Анализ особенностей трубопроводной арматуры
Основными причинами выхода из строя запорно-регулирующей трубопроводной арматуры являются:
-
неправильный выбор трубопроводной арматуры;
-
применение контрафактной, морально и физически устаревшей арматуры;
-
неквалифицированный персонал монтирующий, эксплуатирующий и обслуживающий арматуру;
-
ошибки в конструкции трубопроводной арматуры;
-
использование в процессе производства арматуры некачественных материалов (брак);
-
аварийная ситуация в системе трубопровода.
По функциональному назначению трубопроводную арматуру можно разделить на следующие группы:
-
запорная арматура — предназначена для перекрытия потока рабочей среды;
-
регулирующая арматура — регулирует параметры рабочей среды;
-
предохранительная арматура — защищает оборудование и трубопровод от недопустимых колебаний параметров среды;
-
многоходовая арматура — распределяет рабочую среду по определенным направлениям или смешивает ее;
-
контрольная арматура используется для определения тех или иных параметров рабочей среды;
-
фазораспределительная арматура предназначена для разделения рабочих сред в зависимости от их состояния.
Больший объем (до 80 %) рынка занимает запорная арматура.
В настоящее время в нашей промышленности наиболее широко применяется запорно-регулирующая арматура (по конструктивному исполнению):
Задвижка — трубопроводная арматура, в которой запирающий элемент перемещается возвратно-поступательно перпендикулярно направлению потока рабочей среды. Используется преимущественно в качестве запорной арматуры. Запирающий элемент находится в крайних положениях: «открыто» и «закрыто». Разновидностью этого типа арматуры является шланговая задвижка, у которой перекрытие потока рабочей среды осуществляется рабочим органом, пережимающим эластичный шланг, внутри которого проходит транспортируемая рабочая среда.
Клапан—трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока рабочей среды в седле корпуса арматуры.
Клапан, в котором запирающий элемент перемещается с помощью винтовой пары и управляется вручную, называется вентилем. Сейчас это название устарело. Разновидностью этого типа арматуры является мембранный клапан, у которого в качестве запорного элемента используется мембрана. Мембрана фиксируется по внешнему периметру между корпусом и крышкой, выполняет функцию уплотнения корпусных деталей и подвижных элементов, относительно внешней среды, а также функцию уплотнения запорного органа.
Кран — трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму тела вращения или его части.
Затвор (затвор дисковый) — трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска и поворачивается вокруг своей оси, перпендикулярной к оси трубопровода.
Приведенная выше последовательность конструктивного исполнения трубопроводной арматуры характерна и для временного применения арматуры в мировой и отечественной промышленности. Задвижки и вентили еще не ушли совсем в прошлое, но при выборе трубопроводной арматуры для объекта капитального строительства выбор чаще всего идет между шаровым краном и поворотным затвором, а первые два представителя используются в основном для текущего ремонта как замена на себе подобные.
Помимо надежности и функциональности значимым критерием для выбора трубопроводной арматуры должен служить срок службы изделия, объем и периодичность технического обслуживания. В идеале срок службы запорной арматуры должен быть больше срока службы системы, в которую арматура устанавливается, а техническое обслуживание не требуется или сведено к минимуму. Более полно этим требованиям соответствуют шаровые краны и поворотные затворы. Однако поворотные затворы в различных конструктивных исполнениях, имеют более широкий диапазон применения. В первую очередь, это обусловлено тем, что выбор уплотнений для шарового крана ограничен, а в конструкциях поворотных затворов могут применяться материалы уплотнений, стойкие к химическим, термическим и другим экстремальным нагрузкам.
По конструктивному исполнению поворотные затворы делятся на следующие группы.
Поворотные затворы без смещения рабочего органа — поворотные затворы с «мягким» уплотнением. Герметичность в данной конструкции достигается за счет сжатия рабочим органом (диском) «мягкого» уплотнения, облегающего поверхность седла корпуса затвора. Уплотнение по штоку осуществляется за счет О-образных полимерных колец. Данные затворы в основном изготавливаются из чугуна и углеродистой стали. Нашли широкое применение в ЖКХ для тепло- и водоснабжения. К достоинствам можно отнести: малые габариты и массу, низкая стоимость, отсутствие необходимости технического обслуживания, высокая ремонтопригодность, достаточно большой срок службы (10-15 лет). Применение затворов ограничено узким диапазоном функциональных характеристик «мягких» уплотнений.
Поворотные затворы с двойным смещением рабочего органа (с двойным эксцентриситетом) — затворы, в которых герметичность достигается за счет плотного прижатия рабочего органа (диска) к поверхности седла. Первый эксцентриситет обусловлен смещением центральной оси вала затвора относительно плоскости рабочей поверхности диска. Второй — смещением этой оси относительно диаметра корпуса затвора, расположенного параллельно данной оси. Самый простой пример двойного эксцентриситета — это обычная дверь, где ось петли смещена относительно центральной вертикальной линии полотна двери и относительно центральной плоскости торца полотна. При такой конструкции диск затвора и полотно двери занимают крайнее положение «закрыто» по наклонной траектории.
Корпус затвора с двойным эксцентриситетом может изготавливаться из различных материалов. Уплотнение диск-седло может быть твердым, в том числе и металл по металлу.
Область применения данных затворов ограничена из-за того, что при закрытии между рабочей поверхностью диска и седлом в случае с твердым уплотнением существенную роль играет процесс трения. Поэтому при выборе затворов с двойным смещением приходится жертвовать либо классом герметичности, либо существенно ограниченным сроком службы.
Поворотные затворы с тройным смещением рабочего органа (с тройным эксцентриситетом). Третий эксцентриситет — это смещение центральной оси вращения вала относительно оси конуса седла. Он достигается за счет того, что седло и рабочая поверхность диска исполнены не в виде окружности, а в виде сложной овальной формы. Процесс закрытия затвора в этом случае делится на две фазы: первая — диск прижимается к седлу по наклонной траектории; вторая — в момент полного закрытия диск «ложится» (прижимается) к седлу всей плоскостью, что исключает фактор трения. В момент открытия все происходит наоборот: диск равномерно всей плоскостью отжимается от села, а затем по наклонной траектории возвращается в положение «открыто».
В данной конструкции можно диск жестко не закреплять на валу. В этом случае исключается пагубное влияние температурного расширения материалов, т. е. диск при закрытии «самоустанавливается» на валу и не «заедается» в седле. Применив в качестве уплотнения по штоку графит или другой стойкий материал, выбрав соответствующий материал затвора, получим трубопроводную арматуру, которую можно применять в полном объеме разрешения Ростехнадзора, включая такие «капризные» среды, как кислород и хлор.
К числу неоспоримых достоинств затворов с тройным эксцентриситетом относятся:
-
высокий показатель надежности;
-
затворы могут изготавливаться из различных материалов (углеродистая и легированная стали, титан, бронза, дуплексная сталь), что позволяет применять их на различные среды;
-
высокий уровень герметичности (вакуумная герметичность);
-
широкий температурный диапазон применения (от -196 до +550 °С).
Говоря о покупке трубопроводной арматуры, нельзя не сказать о том, что лучше совершать покупку в специализированных магазинах, где имеется сертификат качества на изделие и гарантийный талон. В противном случае вы рискуете приобрести контрафакт или попросту подделку, которая мало того, что по всем техническим параметрам не отвечает требованиям, предъявляемым трубопроводной арматуре, но и может нанести вред всей трубопроводной системе вашего дома.