Что такое задвижка на трубопроводе?

Что такое задвижка на трубопроводе?

    Задвижки – универсальная, простая по конструкции арматура для перекрывания потока рабочей среды в трубопроводе. Установленный на участке трубы запорный узел помогает контролировать показатели системы, проводить ремонт, замену деталей или другое техническое обслуживание объекта. В статье расскажем, какие бывают задвижки, как они работают и для чего применяются.

Конструктивные особенности задвижек

    Типовая задвижка состоит из следующих компонентов:
• Корпус с отверстием в центральной части для прохода рабочей среды. Главная задача корпуса – защищать рабочий механизм от повреждений и обеспечивать надежную фиксацию на трубе, поэтому его делают из прочного металла. По бокам обычно располагаются монтажные детали – например, участки с резьбой для муфтового соединения или фланцы.
• Металлическая крышка, закрывающая корпус. При необходимости снимается для осмотра внутренних элементов или обслуживания.
• Затвор – основная рабочая деталь, которая обеспечивает перекрывание потока. Конструкция запирающего элемента зависит от типа задвижки: так, в клиновых моделях применяются клиновидные детали, а в шиберных – пластины. Для герметичности затвора в запорных узлах предусмотрены уплотнители.
• Шпиндель – металлический шток, с помощью которого перемещается затвор. Бывает выдвижным или невыдвижным (особенности исполнений будут подробнее рассмотрены ниже).
• Элементы управления узлом. В зависимости от вида задвижки могут комплектоваться ручными, электрическими или другими приводами, редукторами, ручками разных конфигураций.
    Чтобы лучше понять конструкцию задвижки, посмотрите, как выглядит арматура на схемах в разрезе и на фото собранного и разобранного узла. Знание устройства элемента поможет понять принцип его действия. Стандартный рабочий цикл задвижки можно разбить на несколько этапов:
1. Трубопровод в рабочем состоянии, поток проходит по нему беспрепятственно. Пользователь крутит ручку или подает сигнал на автоматический привод.
2. Элемент управления воздействует на шпиндель, который давит на затвор.
3. Затвор опускается, перекрывая поток – устройство переходит в положение «закрыто».
4. Чтобы снова запустить участок трубы, пользователь снова крутит ручку или подает сигнал на привод другим способом.
5. Шпиндель поднимается, подтягивая затвор в верхнюю часть узла. Просвет трубы снова открывается, рабочая среда свободно движется по участку.

Плюсы и минусы задвижек для трубопроводов

    Рассмотренный выше принцип работы задвижки обеспечивает таким арматурным элементам несколько преимуществ:
• Возможность установки на трубопроводы с разными рабочими средами. Большое разнообразие материалов изготовления и конструктивных исполнений задвижек позволяет подбирать арматуру для систем с обычными и агрессивными средами, повышенными и пониженными эксплуатационными температурами, различным номинальным давлением.
• Небольшое гидравлическое сопротивление. В открытом положении задвижка не мешает потоку проходить по трубе, поэтому подходит для сетей с высокой скоростью движения рабочей среды.
• Плавное срабатывание без резких перепадов давления. Благодаря этому снижается риск опасных для оборудования гидроударов при эксплуатации трубопровода.
    На некоторых объектах установку задвижек ограничивает относительно большая строительная высота арматуры. У моделей с невыдвижным шпинделем средняя высота меньше. Еще один недостаток задвижек – необходимость нескольких поворотов управляющего элемента для полного открывания или закрывания затвора. Это замедляет управление узлом, что критично для некоторых систем.

Где применяются задвижки

    Практичные, универсальные задвижки востребованы в нефтегазовой промышленности, коммунальном хозяйстве и других сферах. Их устанавливают на сети транспортировки газа, воды, вязких жидкостей с твердыми включениями, пара, нефтепродуктов и других сред. Вот несколько распространенных видов моделей разного назначения:
• Водопроводные. Основное назначение задвижки водопровода – временное перекрытие участков для устранения аварийных ситуаций или планового обслуживания.
• Пожарные. Надежные задвижки позволяют герметично перекрывать неиспользуемые линии или обеспечивать водоснабжение отдельных участков в системах пожаротушения.
• Для отопления. Задвижку можно установить на водяную отопительную систему любой конфигурации. Также выпускается арматура для пара.
• Канализационные задвижки предназначены для обслуживания и безопасной эксплуатации системы. Для таких сетей обычно используют шиберные устройства, подходящие для работы с вязкими средами.
• Газовые модели устанавливаются на магистральные трубы и подводящие линии газопроводов.

Характеристики и типы задвижек

    Классификация запорной арматуры возможна по материалам, конструкции затвора, уровню герметичности, номинальному давлению, температурным режимам эксплуатации и другим параметрам. Рассмотрим значимые технические характеристики, которые помогут выбрать модель.

По материалам корпуса задвижки

    Чтобы арматура не становилась слабым местом трубопровода, ее корпус должен быть прочным, обладать высокой устойчивостью как к механическим повреждениям, так и к температурным воздействиям, влажности, агрессивным веществам. Чтобы обеспечить необходимые эксплуатационные характеристики, производители используют следующие материалы:
• Чугун (высокопрочный с добавлением шарового графита или другие виды). Недорогой материал, подходящий для многих коммунальных систем – водопроводов, канализации. Литые чугунные задвижки можно дополнительно обработать эпоксидным покрытием – при эксплуатации в условиях повышенной влажности это повышает устойчивость к коррозии.
• Сталь (в том числе нержавеющая). Сталь широко используется как для корпусов, так и для шпинделей, затворов и других элементов задвижек для трубопроводов. Материал хорошо выдерживает перепады температур, сильный нагрев и охлаждение. Конкретные характеристики зависят от состава сплава. Например, в системах с агрессивными рабочими средами востребованы модели из нержавеющей стали.
• Латунь – популярный материал для задвижек малых диаметров. Латунные корпуса подходят для водопроводов, систем транспортировки неагрессивных жидкостей, воздуха и других рабочих сред.

По материалам уплотнителей

    Уплотнители обеспечивают плотное прилегание затвора и герметичность запорного узла в закрытом положении. Их делают из разных материалов – мягких и эластичных или жестких. Широко распространены уплотнители из EPDM: так называется синтетический каучук, устойчивый как к механическим, так и к химическим воздействиям. В задвижках, созданных для работы в кислотных средах, используют фторкаучук.
    Во многих моделях уплотнительные поверхности выполнены из прочных металлов – латуни, стали. Металлическая проволока наплавляется на поверхности, затем выполняется подгонка элементов, что в результате обеспечивает плотное сцепление.

По исполнению затвора

    Один из главных элементов в устройстве задвижки – затвор. От его конструкции зависят эксплуатационные характеристики узла – способность работать со средами разных консистенций и составов, стоимость, уровень герметичности, долговечность, особенности технического обслуживания. Какие исполнения затворов существуют:
• Клиновый затвор – один из самых популярных типов. Представляет собой жесткий, упругий или обрезиненный клиновидный элемент. Когда задвижка закрывается, клин опускается и перекрывает поток. Такие модели достаточно просты по конструкции, надежны, герметичны. Основной минус – возможность заклинивания (особенно часто такие проблемы встречаются в исполнениях с жестким клином).
• Параллельный затвор состоит из двух соединенных прочных дисков, поэтому его также называют двухдисковым. Такие модели устойчивы к заклиниванию, достаточно герметичны, долго служат. Уплотнительные материалы в параллельных затворах меньше изнашиваются, что также увеличивает срок службы.
 • Шиберный затвор отличается простым устройством и эффективностью. Запорный элемент представляет собой прочный шибер – это металлическая пластина с острым краем, способная разрезать твердые включения в потоке. Такой тип задвижек часто используется в канализационных сетях и на трубопроводах, по которым проходят вязкие жидкости.
• Шаровые модели по конструкции запорного элемента аналогичны шаровым кранам. В них установлен сферический затвор с отверстием, через которое проходит рабочая среда. Чтобы закрыть узел, шар необходимо повернуть.

По способу управления задвижкой

    Самые простые модели комплектуются ручным приводом (маховиком). При вращении ручки шпиндель опускается или поднимается, изменяя положение затворного элемента. В усовершенствованных исполнениях ручных задвижек есть редуктор – деталь, позволяющая управлять положением трубопроводной арматуры с меньшими физическими усилиями.
    Некоторые модели комплектуются электроприводом, который воздействует на шпиндель и затвор. В таких комплектациях возможно дистанционное управление, автоматическое срабатывание по датчикам. Открывание или закрывание электроприводного узла не требует больших усилий и не занимает много времени у обслуживающего персонала. Конструкция задвижки позволяет установить на нее не только электрический, но и гидравлический или пневматический привод, однако такие исполнения встречаются реже.

