Гидрожидкости для запорной арматуры

Даны описания элементов трубопроводной запорной арматуры, рассмотрены проблемы при их эксплуатации. Изложены требования к смазкам для запорной арматуры. Приведены преимущества арматурных смазок и других смазочных продуктов MODENGY.

Трубопроводная арматура (согласно ГОСТ Р 52720-2007) – техническое устройство, устанавливаемое на трубопроводах и емкостях, предназначенное для управления (перекрытия, регулирования, распределения, смешивания, фазоразделения) потоком рабочей среды (жидкой, газообразной, газожидкостной, порошкообразной, суспензии и т. п.) путем изменения площади проходного сечения.

По своему функциональному назначению трубопроводная арматура делится на несколько видов, наибольшее распространение среди которых получили:

• запорная арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды;
• регулирующая арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода.

Ниже приведены типовые элементы запорной и регулирующей арматуры, а также особенности их конструкции.

Клапан (вентиль) – тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока рабочей среды; в поворотных клапанах затвор в виде тарелки совершает движение по дуге.

Задвижка – тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды.

Неподвижные соединения элементов и деталей арматуры – резьбовые, фланцевые, посадки с натягом.

Элементы запорной и регулирующей арматуры должны отвечать целому комплексу требований:

• способность длительное время сохранять герметичность относительно окружающей среды и работоспособность;
• обеспечение минимального гидравлического сопротивления;
• обеспечение быстрого открытия, закрытия или регулирования;
• удобство обслуживания и ремонта;
• при ручном управлении усилия не должны превышать величин, установленных нормами.

Трубопроводы применяются для транспортировки различных жидких и газообразных сред практически во всех отраслях промышленности. Поэтому элементы трубопроводов, в том числе запорная и регулирующая арматура, могут подвергаться воздействию разнообразных неблагоприятных климатических и производственных факторов – влаги, химически активных жидкостей, низких и высоких температур. В результате на поверхностях деталей образуется коррозия, солевые отложения, происходят их усиленное старение и износ.

Наиболее часто при эксплуатации элементов запорной и регулирующей арматуры приходится сталкиваться со следующими характерными проблемами:

• потеря герметичности по корпусным деталям, связанная с их разрушением, по прокладочным соединениям, уплотнениям и в трубной обвязке;
• невыполнение функций открытия-закрытия или регулирования;
• потеря герметичности в затворе (сверх допустимых пределов, указанных в эксплуатационной документации;
• сложности при монтаже и демонтаже заржавевших и прикипевших деталей;
• большие усилия на привод запирающих или регулирующих элементов.

Подавляющее большинство отказов вызваны применением смазочных материалов, не соответствующих условиям эксплуатации трубопроводной запорной и регулирующей арматуры.

Для длительной надежной работы трубопроводного оборудования необходимо применять специальные арматурные смазки и другие смазочные материалы, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

• широкий диапазон рабочих температур и высокая несущая способность;
• повышенные герметизирующие свойства;
• устойчивость к вымыванию;
• низкий момент сопротивления вращению (особенно при отрицательных температурах);
• совместимость с эластомерами и защита их от старения;
• высокие антикоррозионные свойства;
• длительный срок службы.

Антифрикционные и антикоррозионные покрытия MODENGY отвечают вышеперечисленным требованиям. Их применение не только обеспечивает удобство  монтажа, обслуживания и ремонта, но и способствует увеличению ресурса запорной и регулирующей  арматуры.

• Смазочные материалы MODENGY для кранов, клапанов (вентилей), заслонок, задвижек и фланцевых соединений разработаны специально для суровых условий эксплуатации под воздействием высоких нагрузок, пыльной, грязной или химически агрессивной среды, экстремальных температур, однако они идеально подходят и для работы в нормальных условиях.
• Опыт применения материалов MODENGY в арматуростроении доказал их высокие эксплуатационные свойства и эффективность.
• Так, использование покрытия MODENGY 1001 на основе дисульфида молибдена в трубопроводах позволило уменьшить усилие на привод затвора до 5 раз.

Нанесение покрытия горячей полимеризации MODENGY 1005 на реечные передачи клапанов осевого типа свело потери на трение к минимуму. Благодаря высокой несущей способности и противозадирным свойствам данное покрытие выдерживает контактные давления более 2000 МПа, которые испытывают названные узлы.

MODENGY 1014 на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и дисульфида молибдена наносится на элементы крепежных изделий арматуры с целью их защиты от коррозии.

В отличие от гальванических покрытий, этот материал устойчив к износу и продолжает действовать даже после многократных циклов монтажа-демонтажа.

Кроме того, MODENGY 1014 стабилизирует коэффициент закручивания и не допускает «закусывания» резьбы.

Содержание ПТФЭ позволяет покрытию эффективно работать не только на металле, но и в парах трения, включающих резину и пластик. Эта способность определила широкое использование MODENGY 1014 в гильзах пневмоприводов: для предотвращения прилипания резины к металлу, появления скачкообразного движения и существенного повышения ресурса деталей.

Покрытие MODENGY 1014 успешно прошло испытания на химическую стойкость по ГОСТ 9.403-80, поэтому может эксплуатироваться в условиях агрессивных сред.

Описанные примеры показывают, что антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY эффективно снижают и стабилизируют трение, повышая ресурс и энергоэффективность изделий.

Технология твердой смазки позволяет создавать необслуживаемые узлы трения, способные долгое время работать в условиях агрессивных сред, при высоких нагрузках и температурах.

При всем этом покрытия просто и легко наносить, так как для этих целей используется стандартное окрасочное оборудование.

Орггазнефть, ООО. Трофимов Е. В. Инновационный способ поддержания герметичности шаровой запорной арматуры на весь период ее функционирования на магистральных газопроводах

Орггазнефть, ООО. Трофимов Е. В. Инновационный способ поддержания герметичности шаровой запорной арматуры …

• В статье представлены итоги почти тридцатилетней работы по разработке, испытаниям и применению различных типов уплотнительных паст для поддержания эксплуатационной герметичности шаровой запорной арматуры на весь период ее использования на магистральных газопроводах (МГ).
• Исследования опытных образцов паст на стендах, длительные испытания опытных партий на КС и ЛЧ показали, что эту задачу выполняют высоковязкие неотверждающиеся уплотнительные пасты с определенными значениями параметров пенетрации, коллоидной стабильности и обладающие хорошими смазочными свойствами.
• На основе данных исследований, полученных авторских свидетельств и патентов, изучения зарубежного и отечественного опыта эксплуатации шаровой запорной арматуры на МГ была разработана высоковязкая неотверждающаяся уплотнительная паста 131-435 КГУ, организовано серийное производство девяти ее типов для различных условий эксплуатации арматуры на МГ.
• Также разработаны два типа специальных набивочных устройств для подачи высоковязкой уплотнительной пасты в зону уплотнения затвора шарового запорного крана: ручной, автоматический и пневмомультипликатор.
• Ключевые слова: магистральный газопровод (МГ), трубопроводная арматура (ТПА), герметичность ТПА, высоковязкая уплотнительная паста, «мягкое» уплотнение шарового крана, техническое обслуживание ТПА.

В начале 80-х годов МИНГАЗПРОМ поручил специалистам ПО «Союзоргэнергогаз» (ныне специалисты ООО «Орггазнефть») деятельность по разработке новых эффективных отечественных уплотнительных материалов для запорных кранов импортного и отечественного производства с организацией их промышленного производства и внедрения на газотранспортных предприятиях. Работа выполнялась совместно с Государственным научно-исследовательским институтом химии и технологии элементоорганических соединений Минхимпрома. Также предусматривалась разработка высокоэффективных устройств для набивки уплотнительных материалов в запорную арматуру. Тогда эти работы назывались подбором аналогов, а в настоящее время – импортозамещением.

Обобщение опыта эксплуатации запорной арматуры на МГ позволило выработать определенный набор разрешений, ограничений, запретов и обязательных технологических процедур, включая методы проведения диагностики, обеспечивающих безопасную и длительную эксплуатацию трубопроводной арматуры. Такой подход дал возможность специалистам ПАО «Газпром» разработать нормативные материалы, гармонизирующие эксплуатацию существующего парка арматуры – Правила эксплуатации МГ, введенные в действие в 2010 г. [1].

Также это помогло определить технические требования к новому поколению ТПА для объектов ЕГС – ГОСТ Р 56001-14 «Арматура трубопроводная для объектов газовой промышленности» [2].

Данный ГОСТ требует повысить герметичность затворов новых шаровых кранов для КС, ГРС и ЛЧ МГ и их ответвлений, выполняемых с «мягкими» уплотнениями по классу герметичности «А» (отсутствие видимых протечек в течение времени испытаний), как самого высокого класса герметичности затворов арматуры для вновь поставляемой запорной арматуры на МГ по ГОСТ Р 54808-2011 [3]. В настоящее время на МГ эксплуатируется запорная арматура с классами герметичности «В» и «Д».

27-30 ноября 2018 г.

в городе Уфе на совещании по вопросу повышения надежности технического состояния ТПА, эксплуатируемой на объектах транспортировки, хранения и переработки углеводородов ПАО «Газпром», было отмечено, что на объектах ПАО «Газпром» эксплуатируется более 508 000 ТПА диаметром от 50 до 1 400 мм. Ежегодно производится вырезка до 6 000 ТПА.

Номенклатура парка ТПА весьма разнообразна по функциональному назначению, конструктивным особенностям, техническим характеристикам и срокам эксплуатации. На линейной части МГ доля отечественных производителей составляет около 84 %, а зарубежных – 16 %.

Доля отечественной ТПА в обвязке оборудования на КС – 62 %, зарубежной – 38 %. В обвязке оборудования ГРС установлено до 90 % отечественной ТПА, что вполне логично, если учесть относительно небольшие размеры эксплуатируемой арматуры. Так, доля ТПА с DN менее 300 составляет почти 92 %.

Парк арматуры, эксплуатируемой в ПАО «Газпром», формировался более 50 лет.

Рассмотрим в основном шаровую запорную равнопроходную арматуру, которая, как правило, используется на МГ. Так, если взять всю установленную ТПА с DN 300, то доля шаровых кранов с DN ≥300 составляет почти 90 %.

Шаровой кран является восстанавливаемым объектом, подвергающимся техническому обслуживанию, ремонту и диагностическому обследованию. Иными словами, поддержание ТПА в работоспособном состоянии требует определенных трудозатрат как эксплуатационного персонала, так и подрядных специализированных организаций.

