Трубопроводная арматура: основные параметры и типы

Трубопроводная арматура — это узкоспециализированная группа устройств, предназначенная для контроля и распределения потоков сред посредством варьирования площади своего сечения.

Она применяется в системах трубопроводов, газопроводах, распределительных узлах и системах где требуется контроль за потоком различных сред, включая газообразные, порошковые и дисперсионные.

Параметры и характеристики

Существует два ключевых параметра, от которых зависят эксплуатационные качества этой группы устройств:

• номинальный размер (диаметр);
• номинальное давление;

Номинальный (или условный) диаметр измеряется в миллиметрах. Он соответствует диаметру рабочей площади элемента, к которому присоединяется и характеризует максимально возможный объем потока.

Номинальное давление отражает состояние системы при определенной температуре. Согласно действующим стандартом, данный параметр измеряется при температуре в 20 ⁰С — это помогает определить максимальный срок эксплуатации системы.

Кроме двух вышеуказанных параметров существуют дополнительные, такие как:

• рабочее давление — средние показатели избыточного давления, при которых возможно нормальное функционирование системы;
• максимальное избыточное давление — максимальное давление, которое допускается при эксплуатации системы;
• расчетное давление — давление, которое было достигнуто при первоначальных расчетах на прочность системы;
• номинальный рабочий процесс — совокупность характеристик, определяющих максимально комфортные и безопасные условия функционирования системы;

Исходные параметры могут различаться в зависимости от вида, типа и сферы предназначения арматуры.

Основные виды трубопроводной арматуры

В настоящий момент наиболее востребован запорный вид — он используется для перекрытия направления потока. Запорные устройства обеспечивают максимальную герметичность системы и применяются как для регулирования потока, так и для его объединения.

Среди остальных видов следует отметить следующие:

1. Водозапорная — подвид арматуры запорного вида. Устройства данного типа используются при создании различных инженерных систем (водоснабжение, водоотведения, отопительные системы, кондиционирование и другие). Наиболее известные представители: клапаны, затворы, шаровые краны и приводы.
2. Затворная арматура включает в себя специализированные устройства с элементами перекрытия и регулирования потока. Затворы чаще всего устанавливаются в крупных гидротехнических магистралях. Чаще всего управляются посредством электрических сервоприводов с автоматической системой контроля.
3. Задвижная арматура в конструктивном плане схожа с запорной и представляет собой устройство с запирающейся поверхностью, которая закрепляется перпендикулярно рабочему потоку. Имеет большие габариты, что компенсируется простотой и надежностью при минимальном гидравлическом сопротивлении.

Стоит уточнить, что все виды трубопроводной арматуры дополнительно классифицируются по следующим признакам:

• область применения;
• функциональное предназначение;
• конструктивное исполнение;
• способ крепления;
• тип герметизации;
• способ управления.

Далее будут подробно рассмотрены основные типы арматуры, их ключевые особенности и область использования.

Область применения арматуры

По этому признаку арматурные устройства можно подразделить на две основные группы: общего назначения и специальные устройства. Кроме того, существуют более специфичные области использования арматуры, от которых зависят ее исходные параметры и конструктивное исполнение:

• устройства для особых условий работы — для функционирования в экстремальных условиях, включая агрессивные и токсичные среды;
• судовая и транспортная арматура — изготавливается в соответствии со специальными техническими требованиями и транспортными регламентами;
• сантехническая арматура промышленного назначения — используется для формирования обычных инженерных коммуникаций (включая системы водоснабжения, канализацию и отопление).

Функциональное предназначение

По этому классификационному признаку арматурные устройства можно разделить на следующие типы:

• запорные — обеспечивают перекрытие потока жидкости;
• трубопроводные (регулирующие) — предназначены для регулирования количества жидкости в потоке;
• смесительно-разделительные — предназначены для объединения разных потоков в единый, а также для их перенаправления;
• предохранительные — клапаны, разрывные устройства и предохранители для сбрасывания избыточного давления;
• защитные — обеспечивают защиту системы без экстренного сбрасывания;
• фазоразделительные — подстраиваются под параметры среды, автоматически регулируя направление потока.

Следует учитывать, что в этом разделе описаны основные типы арматуры, однако существуют и промежуточные (смесительные, запорно-регулирующие и другие виды).

Конструктивные разновидности

По своему конструктивному исполнению трубопроводная арматура подразделяется на следующие устройства:

• задвижки — перпендикулярное перекрытие потока рабочей среды;
• вентиля (клапаны) — перемещаются параллельно по отношению к направлению потока;
• краны — могут поворачиваться вокруг своей оси, регулируя направление и объем потока;
• затворы — представляют собой запорный орган в форме диска, который поворачивается вокруг определенной оси.

Кроме того, существуют узкоспециализированные виды арматурных устройств, которые не представлены в данном разделе.

Способы крепления трубопроводной арматуры

Существует огромное количество способов установки и крепления арматурных устройств. Все они зависят непосредственно от вида самого крепления:

• муфтовый;
• ниппельный;
• приварочный;
• стяжной;
• фланцевый;
• цапковый;
• штуцерный;

Выбор способа крепления зависит от предполагаемых условий эксплуатации арматуры. Так, приварочный способ обеспечивает наибольшую прочность при низкой стоимости, однако затрудняет обслуживание и делает конструкцию неразборной. Фланцевый способ напротив — делает возможность многократной установки и снятия арматуры, однако обладает низкой прочностью крепления.

Типы герметизации

После установки трубопроводная арматура требует обязательной герметизации одним из следующих способов:

• мембранным — посредством уплотнения соединений специальными мембранами;
• сальниковым — при помощи сальниковых набивок, которые контактируют со штоком или шпинделем;
• сильфонным — для уплотнения подвижных деталей.

В некоторых случаях требуется комплексная герметизация.

Способы контроля и управления

По этому критерию арматуру можно классифицировать на следующие типы:

• дистанционного управления — при помощи переходных элементов (штанга, колонка);
• приводного управления — с использованием электронных или пневматических приводов;
• автоматического управления — при помощи чувствительных датчиков и специальной аппаратуры;
• ручного управления.

Следует отметить, что ручное управление является обязательным и всегда дублирует любые другие типы, что объясняется требованиями безопасности.

Особенности эксплуатации

Выбор конкретного вида трубопроводной арматуры напрямую зависит от предполагаемой области применения. При этом следует опираться на нормативно-техническую документацию, а также учитывать конкретные условия эксплуатации. Применение любого типа арматурных устройств должно отвечать требованиям государственных стандартов (ГОСТ) и другим нормативным документам.

Так, устройства, отлитые из чугуна, не могут применяться при резких перепадах температур, а также в экстремальных условиях (ниже 40 ⁰С). Резкое охлаждение или нагревание такой арматуры может привести к нежелательным последствиям. Поэтому в таких условиях следует приобретать арматурные устройства из специальных сплавов или полимерных материалов. При этом арматура из ковкого чугуна отличается прекрасной химической стойкостью, что позволяет использовать ее с различными агрессивными средами (аммиак, кислоты, газы и другие).

Если расчетный диаметр прохода составляет 400 миллиметров и более, то следует использовать арматуру запорного типа с ручным или дистанционным приводом. Отметим, что электроприводы всегда дублируются ручной системой управления. При этом допускается применение дистанционного ручного управления посредством различных механических приводов — цепей, рычагов, шарниров и других.

Все остальные особенности эксплуатации должны учитывать технические нормы конкретного промышленного объекта.

Более подробно о трубопроводной арматуре можно узнать на промышленном портале Promdevelop.ru