По номинальному давлению

    Задвижки должны стабильно выдерживать рабочее давление трубопроводной системы на протяжении всего срока эксплуатации. Если нагрузка будет слишком сильной, это быстро приведет к механическим неисправностям и возникновению аварийных ситуаций. Чтобы упростить подбор комплектующих, производители обязательно указывают в документации разрешенный уровень давления.
    Чаще всего в документах встречается показатель, который сокращенно обозначается как РУ или PN. Это номинальное давление – расчетная величина, определяющая разрешенную нагрузку на деталь. Вот несколько примеров востребованных типов задвижек по номинальному давлению:
• РУ 4 и РУ 6 – модели, рассчитанные на работу в системах с относительно невысокими нагрузками до 4 кгс/см2 или 6 кгс/см2.
• РУ 10 – задвижка, которую можно использовать на сетях с расчетным давлением 10 кгс/см2.
• РУ 25 – модель для нагруженных систем с высоким номинальным давлением 25 кгс/см2.
    Определение необходимых показателей давления зависит от характеристик трубопровода. Важно подбирать элемент, РУ которого не меньше расчетных параметров системы.

По рабочим температурам задвижки

    В описании трубопроводных задвижек указывается два параметра – температура рабочей среды и климатическое исполнение. Термическая устойчивость арматуры зависит от материалов корпуса, затвора и ходовой части, уплотнителей, конструктивных особенностей.
    При выборе обращают внимание на следующие показатели:
• Минимальная температура рабочей среды. У чугунных моделей обычно составляет от -5 до -15 градусов, у стальных может достигать -30 или -40 градусов.
• Максимальная температура рабочей среды. Большая часть чугунных задвижек поддерживает работу с потоком до +80 градусов, у стальных моделей показатель выше (у арматуры из нержавейки достигает +400…+450 градусов).
• Температуры окружающей среды. Определяются по климатическому исполнению элемента, которое в описании указывается стандартизированными аббревиатурами (У1, У3, УХЛ1 и т.д.). Расшифровку можно посмотреть в ГОСТ. Например, модели с исполнением УХЛ1 рассчитаны на работу при температурах окружающей среды от -60 до +40 градусов.

По размерам

    У трубопроводных задвижек широкий размерный ряд. В технической документации производители указывают строительную длину и высоту элементов, номинальный диаметр, который соответствует внутреннему диаметру прохода и обозначается аббревиатурой DN или ДУ. На схемах в техпаспорте модели обычно отмечаются и другие размерные характеристики.
    При выборе задвижки для трубопроводов ориентируются на номинальный диаметр – он должен совпадать с размерами трубы. ДУ указывается в миллиметрах: например, у модели ДУ15 условный проход равен 15 мм.

По классу герметичности

    Уровень герметичности арматуры в закрытом положении измеряется при разработке и испытаниях. Результат испытаний обозначается буквенной маркировкой по ГОСТ. Литера «А» обозначает полное отсутствие протечек – именно такой класс герметичности присваивают большинству задвижек. Стандарт также допускает наличие небольших утечек – в таких случаях арматура маркируется литерами B, C или D. Класс герметичности D самый низкий из предусмотренных ГОСТом.

По исполнению шпинделя задвижки

    Существует два типа исполнений шпинделей трубопроводных задвижек:
1. Выдвижной шпиндель при открывании узла поднимается наверх и находится за пределами корпуса. Преимущество такой конструкции в повышенной устойчивости к износу: во время работы ходовой элемент не контактирует с потоком. К нему также проще получить доступ, если нужен ремонт. Основной недостаток выдвижных устройств – большая строительная высота, усложняющая монтаж на некоторых трубопроводах.
2. Невыдвижной шпиндель постоянно находится в корпусе задвижки. Модели такого типа подходят для установки в условиях дефицита свободного пространства. Однако для осмотра или ремонта шпинделя придется разбирать весь запорный узел. Кроме того, постоянный контакт с рабочей средой снижает общий срок службы элемента.

Хранение и монтаж задвижек

    Трубопроводную арматуру важно правильно хранить и перевозить. Рекомендуется использовать заводскую упаковку или другую чистую тару, подходящую по габаритам. Особенности монтажа задвижки зависят от вида присоединительных элементов. Чаще всего используются:
• Фланцевые устройства устанавливаются на фланцы – расположенные по бокам корпуса присоединительные элементы с отверстиями для крепежных болтов. Похожим образом фиксируются межфланцевые модели, только они зажимаются между двумя фланцами трубы.
• Резьбовая и муфтовая арматура имеет резьбу, с помощью которой прикручивается к трубе. Резьбовые соединения герметизируются.
• Приварной способ монтажа используется достаточно редко: для присоединения таких задвижек потребуется работа со сварочным аппаратом. Приварные соединения отличаются от муфтовых и фланцевых невозможностью разборки.
    На сайте ООО «Газоучет» можно заказать надежные задвижки российских и зарубежных производителей.