Основным технологическим параметром шаровой запорной арматуры является герметичность затвора, понимаемая в рамках ГОСТ Р 2720-2007 [4] как свойство затвора препятствовать газовому и жидкостному обмену между средами, разделенными затвором.

Длительное (десятки лет) обеспечение эксплуатационной герметичности шаровой запорной арматуры являлось важнейшим элементом стратегии поддержания надежности арматуры.

Это обеспечивалось как требованиями к конструктивным решениям по обеспечению герметичности, так и рекомендациями по назначению классов герметичности затворов, предусмотренными последовательно пересматриваемыми в течение десятилетий ГОСТами от 1975, 1993, 2005 и 2011 гг. [3, 5, 6, 7] и нормами герметичности затворов арматуры.

Рассмотрение нормативных документов по изменению норм герметичности запорной арматуры за 40 лет показывает, что в последовательно принимаемых ГОСТах происходит некоторое ужесточение норм герметичности, но принципиально они (утечки) допускаются.

Герметичность затвора в этих ГОСТах рассматривается как численное значение допустимых протечек в затворе по воде или воздуху (испытательные среды) от класса герметичности. Это означает, что каналы в шаровой запорной арматуре для подачи смазки в зону уплотнения «шар-седло» были и являются необходимым элементом в конструктивных решениях.

Из этого опыта также следует, что обеспечение эксплуатационной герметичности затвора в используемой на МГ запорной шаровой арматуре возможно только при применении смазочных и уплотнительных материалов, регулярно подаваемых в запорную арматуру в строгом соответствии с заводскими нормами и эксплуатационными нормативами ПАО «Газпром» (СТО Газпром 2-2.3-385-2009 [8]).

Герметичность затвора запорной шаровой арматуры с «мягким» уплотнением (специальные резины, полиуретан, фторопласт, т. е. уплотнение затвора «мягкое» в терминах ГОСТ Р 56001-2014 [2]) в начальный период эксплуатации обеспечивается поджатием седла к шару (рис.

1) с помощью упругих элементов (пружин), т. е. подпружиниванием контакта седла и шара, и это обычная практика. Следует отметить, что при установленном общем сроке службы эксплуатируемой арматуры в 30 лет уплотнения из «мягких» материалов эффективно служат не более пяти лет.

Необходимо заметить, что существует ряд факторов, которые негативно влияют на работоспособность (в первую очередь герметичность) шаровой запорной арматуры в процессе ее эксплуатации.

В немалой степени герметичность кранов нарушается в течение первых пяти лет из-за не очень благоприятной транспортируемой рабочей среды, содержащей жидкие углеводороды (конденсат), турбинные масла, метанол, воду и механические примеси с концентрацией до 0,01 г/м3 [2].

По мере износа «мягкого» уплотнения или его деформации под воздействием эксплуатационных факторов обеспечение герметичности затвора шарового крана возможно только при применении крановых смазок или уплотнительных паст, которые по специальным каналам в корпусных деталях арматуры подаются в зону уплотнения (рис. 1).

Такое решение по обеспечению длительной герметичности шарового крана принято практически у всех фирм-разработчиков шаровой арматуры.

В процессе открытия-закрытия шарового крана при отсутствии смазки возникают повреждения на его затворе в виде царапин и износа «мягких» уплотнений.

Возникающая при этом потеря герметичности крана однозначно связана с отсутствием технического обслуживания, важной частью которого является подача смазки в сопрягаемые детали уплотнения крана.

Применением смазок обеспечивается кратковременная герметичность затвора, при этом подачу смазки требовалось выполнять после каждой перестановки крана. Эта технологическая операция требовала большого расхода смазки и была трудоемкой.

Вопросы эксплуатации запорной арматуры на объектах МГ по обеспечению требуемых уровней герметичности, надежности и безопасности ее функционирования рассмотрены в работах авторов [9, 10].

Системный подход к обеспечению длительной эксплуатационной герметичности (на чем справедливо настаивает ПАО «Газпром» в своих нормативных материалах) привел нас к необходимости выбора такого технологического решения для всей эксплуатируемой на МГ шаровой запорной арматуры, которое позволило в зоне «мягкого» контакта «шар-седло» создать постоянное дополнительное уплотнение, эффект от которого при эксплуатации значительно усиливает уплотнительные возможности конструктивного решения, и он (эффект) продолжается неограниченно долго. Таким решением оказалось постоянное нахождение в зоне контакта «шар-седло» высоковязкой уплотнительной пасты.

Предложен способ создания дополнительной зоны герметичности (рис. 1) в кране путем подачи в зону «мягкого» уплотнения высоковязкой уплотнительной пасты, которая находится в этой зоне весь период эксплуатации крана. Первоначальное количество высоковязкой пасты, создающей дополнительную зону уплотнения, в зависимости от диаметра крана составляет 1-6 кг.

При перестановках крана в зону уплотнения добавляется до 5 % высоковязкой пасты от первоначального количества введенной пасты. Таким образом, обеспечивается длительная эксплуатационная герметичность крана (без его вырезки из МГ). Примеры набивки крана высоковязкой уплотнительной пастой в полевых условиях приведены на рисунках 2 и 3.

Также приведен акт испытания уплотнительной пасты 131-435 КГУ тип 2 на кране 345 км газопровода «Голубой поток» (между Россией и Турцией) с 4-х кратным циклом «открытия-закрытия» (рис. 4).

Необходимо отметить, что может использоваться только высоковязкая паста со следующими физикохимическими и технологическими свойствами: • пенетрация в пределах 150-250 единиц (ммˉ¹) при +20 °С;• высокая коллоидная стабильность: не более 10 единиц (%) при +20 °С;• обладает хорошими смазочными свойствами;

• гарантийный срок хранения до начала использования по назначению – 5 лет.

Для обеспечения герметичности ТПА используются различные уплотнительные смазки отечественного и импортного производства.

Однако невысокая технологическая эффективность этих материалов (большой расход смазок, высокая трудоемкость набивки кранов, необходимость частых повторных набивок) или высокая стоимость (импортного производства) обусловили необходимость разработки отечественных высоковязких уплотнительных паст, например, 131-435 КГУ, которая представляет собой состав на основе кремнийорганических и минеральных жидкостей, загустителей и присадок и по параметру «цена-качество» вне конкуренции.

Выводы и рекомендации1. Использование высоковязкой конденсатостойкой пасты 131-435 КГУ (типы 0-8), выпускаемой ООО «Орггазнефть» по ТУ 2257-001-60565518-2009, обеспечивает длительную эксплуатационную герметичность затвора крана. Паста подается под давлением через конструктивные каналы в зону контакта «мягкого» уплотнения и шара, увеличивая эффективную площадь контакта «мягкого» уплотнения с шаром и создавая дополнительный уплотняющий эффект в зоне контакта «шар-седло», который не исчезает при перестановках крана неограниченное число раз.1.1. Одновременно паста смазывает трущиеся детали шарового крана при его перестановках.2. При технологических перестановках крана для обеспечения длительной герметичности в зону контакта добавляется не более 5 % по весу от первоначального количества введенной уплотнительной пасты.3. Использование уплотнительной высоковязкой пасты ООО «Орггазнефть» обеспечивает «перевод» любой эксплуатируемой шаровой запорной арматуры с уплотнением затвора типа «мягкого» (даже с нарушением герметичности) в класс герметичности «А» по ГОСТ Р 54808-2011. Таким образом, при надлежащей организации эксплуатации запорной шаровой арматуры может отпасть необходимость вырезки из МГ на весь период ее эксплуатации.4. Уплотнительная высоковязкая паста 131-435 КГУ (типы 0-8) ООО «Орггазнефть» отвечает необходимым и достаточным требованиям по обеспечению надежной эксплуатации ТПА на протяжении всего жизненного цикла. Литература:1. СТО Газпром 2-3,5-454-2010. Правила эксплуатации магистральных газопроводов.2. ГОСТ Р 56001-14. Арматура трубопроводная для объектов газовой промышленности. Общие технические требования.3. ГОСТ Р 54808-2011. Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов. Введен в действие с 01 июля 2012 г.4. ГОСТ Р 52720-2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения.5. ГОСТ 9544-75 Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов.6. ГОСТ 9544-93. Арматура трубопроводная запорная. Нормы герметичности затворов. Межгосударственный стандарт.7. ГОСТ 9544-2005. Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов.8. СТО Газпром 2-2.3-385-2009. Порядок проведения технического обслуживания и ремонта трубопроводной арматуры.9. Трофимов, Е.В. Применение уплотнительных паст – необходимый элемент обеспечения длительной технологической герметичности ТПА на МГ / Е.В. Трофимов, Г.В. Афанасов, А.А. Санников // Газовая промышленность. – 2014. – № 9.10. Колотовский, А. Н. Обеспечение требуемого уровня надежности и безопасности запорной арматуры на ЛЧ МГ / А. Н. Колотовский, А.В. Захаров, А.А. Сухолитко // Газовая промышленность. – 2012. – № 1. Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 2 (51) 2019

Подбор материалов соединительной и запорной арматуры для жидкостных и газовых систем

Рубрика: Рекомендации экспертов

Важнейший фактор надежности системы, работающей с агрессивной средой, — правильный подбор арматуры. Наибольшая проблема при работе с агрессивными средами – это коррозия и деструкция материалов, взаимодействующих со средой.

Корродирование металлов происходит не только из-за прямого химического или электрохимического взаимодействия со средой, но из-за других параметров. Температура, давление и концентрация агрессивных веществ значительно влияют на процесс протекания коррозии.

Так, например, коррозионная стойкость нержавеющей стали марки AISI 316 к концентрированной серной кислоте при температуре 20°C — стойкая, но при повышении температуры до 80°C – химическая стойкость значительно ухудшается, и длительная эксплуатация при такой температуре не рекомендуется.

Именно поэтому так важно указывать все параметры рабочей среды.

Самыми распространенными сплавами для изготовления конструкционных деталей клапанов – являются нержавеющие стали и латуни. Механизм защиты от коррозии одинаков для большинства металлов. Окислению деталей препятствует образование тонкой пленки нерастворимых окислов. Такая пленка не эластична и обладает незначительной прочностью, а на ее создание требуется время.

Рисунок 1 — Пример работы оксидной пленки 

На примере нержавеющей стали AISI 316 (ближайший аналог 10Х17Н13М2) можно разобрать влияние всех легирующих элементов:

1. Хром (16-18%) — повышает способность сталей к термическому упрочнению, их стойкость к коррозии и окислению, обеспечивает повышение прочности при повышенных температурах, а также повышает сопротивление абразивному износу высокоуглеродистых сталей.
2. Никель (10-14%)– способствует образованию оксидной пленки, повышает прочность, пластичность, коррозионностойкость.
3. Молибден (2-3%) делает сталь более защищенной от щелевой и питтинговой коррозии в хлористой, морской воде и в сильноагрессивных средах.

 Нержавеющая сталь обладает высокой химической стойкостью к большинству агрессивных сред. Список основных исключений крайне мал:

Не рекомендуется для длительного применения:                                                                

• Азотная кислота
• Гипохлорит кальция
• Медный купорос
• Муравьиная кислота
• Пары ортофосфорной кислоты
• Сернистая кислота
• Раствор углекислого газа
• Уксусная кислота
• Щавелевая кислота

Не рекомендуется применять: 

• Гипохлорит натрия
• Соляная кислота
• Серная кислота
• Хлор (большинство состояний)
• Хлорид железа
• Хлорид кальция
• Хлорид цинка 

Кроме основных конструкционных элементов, выполненных из латуни или нержавеющей стали, клапан содержит уплотнительные элементы. Типы уплотнительных элементов и их материалы приведены в таблице 1.

Тип уплотнения Материал

Сальниковое уплотнение	PFA (перфторалкоксидный полимер),PTFE (полимер тетрафторэтилена),PEEK (полиэфирэфиркетон),Grafoil (графит)
Уплотнительные кольца	FKM (фторкаучук),Kalrez (FFKM перфторкаучук),EPDM (Этилен-пропиленовый каучук)
Мягкий наконечник штока	PCTFE (Kel-F политрихлорфторэтилен)
Седло	Ацеталь,PEEK (полиэфирэфиркетон),PFA (перфторалкоксидный полимер)

 Таблица 1 — типы уплотнительных элементов и их материалы

Разберем наиболее химически стойкие материалы для каждого типа уплотнений:

• Для сальникового уплотнения рекомендуется использовать графит. Графит является чрезвычайно химически стойким материалом и инертен по отношению к большинству агрессивных сред вплоть до температур 2500—3000° С. Исключениями являются окислители. Окисление графита на воздухе начинается примерно при 500° С и быстро возрастает с увеличением температуры.
• Рекомендуется применение перфторкаучуковых уплотнительных колец так, как этот эластомер, полностью фторирован и имеет высокое сопротивление, диэлектрические свойства и устойчивость к высоким температурам.
• Исполнение клапанов с мягким наконечником штока разработано для постоянно перекрывающихся вентилей. Эластомерным материалом здесь является политрихлорфторэтилен. Этот материал обладает умеренной химической и температурной стойкостью, отличной адгезией к металлам и низкой ползучестью. Однако применение этого материала на особо агрессивные среды ограничено.
• Лучшим материалом для изготовления седла является нержавеющая сталь или латунь, однако уплотнение металл-металл допускает протечки по затвору, что не допустимо в ряде случаев. Для исключения протечки по затвору используются эластомерные материалы в качестве уплотнителей на больших условных диаметрах и цельные седла, изготовленные из эластомерных материалов, на малых диаметрах. Наиболее химически стойким материалом для изготовления сёдел является полиэфирэфиркетон. PEEK – это термопластический высокотехнологичный полимер, обладающий высокой температурной и химической стойкостью, отличными механическими и ударными свойствами.

Внимание! Выбор материалов соединительной и запорной арматуры для жидкостной или газовой системы должен производиться исключительно инженером, разрабатывающим данную систему.  

Виды водопроводных задвижек и особенности их ремонта — Проф Трубы

Доброе время суток, дорогой читатель! Сети водоснабжения являются сложной системой, которая нуждается в тщательном регулировании,  периодическом ремонте или замене кранов, участков труб, водяных счётчиков и других элементов, входящих в состав системы. Именно для управления потоком воды или его полной остановки и применяются водопроводные задвижки и затворы.

Что такое и где используются

• Задвижки являются распространённым типом запорной арматуры, применяемой для полного перекрытия движение среды для проведения ремонтных работ в системе или техобслуживания сантехнических приборов.
• Ими оснащаются практически любые трубопроводы диаметром от 15 мм до 2 м в системах подачи горячей/холодной воды и нефтепродуктов, эксплуатирующихся с постоянным высокоскоростным движением среды под давлением до 25 МПа.
• Они обладают сравнительно простой конструкцией, небольшой строительной длиной, малым гидравлическим сопротивлением, пригодны для эксплуатации в условиях разной сложности, могут управляться вручную или с помощью электропривода.

Для отключения газового оборудования чаще всего устанавливаются задвижки типа «Лудло» с выдвижным шпинделем.

Если задвижки в основном используются в качестве запорных устройств, то водопроводные запоры выполняют обе функции трубопроводной арматуры. Они имеют возможность не только останавливать поток, но и регулировать расход воды. Однако они ограничены по допустимому значению рабочего давления — до 2,5 МПа.

Конструкция и принцип действия

Конструкция водопроводной задвижки состоит из трёх основных узлов:

1. Корпуса с крышкой, в полости которого располагаются запорные детали и удерживается определённая часть рабочего вещества под давлением. Корпус представляет собой полую цельнолитую или разборную конструкцию из стали, чугуна или цветных металлов. Все его поверхности защищены от воздействия коррозии эпоксидной смолой. У корпуса имеются два патрубка (входной и выходной), которыми устройство соединяется с трубопроводом.
2. Запорного узла, состоящего из двух сёдел и затвора. Седла имеют параллельное или угловое по отношению друг к другу расположение, к их уплотнительным поверхностям при срабатывании задвижки на закрытие прижимается своими уплотнительными поверхностями запорная деталь. Центрирование запора обеспечивают направляющие в форме вертикальных цилиндров с пазами, изготовленных из износостойкой пластмассы или являющиеся выступающей частью внутренней поверхности корпуса. Сам запор в зависимости от модификации задвижки может иметь форму клина, одного или двух дисков;
3. Узла управления. В его состав входит винтовой шток (шпиндель), маховое колесо и резьбовая втулка, при помощи которой происходит преобразование крутящего момента в поступательное перемещение затворной детали. Ходовой узел может находиться в верхней части полости корпуса устройства или располагаться вне его. Отверстие, через которое шпиндель выходит из корпуса герметизирует специальный уплотнитель, функционирующий по принципу сильфона или сальника.

Принцип её работы заключается в следующим:

• маховик приводится в движение вручную или от электрического привода;
• усилие передаётся через резьбовое соединение штоку, который перемещает затвор по направляющим перпендикулярно потоку;
• запорная деталь плотно прижимается к сёдлам и останавливает перемещение потока жидкости в трубопроводе.

Чтобы открыть задвижку маховое колесо поворачивают в обратную сторону.

Затворы водоснабжения

В затворе водопровода запорный элемент выполнен в форме диска, диаметр которого равен размеру внутреннего диаметра трубы. Во время открывания и закрывания затвора диск вращается вокруг оси, перпендикулярной направлению потока.

Корпус затвора имеет укороченную цилиндрическую форму, бывает разборным и монолитным (цельносварная конструкция).

Изготавливается он из чугунных сплавов, разных видов сталей, цветных металлов, композитных полимеров.

В его полости располагается запорный орган, представленный из подвижной части — плоского или двояковыпуклого диска и неподвижной — седла. В качестве уплотнителей используются кольца из эластичной резины.

Виды и классификация водопроводных задвижек

По конструкции запорного органа задвижки для водопроводных систем подразделяются на:

Клиновые задвижки оснащаются затвором конусообразной формы, который в положении «закрыто» плотно входит в пространство между сёдлами. Клин может быть разных видов:

• жёстким, имеющим форму суженной к низу цельной пластины. Она плавно опускается в нижнюю часть устройства и перекрывает в перпендикулярном направлении проходные отверстия сёдел, прерывая таким образом движение рабочей среды. Жёсткий клин надёжно запирает проходное отверстие, однако более подвержен ржавлению и сложнее подгоняется к сёдлам. Поэтому в таких устройствах существует опасность заклинивания и возникают трудности в поднятии клина при резких перепадах температур;
• двухдисковым — состоящим из двух дисков, которые подвижно скреплены между собой под углом друг к другу. При срабатывании задвижки на закрытие оба элемента поворачиваются относительно друг друга и закрывают проходные отверстия в сёдлах, плотно прижавшись к их уплотнительным поверхностям. При открывании они отодвигаются от сёдел, освобождая проход рабочему веществу. Такая конструкция запорного органа обеспечивает хороший уровень герметичности, снижает риск заклинивания и увеличивает рабочий ресурс всего устройства;
• упругим, два диска которого связаны между собой упругой резиновой деталью. Он способен сгибаться под воздействием напора воды, обеспечивая таким образом более плотного прижатия к уплотнительным материалам сёдел. Задвижки с обрезиненным клином требуют меньшего усилия при управлении, обладают гладкими поверхностями прохода, снижающими силу трения и износ элементов запорного органа.

К параллельным задвижкам относятся устройства, у которых уплотнительные поверхности запорного или регулирующего органа располагаются в параллельных плоскостях друг к другу.

Для печных дымоходов используют шиберные задвижки, в конструкцию которой входит рамка и металлическая пластина с ручкой. При открывании задвижки пластина выдвигается из рамки, при закрывании возвращается в первоначальное положение.

Критерии выбора задвижек

Для правильного выбора водяной задвижки необходимо выполнить тщательный анализ исходных требований к её техническим характеристикам, а также сравнить цены на изделия у разных производителей.

Выполняют такой анализ в следующей последовательности:

• определение назначения и условий работы арматуры (свойства рабочей среды, значение максимального рабочего давления и диапазон температур);
• определение номинального размера условного прохода (ДУ);
• выбор метода управления устройством;
• выбор материала корпусных деталей;
• уточнение функции(запирание или регулирование);
• выбор конструктивной модификации изделия;
• окончательное определение геометрических параметров устройства (строительной длины и высоты, размеров присоединительных концов, способа присоединения к импульсной линии, количество крепёжных элементов и т. д.);
• выбор соответствующей модели по номенклатуре выпускаемых задвижек.

Арматура из чугуна для систем отопления и водоснабжения в последнее время применяются реже, в основном здесь используют стальные устройства. Чугунную запорную арматуру чаще устанавливают в канализации, в системах подачи сжатого воздуха, пара и сыпучих материалов.

Соединение с трубопроводом и монтаж

Присоединительные концы задвижек могут быть фланцевыми, муфтовыми или предназначенными под приварку. От этого фактора и типа трубы в системе зависит способ проведения монтажного процесса.

Подсоединение к металлическим водопроводным трубам

Монтаж задвижек в систему водоснабжения из металлических труб выполняют следующим образом:

• вырезают в месте установки участок трубы, равный по длине размеру корпуса устройства;
• зачищают края;
• в зависимости от типа присоединения к процессу выбранной задвижки либо нарезают на краях труб резьбу, либо приваривают к ним ответные фланцы;
• выполняют герметизацию мест соединения: фланцевые — уплотняют резиновыми кольцами, резьбу — льняной нитью;
• фиксируют задвижку на трубопроводе: фланцы скрепляют с помощью болтов и шайб или наворачивают присоединительные патрубки на подготовленную резьбу.

Монтаж в систему из пластиковых труб

При установке задвижки на пластиковую трубу:

• вырезают участок трубы нужной длины;
• оба конца надевают на разогретые до 260ºС насадки сварочного аппарата;
• после нагрева вставляют в них присоединительные патрубки устройства;
• удерживают места соединения в неподвижном состоянии в течение нескольких минут до полного отвердевания пластика.

Особенности установки на печные трубы

Печную задвижку устанавливают на дымоход на этапе его возведения:

• кладут ряд кирпичей согласно порядовке;
• вырезают сверху в кирпиче углубление, совпадающее по размерам с толщиной рамки задвижки и сбоку паз для ручки;
• укладывают шибер в подготовленное углубление на цементном растворе;
• кладут следующий ряд кирпича.

Несколько рекомендаций по монтажу и полезных советов

Существует ряд правил, которым следует следовать при монтаже в обязательном порядке, а именно:

• запорная арматура не должна в момент установки и по окончанию монтажа испытывать внешние нагрузки, в том числе и от трубопровода;
• место установки должно быть доступно для дальнейшего проведения осмотров и техобслуживания;
• при монтаже на горизонтальном участке трубопровода запрещается располагать устройство маховиком вниз, на вертикальном участке — положение маховика может быть любым;
• запрещается разбирать устройство под давлением;
• перед установкой задвижки выполняют пропарку внутренних поверхностей горячей водой с последующей сушкой;
• перед задвижкой желательно разместить магнитно — резонансный фильтр;
• при открывании и закрывании задвижки штурвал следует поворачивать плавно, не допуская рывков;
• своевременно подтягивать втулку сальника;
• опрессовку трубопровода следует проводить при открытых задвижках.

Если у вас есть полезные советы по монтажу водопроводных задвижек, то поделитесь ими в х. Подписывайтесь на наш канал, делитесь своим опытом с нами, а также в социальных сетях.

Гидрожидкости для запорной арматуры — назначение и сферы использования. Статьи компании «ООО НПО "Орггазнефть"»

Для того, чтобы содержать запорную арматуру труб в чистоте, её нужно регулярно прочищать и смазывать. Делать это с помощью воды — очень плохая идея, так как вода является одним из самых мощных окислителей. Когда она контактирует с поверхностью запорных механизмов, это приводит к образованию ржавчины.

Чтобы избежать таких проблем, для прочистки и смазки запорной арматуры нефтяных и газовых труб используют специальные гидравлические жидкости. Гидрожидкости применяют для того, чтобы убрать из труб затвердевшие остатки ранее использованной смазки, а также для обеспечения работы кранов в сухих условиях, когда уплотнительная смазка уничтожается газовым конденсатом.

Так как вода является очень мощным окислителем, её нахождение в трубах — это серьёзная проблема. Основная задача любой гидравлической жидкости — это удаление воды из труб и защита запорной арматуры от её разрушительного воздействия. Смазка и очистка труб от осадка и ржавчины — это в некотором смысле второстепенные задачи гидравлических жидкостей.

Состав и характеристики гидравлических жидкостей

Современные гидрожидкости в зависимости от типа и состава можно применить в газовой и нефтяной промышленности для обслуживания вентилей и кранов газовых и нефтяных труб соответственно. Любая гидравлическая жидкость состоит из основы, а также из присадки, объём которой составляет примерно 5% от общего состава вещества.

Именно от состава присадки зависят свойства и характеристики конкретной гидравлической жидкости.

В состав гидрожидкости могут входить эмульгаторы, служащие для смешивания технического масла с водой или деэмульгаторы, которые действуют наоборот, то есть отделяют масло от воды.

В целом же использование гидравлических жидкостей в обслуживании нефтяных и газовых труб позволяет значительно увеличить срок эксплуатации запорной арматуры — кранов, вентилей и так далее.

Область применения

Описываемые жидкости в зависимости от их типа, можно применять в условиях экстремально низких температур. Так, гидрожидкость ПМС-20КГ, которая имеется в нашем ассортименте, идеально подходит для работы в условиях крайнего Севера, где всегда холодно, а потому постоянно возникают проблемы с обслуживанием труб и запорной арматуры.

Гидравлическая жидкость ПМС-20К также была разработана для работы в холодных регионах нашей страны. Она выдерживает морозы до -60 градусов по Цельсию. Обе эти жидкости лучше всего содержать на складе при комнатной температуре для того, чтобы она дольше сохраняла свои характеристики.

