвижка чугунная с невыдвижным шпинделем с клиновым затвором;

- 30ч7бк – задвижка чугунная параллельная с выдвижным шпинделем;

- 30с41нж – задвижка стальная клиновая с выдвижным шпинделем, уплотнительные кольца затвора из нержавеющей стали;

- 11ч3бк – кран чугунный натяжной;

- 11Б12бк – кран латунный пружинный;

- 11б27п – кран латунный шаровый, уплотнительные кольца выполнены из пластмассы;

- 15кч16п – вентиль из ковкого чугуна, запорный орган имеет уплотнительное кольцо из пластмассы.

Многие заводы-изготовители запорной арматуры дают собственные названия запорной арматуре. Например, аббревиатура ЗКЛ2 расшифровывается как задвижка клиновая. Она является аналогом задвижки 30с41нж. Для шаровых кранов часто применяют такие наименования, как КШ (кран шаровой), ГШК (газовый шаровой кран) и другие.

Паспорт арматуры

В паспорте на трубопроводную арматуру указывается:

- наименование и адрес завода-изготовителя;

- условное обозначение;

- тип и марку арматуры, нормативный документ, по которому изготовлена арматура (ГОСТ, ТУ);

- номер и дату выдачи сертификата;

- условный проход, условное и рабочее давление;

- габариты и массу изделия;

- вид привода;

- вид и температуру рабочей среды;

- класс герметичности затвора;

- материал основных деталей изделия.

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь