Трубопроводные сети, независимо от их предназначения, являются сложными инженерными конструкциями, в которых каждая деталь выполняет специальную функцию и отвечает за надежность, безопасность и бесперебойность работы всей сети. Однако, для полноценного функционирования трубопроводов является необходимой не только сама труба, но и такой элемент, как арматура. Разнообразие ее конструкционных решений, материалов изготовления (сталь, чугун, латунь, пластик) и призначений может быть очень значительным. Арматура применяется в системах из стали, металлопластика, полиэтилена, полипропилена. В этой статье мы расскажем о разнообразных видах арматуры для трубопроводов.
Прежде чем описывать различные виды трубопроводной арматуры и ее применение, необходимо разобраться, что представляют собой такие элементы.
Трубопроводная арматура - это устройства, которые устанавливаются на трубопроводах и предназначены для выполнения различных функций - управление, регулирование, защита, контроль и многие другие. Для более наглядного описания арматура подразделяется на разделы с учетом эксплуатационных свойств, функций и назначения. Стандарт определений и терминов по трубопроводной арматуре - ГОСТ 24856-2014, принят в 2014 году, разработан совместно Россией, Беларусью, Арменией, Кыргызстаном, Узбекистаном и Украиной. Данный межгосударственный стандарт включает в себя определения и термины, а также классификацию трубопроводной запорной арматуры, охватывая значительное количество основных видов.
По выполняемым функциям арматура может быть классифицирована следующим образом:
1. Запорная арматура - позволяет герметично перекрыть поток вещества в магистрали при закрытии, а также обеспечивает безпрепятственный проход при открытии механизма (крана, вентиля, заслонки, задвижки). Необходимость в использовании данного типа арматуры возникает периодически в соответствии с техническими требованиями. К запорной арматуре относятся также элементы для слива рабочей среды из резервуара или для подачи в контрольно-измерительные приборы.
2. Регулирующая арматура - позволяет изменять параметры температуры, давления, напора, уровня, расхода транспортируемого вещества (вентиля, регуляторы уровня, самодействующие клапаны, конденсатоотводчики). Редукционная или дроссельная арматура служит для регулирования давления путем создания гидравлического сопротивления.
3. Предохранительная арматура - автоматически срабатывает при превышении нормативного давления, защищая систему от аварийных ситуаций. Во время срабатывания происходит сброс избыточного давления (предохранительные клапаны, мембранные предохранители, перепускные клапаны).
4. Защитная арматура - блокирует трубопровод или обрушивается в случае возникновения аварийных изменений параметров (обратные клапаны, отсечные клапаны).
5. Фазоразделительная арматура - рассматривает разделение проводимой среды на различные фазы состояния (отделение конденсата, масла, газа).
6. Распределительно-смесительная арматура - направляет поток вещества в заданных направлениях или смешивает несколько потоков в единую массу (распределительные краны, смесители, трехходовая арматура).
7. Контрольная арматура - предназначена для измерения уровня, скорости движения транспортируемой массы (датчики уровня, пробко-спускные краны).
По способу управления арматуру можно классифицировать следующим образом:
1. Управляемая арматура - активируется путем ручного управления или с помощью механических (пневматических, гидравлических, электрических, электромагнитных) приводов. Дистанционное управление может осуществляться через специальные установленные приводы, соединенные валами, тросами или зубчатыми колесами. Большинство изделий, предназначенных для трубопроводов с диаметрами не более 400 мм, управляются вручную, однако этот процесс может требовать значительных усилий и занимать продолжительное время.
2. Автоматическая арматура - действует автономно под воздействием рабочей среды или благодаря автоматическим устройствам.
По способу соединения с трубопроводом арматура может быть классифицирована следующим образом:
1. Муфтовое соединение - осуществляется с помощью муфты с внутренней резьбой и применяется для трубопроводов диаметром не более 80 мм и рабочим давлением 10 атм, подходит для металлопластиковых, полиэтиленовых, полипропиленовых труб.
2. Фланцевое соединение - обеспечивает крепкое соединение с болтовой стяжкой. Фланцевая стыковка может многократно разбираться и собираться для проведения ремонтных работ и чистки арматуры. Однако такое соединение требует периодической проверки креплений, так как они могут ослабевать.
3. Приварное соединение - детали арматуры соединяются сварочными швами либо в раструб, либо встык. Такой способ соединения является наиболее надежным и герметичным, поэтому применяется при транспортировке опасных веществ. Соединение может быть дополнено применением подкладного кольца для устранения возможного смещения деталей. Этот способ соединения широко используется при прокладке трубопроводов для атомных электростанций.
4. Цапковое соединение - используется для соединения элементов небольшого размера, работающих под высоким давлением, путем присоединения присоединительных патрубков с наружной резьбой и буртиком.
5. Штуцерное соединение - применяется для арматуры диаметром не более 15 мм в лабораторных трубопроводах, где осуществляется резьбовое соединение.
По методу герметизации арматура может классифицироваться следующим образом:
1. Сальниковая герметизация - обеспечивается за счет контакта штока и шпинделя с сальниковой набивкой.
2. Мембранная герметизация - обеспечивается за счет использования мембраны - эластичного диска, который помещается между крышкой и корпусом арматуры.
3. Сильфонная герметизация - арматура имеет подвижные элементы, которые уплотняются сильфонным узлом - гофрированной трубкой. Прежде чем описывать различные виды трубопроводной арматуры и ее применение, необходимо разобраться, что представляют собой такие элементы.
Трубопроводная арматура - это устройства, которые устанавливаются на трубопроводах и предназначены для выполнения различных функций - управление, регулирование, защита, контроль и многие другие. Для более наглядного описания арматура подразделяется на разделы с учетом эксплуатационных свойств, функций и назначения. Стандарт определений и терминов по трубопроводной арматуре - ГОСТ 24856-2014, принят в 2014 году, разработан совместно Россией, Беларусью, Арменией, Кыргызстаном, Узбекистаном и Украиной. Данный межгосударственный стандарт включает в себя определения и термины, а также классификацию трубопроводной запорной арматуры, охватывая значительное количество основных видов.
По выполняемым функциям арматура может быть классифицирована следующим образом:
1. Запорная арматура - позволяет герметично перекрыть поток вещества в магистрали при закрытии, а также обеспечивает безпрепятственный проход при открытии механизма (крана, вентиля, заслонки, задвижки). Необходимость в использовании данного типа арматуры возникает периодически в соответствии с техническими требованиями. К запорной арматуре относятся также элементы для слива рабочей среды из резервуара или для подачи в контрольно-измерительные приборы.
2. Регулирующая арматура - позволяет изменять параметры температуры, давления, напора, уровня, расхода транспортируемого вещества (вентиля, регуляторы уровня, самодействующие клапаны, конденсатоотводчики). Редукционная или дроссельная арматура служит для регулирования давления путем создания гидравлического сопротивления.
3. Предохранительная арматура - автоматически срабатывает при превышении нормативного давления, защищая систему от аварийных ситуаций. Во время срабатывания происходит сброс избыточного давления (предохранительные клапаны, мембранные предохранители, перепускные клапаны).
4. Защитная арматура - блокирует трубопровод или обрушивается в случае возникновения аварийных изменений параметров (обратные клапаны, отсечные клапаны).
5. Фазоразделительная арматура - рассматривает разделение проводимой среды на различные фазы состояния (отделение конденсата, масла, газа).
6. Распределительно-смесительная арматура - направляет поток вещества в заданных направлениях или смешивает несколько потоков в единую массу (распределительные краны, смесители, трехходовая арматура).
7. Контрольная арматура - предназначена для измерения уровня, скорости движения транспортируемой массы (датчики уровня, пробко-спускные краны).
По способу управления арматуру можно классифицировать следующим образом:
1. Управляемая арматура - активируется путем ручного управления или с помощью механических (пневматических, гидравлических, электрических, электромагнитных) приводов. Дистанционное управление может осуществляться через специальные установленные приводы, соединенные валами, тросами или зубчатыми колесами. Большинство изделий, предназначенных для трубопроводов с диаметрами не более 400 мм, управляются вручную, однако этот процесс может требовать значительных усилий и занимать продолжительное время.
2. Автоматическая арматура - действует автономно под воздействием рабочей среды или благодаря автоматическим устройствам.
По способу соединения с трубопроводом арматура может быть классифицирована следующим образом:
1. Муфтовое соединение - осуществляется с помощью муфты с внутренней резьбой и применяется для трубопроводов диаметром не более 80 мм и рабочим давлением 10 атм, подходит для металлопластиковых, полиэтиленовых, полипропиленовых труб.
2. Фланцевое соединение - обеспечивает крепкое соединение с болтовой стяжкой. Фланцевая стыковка может многократно разбираться и собираться для проведения ремонтных работ и чистки арматуры. Однако такое соединение требует периодической проверки креплений, так как они могут ослабевать.
3. Приварное соединение - детали арматуры соединяются сварочными швами либо в раструб, либо встык. Такой способ соединения является наиболее надежным и герметичным, поэтому применяется при транспортировке опасных веществ. Соединение может быть дополнено применением подкладного кольца для устранения возможного смещения деталей. Этот способ соединения широко используется при прокладке трубопроводов для атомных электростанций.
4. Цапковое соединение - используется для соединения элементов небольшого размера, работающих под высоким давлением, путем присоединения присоединительных патрубков с наружной резьбой и буртиком.
5. Штуцерное соединение - применяется для арматуры диаметром не более 15 мм в лабораторных трубопроводах, где осуществляется резьбовое соединение.
По методу герметизации арматура может классифицироваться следующим образом:
1. Сальниковая герметизация - обеспечивается за счет контакта штока и шпинделя с сальниковой набивкой.
2. Мембранная герметизация - обеспечивается за счет использования мембраны - эластичного диска, который помещается между крышкой и корпусом арматуры.
4. Шланговая - арматура включает в себя эластичный шланг, который пережимается, обеспечивая герметичность отсекающего поток.
Существуют различные области применения трубопроводной арматуры:
1. Специальная арматура изготавливается по заказу с определенными требованиями для выполнения специфических задач. Такая арматура используется в лабораторных исследованиях, испытаниях, а также в оборонном комплексе и атомных электростанциях.
2. Арматура общего назначения - это серийно производимые изделия, которые широко применяются в промышленности, системах ЖКХ (водопровод, отопление) и других производственных отраслях. К такой арматуре относится пароводяная, которая используется во всех сферах, где требуется работа с водой и которая рассчитана на различные диаметры и рабочее давление.
3. Газовая арматура применима к газоснабжающим трубопроводам в условиях пожароопасной и взрывоопасной среды, и характеризуется прочным и герметичным соединением.
4. Нефтяная арматура устойчива к агрессивным средам и устанавливается на трубопроводах с нефтяным потоком или нефтепродуктами.
5. Химическая арматура разрабатывается из материалов, устойчивых к окислению, и предназначена для трубопроводов в химической промышленности с очень агрессивной рабочей средой.
6. Энергетическая арматура используется в связи с работой энергетических котлов, установок и турбин с повышенным давлением (более 300 атм) и температурой пара (более 500ос).
7. Судовая арматура применяется на флоте, в судостроении и на морских сооружениях, где она сталкивается с нестабильным положением и суровым морским климатом.
8. Резервуарная арматура устанавливается на емкостях для сброса наполняющей среды (дренажная арматура) и имеет один присоединительный патрубок.
Арматура также классифицируется по типу перемещения рабочего механизма.
1. Кран - это запирающий элемент, который перемещается, вращаясь вокруг своей оси с возможностью принимать произвольное положение относительно направления потока.
2. Задвижка - это элемент регулировки или запора, который перемещается перпендикулярно направлению потока и имеет крайние открытое и закрытое положения.
3. Затвор дисковый вращается вокруг своей оси, перпендикулярно или под углом относительно потока.
4. Вентиль (запорный клапан) также имеет возможность перемещения посаженного на шпиндель тела возвратно-поступательно, параллельно потоку, перекрывая сечение в горизонтальной плоскости. Вентиль работает с газообразной и жидкой средой и может быть клапанным или шаровым.
Арматура также классифицируется по условному давлению:
1. Вакуумная арматура позволяет изолировать часть или всю вакуумную камеру от системы откачки для управления последовательностью процесса откачки.
2. Арматура абсолютного давления (до 0,1 МПа) применяется в оборудовании для измерения абсолютного давления среды в трубопроводе.
3. Арматура малого давления (до 1,6 МПа) используется в бытовых металлопластиковых, полиэтиленовых, полипропиленовых водопроводах и системах из стали.
4. Арматура среднего давления (до 10 МПа) используется в системах среднего давления.
5. Арматура высокого давления (до 100 МПа) и сверхвысокое давление (более 100 МПа) применяются в соответствующих условиях.
Наконец, арматура также классифицируется по рабочей температуре.
1. Криогенная арматура предназначена для работы при температурах ниже -150°C.
2. Холодильное оборудование охватывает диапазон температур от -60°C до -150°C.
3. Арматура низкой температуры может работать в диапазоне от -20°C до -60°C.
4. Арматура средней температуры предназначена для использования в диапазоне до 400°C.
5. Арматура высокой температуры может работать до 600°C.
6. Жаростойкая арматура предназначена для работы при температурах 600°C и выше.
Таким образом, трубопроводная арматура предлагает большое количество различных вариантов в зависимости от применения, типа перемещения, условного давления и рабочей температуры.
Современные варианты трубопроводной арматуры достаточно разнообразны в своих материалах изготовления. Их можно разделить на несколько подвидов с учетом материала, используемого для изготовления корпуса арматуры.
Для производства корпуса трубопроводной арматуры требуются высокопрочные материалы, так как корпус служит основой для узлов и других важных деталей арматуры. Он также сталкивается с механическими воздействиями от рабочей среды, а также с монтажными усилиями и динамическими нагрузками во время работы арматуры.
Большинство корпусов трубопроводной арматуры изготавливают из различных металлов, таких как углеродистая сталь, коррозионностойкая сталь или алюминий. Пластиковые, керамические и стеклянные варианты встречаются реже, хотя они имеют определенные преимущества. Керамические и стеклянные материалы, например, не подвержены воздействию агрессивных сред, поэтому они часто используются в химической промышленности.
Пластмассовая арматура является более экономичным вариантом, но ее прочностные характеристики ниже. Она подойдет для трубопроводов с небольшим диаметром и низким давлением.
Кроме того, для изготовления корпусов трубопроводной арматуры могут использоваться различные сплавы, такие как танталовые или никелевые. Однако в большинстве случаев применяются чугунные или стальные корпусные составляющие.
Стальные корпуса арматуры бывают разного типа, включая литые, кованые, сварные, штампованные и комбинированные. Чугунные корпуса производятся методом литья и как правило из серого, ковкого чугуна или чугуна с шарообразным графитом.
Уплотнители и прокладки для трубопроводной арматуры служат для обеспечения герметичности затвора арматуры. Правильный выбор и качество этих элементов важны для обеспечения надежной работы арматуры.
Таким образом, современные варианты трубопроводной арматуры изготавливают из различных материалов, включая металлы, пластик, керамику и стекло. Выбор материала зависит от требуемых прочностных характеристик, агрессивности рабочей среды и других факторов. Корпус арматуры может быть изготовлен из стали, алюминия, пластика или других материалов, а также может иметь разные типы и обработку для достижения нужных характеристик.
Таким образом, трубопроводная арматура является неотъемлемой частью инженерных систем и выполняет широкий спектр функций. Разнообразие видов арматуры позволяет подбирать оптимальное решение для каждой конкретной задачи. Это важный аспект в обеспечении надежности и безопасности работы трубопроводных систем.
Условные обозначения арматуры трубопроводной
Чтобы правильно подобрать арматуру для стальных, металлопластиковых, полиэтиленовых, полипропиленовых и не только трубопроводов применяют условные обозначения – краткое содержание технических параметров детали классификации ЦКБА (Центральное конструкторское бюро арматуростроения). Шифр содержит определенную последовательность буквенных и цифровых значений. Две цифры впереди – вид арматуры, следом одна, две буквы – материал изделия, затем одна, две цифры – порядковый номер арматуры этого вида в каталоге, конечные две буквы – материал уплотнения или внутренняя поверхность изделия, римская цифра – конструктивное исполнение изделия, арабская цифра – конструктивное исполнение различных сред, режима.
Вся запорная арматура по классификации имеет стандартный вид обозначения:
XXaaYYbb
Где:
XX и YY имеет цифровое обозначение;
aa и bb буквенное обозначение.
«XX» первые цифры обозначают тип арматуры. Тип трубопроводной запорной арматуры коротко обозначает назначение, основные конструктивные и функциональные особенности устройств :
10 – кран (пробно-спусковой);
11- кран (для трубопровода);
12 – запорное устройство указателя уровня;
13,14,15 – клапаны (вентили) запорные разнообразных типов и конструкций;
22,24 – клапан отсечной;
16 – клапан обратный;
17 – клапан предохранительный;
19 – затвор обратный, клапан герметичный;
20 – клапан перепускной;
18,21 – регулятор давления;
23 – клапан распределительный;
27 – клапан смесительный;
30,31 – задвижка;
32 – затвор поворотный;
33 – задвижка шланговая;
40 – элеватор;
45 – конденсатоотводчик.
Затем следуют буквы «аа», они обозначают материал корпусных деталей:
С – Углеродистая сталь;
ЛС – легированная сталь;
НЖ – нержавеющая сталь;
Ч – серый чугун;
КЧ – ковкий чугун;
ВЧ – высокопрочный чугун;
Б – латунь, бронза;
А – алюминий;
МН – монель-металл;
П – пластмасса;
ВН – винилпласт;
К – фарфор;
ТН – титановый сплав;
СК - стекло.
После следуют цифры «YY» обозначающие номенклатурную общепромышленную серию.
Далее будет последние обозначение «bb», описывает материал уплотнительных поверхностей затвора:
БК – без колец;
БР – латунь, бронза;
МН – моннель-металл;
НЖ – нержавеющая сталь;
НТ – нитрированная сталь;
БТ – баббит;
СТ – стеллит;
СР – сормайт;
К – кожа;
Э – эбонит;
Р – резина;
П – пластмасса;
ВП – винилпласт.
Рассмотрим один из самых популярных примеров.
15с68нж
Где:
15 –клапан запорный;
С – из углеродистой стали;
68 – номенклатурное обозначение;
НЖ – уплотнительный материал выполнен из нержавеющей стали.
Международный стандарт классификации запорной арматуры внёс ясность в общие правила разработки, принятия, принятия и применения в арматуростроении стран утвердивших данный ГОСТ.
Чтобы правильно подобрать арматуру для стальных, металлопластиковых, полиэтиленовых, полипропиленовых и не только трубопроводов применяют условные обозначения – краткое содержание технических параметров детали классификации ЦКБА (Центральное конструкторское бюро арматуростроения). Шифр содержит определенную последовательность буквенных и цифровых значений. Две цифры впереди – вид арматуры, следом одна, две буквы – материал изделия, затем одна, две цифры – порядковый номер арматуры этого вида в каталоге, конечные две буквы – материал уплотнения или внутренняя поверхность изделия, римская цифра – конструктивное исполнение изделия, арабская цифра – конструктивное исполнение различных сред, режима.
Вся запорная арматура по классификации имеет стандартный вид обозначения:
XXaaYYbb
Где:
XX и YY имеет цифровое обозначение;
aa и bb буквенное обозначение.
«XX» первые цифры обозначают тип арматуры. Тип трубопроводной запорной арматуры коротко обозначает назначение, основные конструктивные и функциональные особенности устройств :
10 – кран (пробно-спусковой);
11- кран (для трубопровода);
12 – запорное устройство указателя уровня;
13,14,15 – клапаны (вентили) запорные разнообразных типов и конструкций;
22,24 – клапан отсечной;
16 – клапан обратный;
17 – клапан предохранительный;
19 – затвор обратный, клапан герметичный;
20 – клапан перепускной;
18,21 – регулятор давления;
23 – клапан распределительный;
27 – клапан смесительный;
30,31 – задвижка;
32 – затвор поворотный;
33 – задвижка шланговая;
40 – элеватор;
45 – конденсатоотводчик.
Затем следуют буквы «аа», они обозначают материал корпусных деталей:
С – Углеродистая сталь;
ЛС – легированная сталь;
НЖ – нержавеющая сталь;
Ч – серый чугун;
КЧ – ковкий чугун;
ВЧ – высокопрочный чугун;
Б – латунь, бронза;
А – алюминий;
МН – монель-металл;
П – пластмасса;
ВН – винилпласт;
К – фарфор;
ТН – титановый сплав;
СК - стекло.
После следуют цифры «YY» обозначающие номенклатурную общепромышленную серию.
Далее будет последние обозначение «bb», описывает материал уплотнительных поверхностей затвора:
БК – без колец;
БР – латунь, бронза;
МН – моннель-металл;
НЖ – нержавеющая сталь;
НТ – нитрированная сталь;
БТ – баббит;
СТ – стеллит;
СР – сормайт;
К – кожа;
Э – эбонит;
Р – резина;
П – пластмасса;
ВП – винилпласт.
Рассмотрим один из самых популярных примеров.
15с68нж
Где:
15 –клапан запорный;
С – из углеродистой стали;
68 – номенклатурное обозначение;
НЖ – уплотнительный материал выполнен из нержавеющей стали.
Международный стандарт классификации запорной арматуры внёс ясность в общие правила разработки, принятия, принятия и применения в арматуростроении стран утвердивших данный ГОСТ.