Преимущества гидравлических жидкостей

Гидрожидкости являются превосходной заменой техническим маслам. Они уже давно заняли ту нишу, которую ранее занимали масла и выгодно отличаются от них тем, что:

• Качественнее смазывают детали, что исключает заклинивание механизмов при перестановке.
• Не провоцируют образование ржавчины, благодаря чему обслуживаемая запорная арматура служит дольше.
• Высокая максимальная температура использования — можно применять при температуре до 100 градусов по Цельсию.
• Гидравлические жидкости не являются химически агрессивными, не разрушают уплотняющие материалы.
• Сохраняет текучесть при экстремально низких температурах (до -70 градусов по Цельсию).

Помимо этого гидравлические жидкости не являются токсичными, а потому работа с ними не опасна для людей и окружающей среды. Благодаря нетоксичности вещества его можно перевозить и хранить в лёгких пластиковых контейнерах.

Запорная арматура для пара и конденсата

В качестве запорной арматуры для паропроводов и конденсатных линий в большинстве случаев идеально подходят многооборотные вентили с уплотнением рабочего клапана металл по металлу, а также вентили с мягким уплотнением.

По типу герметизации движущейся части вентиля (штока) относительно окружающей среды, вентили могут быть с сальниковым уплотнением или с сильфонным уплотнением.

Для небольших диаметров паропроводов и низких давлений пара можно применять шаровые краны, для больших диаметров паропроводов, как правило, экономически более оправданы дисковые поворотные затворы с уплотнением «металл по металлу».

Однако, следует помнить, что и шаровые краны, и поворотные затворы имеют гораздо больше ограничений при использовании на пар, чем многооборотные запорные вентили, являющиеся традиционной запорной арматурой для использования в пароконденсатных системах и поэтому применяющиеся наиболее часто. Запорные вентили являются наиболее популярной запорной арматурой для промышленных пароконденсатных систем, для установки на трубопроводы в диаметрами Ду 15…300.

• Компания ООО «Паровые системы» является официальным представителем итальянского производителя специализированной запорноой арматуры для пара и конденсата компании Mival, предлагая со склада в Санкт-Петербурге всю линейку производимых клапанов.
• Вентили с сильфонным уплотнением штока не нуждаются в обслуживании и могут длительное время эксплуатироваться, не требуя никаких дополнительных затрат.
• Запорные клапаны производства Mival имеют несколько конструктивных особенностей, обеспечивающих преимущество перед клапанами многих других производителей в части удобства ремонта и эксплуатации.

Запорные вентили Mival с сильфоном имеют верхнее седло, позволяющее обслуживать дублирующий сальник без снятия давления с трубы.

При повреждении сильфона и появлении утечки через дублирующий сальник, вентиль следует полностью открыть; в таком положении верхнее седло плотно перекрывает проход рабочей среды через шток, локализуя утечку.

После этого можно выполнить обслуживание дублирующего сальника, подтянув, либо дополнив его. Далее вентиль может эксплуатироваться снова вплоть до регламентных ремонтных работ.

Эта особенность конструкции незаменима в условиях, когда вентиль стал пропускать по штоку, но трубопровод не может быть отключен в силу требований производственного процесса. Венили с сильфоном Mival позволяют обеспечить безостановочный процесс даже при возникновении утечки через сильфон и дублирующий сальник.

Затвор у всех запорных вентилей может вращаться вокруг оси, на которой закреплен. Эта особенность позволяет значительно снизить риск быть поврежденным, если в закрытом положении, диск затвора прикипел к седлу. При открытии вентиля, затвор не скребет по седлу, а поднимается, не царапая при этом седло.

Варианты исполнения запорных вентилей:

• параболический затвор для возможности плавного регулирования потока рабочей среды;
• съемное и быстрозаменяемое мягкое уплотнение затвора (до 180гр.С);
• электрический или пневматический привод для систем автоматического управления.

Модель 61

Запорный клапан модель 61.pdf — DN15…200; — PN16; — Тмакс 300 гр.С; — Сильфонное уплотнение штока; — С верхним седлом для обслуживания;

— Корпус — серый чугун.

Модель 63

Запорный клапан модель 63.pdf — DN15…150; — PN25; — Тмакс 350 гр.С; — Сильфонное уплотнение штока; — С верхним седлом для обслуживания;

— Корпус — ковкий чугун.

Модель 64

Запорный клапан модель 64.pdf — DN15…300; — PN16; — Тмакс 350 гр.С; — Сильфонное уплотнение штока; — С верхним седлом для обслуживания;

— Корпус — ковкий чугун.

Модель 51

Запорный клапан модель 51.pdf — DN15…250; — PN16; — Тмакс 300 гр.С; — Сильфонное уплотнение штока; — Без верхнего седла;

— Корпус — серый чугун.

Модель 53

Вентиль запорный модель 53.pdf — DN15…150; — PN25; — Тмакс 350 гр.С; — Сильфонное уплотнение штока; — Без верхнего седла;

— Корпус — ковкий чугун.

Модель 54

Вентиль запорный модель 54.pdf — DN15…250; — PN16; — Тмакс 350 гр.С; — Сильфонное уплотнение штока; — Без верхнего седла;

— Корпус — ковкий чугун.

Модель 347

Вентиль запорный модель 347.pdf — DN15…250; — PN40; — Тмакс 400 гр.С; — Сильфонное уплотнение штока; — Без верхнего седла;

— Корпус — нерж. сталь.

Модель 336

Вентиль запорный модель 336.pdf — DN15…250; — PN100; — Тмакс 400 гр.С; — Сильфонное уплотнение штока; — Без верхнего седла;

— Корпус — сталь.