Задвижки для трубопроводов и их выбор

Несмотря на свою ограниченную функциональность, задвижки для трубопроводов являются жизненно важными компонентами насосных и транспортирующих систем, которые используются во многих отраслях промышленности. Отсутствие задвижек (особенно с преобладанием простых управляющих функций) может иметь неприятные последствия для производительности, безопасности, эффективности и долговечности работы трубопроводов.

Оптовая компания «АрмСнаб» специализируется на запорной арматуре для трубопроводов различного назначения, поэтому имеет в наличии большой выбор задвижек, предназначенных для эксплуатации в разных условиях. Поэтому выбор такого рода арматуры предопределит её последующую надёжность и долговечность.

Назначение задвижек и реализуемые ими функции

Основные функции задвижек для трубопроводов:

1. Остановка и запуск потока рабочей среды.
2. Регулирование скорости и направления потока.
3. Предотвращение обратного потока.
4. Регулирование давления в системе.

Классифицируя задвижки по первому параметру, отметим их принципиальное отличие от клапанов, поскольку первые имеют более ограниченные возможности контроля и управления. Однако, с другой стороны, задвижки имеют более простую конструкцию, и, следовательно, менее зависят от внешних неблагоприятных факторов.

Типы задвижек, подходящие для конкретной системы, в значительной степени зависят от конкретного применения и функций, которые данные элементы будут выполнять в трубопроводной системе. При выборе типа задвижки для конкретного применения необходимо учитывать ряд важных обстоятельств, которые рассматриваются далее.

Плотность и вязкость рабочей среды. Природа перекачиваемой жидкости оказывает заметное влияние на конфигурацию системы и тип соответствующих задвижек. Характеристики жидкости, которые необходимо учитывать, включают:

• Степень её химической агрессивности:
• Имеются ли в составе рабочей среды абразивные частицы (если да, то какие наибольшие поперечные размеры они имеют);
• Может ли рабочая среда вступать в химические реакции с деталями задвижки, и какие последствия такого взаимодействия ожидаются;
• Насколько сильно изменяется плотность рабочей среды при изменении температуры.

Если коррозионную стойкость задвижек можно увеличить путём применения соответствующих материалов, например, бронзы, латуни, нержавеющих сталей, то изменение физических параметров рабочей среды может повлиять на надёжность срабатывания задвижек.

Давление и температура в системе. Все исполнения задвижек, а также материалы, из которых они изготовлены, должны выдерживать и эффективно работать в условиях определённой окружающей среды. Особенно это касается трубопроводов, в которых могут наблюдаться резкие температурные колебания и изменения давления прокачки.

Технологические функции. Здесь должны рассматриваться следующие вопросы:

• Достаточно эффективной будет задвижка при требовании частичной остановки потока?
• Допускается ли дросселирование?
• Какую утечку в состоянии выдержать трубопровод?

По результатам анализа работы системы может выясниться, что задвижка с поставленными задачами не справится, и придётся устанавливать клапан.

Особенности технического обслуживания. Относительно конкретных условий функционирования трубопровода периодическая очистка внутреннего пространства задвижки должна производиться с минимальными потерями времени, возможно, даже без полного снятия устройства.

Совместная эксплуатация с остальными составляющими трубопроводной системы. При выборе задвижки следует принимать во внимание особенности контрольно-измерительных приборов и общую их конструкцию.

В конкретных применениях к задвижкам могут устанавливаться и другие ограничения, например, гигиенические требования (характерные для трубопроводов, которые действуют в фармацевтической или пищевой промышленности), дополнительные региональные стандарты безопасности (прокачка радиоактивных сред) и т.д. Практически все стандарты безопасности устанавливают ограничения по работе задвижек (шум, противопожарные ограничения).

Конструкция и классификация задвижек

Как элемент бытовой трубопроводной арматуры данные изделия практически не применяются, поскольку предназначены для управления большими потоками рабочей среды (с малыми успешно справляются краны и вентили).

Типовыми элементами задвижки являются:

1. Корпус, в котором объединены все остальные детали устройства. Та его часть, которая примыкает к трубопроводу, должна иметь определённый вид присоединения. Материалом корпуса обычно принимают цветные металлы, но задвижки особо больших габаритов могут производиться из чугуна. 
2. Заслонка – подвижная (преимущественно- плоская) часть задвижки, при помощи которой производится перекрытие потока рабочей среды;
3. Привод, который управляет перемещением заслонки. Чаще всего представляет собой маховичок, вращательное движение которого винтовым механизмом преобразуется в поступательное движение заслонки. Если сопротивление перекрытию велико, может применяться привод от индивидуального электродвигателя, гидроцилиндра или компрессора. Это – вариант, максимально напоминающий клапан.

В соответствии с ГОСТ 9698-86 количественные характеристики задвижек находятся в диапазоне:

• По номинальному давлению рабочей среды, МПа – 0,16…25,0;
• По значению условного прохода, мм – 50…1600;
• По температуре прокачиваемой рабочей среды,⁰С – от -60 до +565;

Способ присоединения – фланцевый или (реже) при помощи муфты.

В назначенных пределах работы задвижками выполняются две функции:

• Полное или частичное перекрытие потока;
• Ограниченное управление расходом рабочей среды, основные физические свойства которой находятся в нормативах, указанных ГОСТ 9698-86.

В задвижках линейного действия (наиболее распространённых) остановка потока производится скольжением подвижной заслонки в направлении, параллельном оси потока. Направление перемещения может быть встречным или попутным. В первом случае блокировка перемещения рабочей среды производится быстрее, но и нагрузки на саму заслонку выше, что вынуждает увеличивать её ширину. В задвижках с попутным перемещением корректировка параметров потока происходит более плавно, однако занимает больше времени. Крупные типоразмеры таких задвижек иногда называют шлюзовыми клапанами. Область применения – прямолинейные потоки, которые можно и целесообразно изолировать от остальной части трубопровода.

В задвижках с дросселированием происходит не только блокировка расхода рабочей среды, но и частичное изменение его физических характеристик, например, давления или температуры. Поскольку управляющие функции задвижек весьма ограниченны, такие устройства используются при транспортировке летучих жидкостей и сред с малой плотностью. Иногда дроссельные заслонки выполняют с вращательным движением шибера. Используется дисковый фигурный поворотный механизм закрытия, расположенный по оси трубы. Для вращения применяется стержень – шток, который проходит через всю площадь задвижки. Движение штоку передаётся от действующего привода. Преимуществом такого типа заслонок является возможность поворота диска по направлению к потоку. Это позволяет оперативно и надёжнее заблокировать прохождение рабочей среды, особенно, когда в этом месте трубопровода предусмотрено колено или изгиб.

Достоинства и недостатки задвижек по видам

Для определенных отраслей промышленности существуют дополнительные общие критерии, которые обычно необходимо принимать во внимание при выборе типоразмера и конструкции задвижки. Часто, в частности, требуется, чтобы устройства, используемые в крупных трубопроводах, могли быть оперативно очищены от грязи и посторонних частиц. Для задвижек, работающих возвратно-поступательно, это требование считается более актуальным.  Таким образом, в открытом состоянии одно из отверстий задвижки должно иметь диаметр, позволяющий пропускать чистящий скребок. Поэтому большинство исполнений рассматриваемых устройств имеют отверстие минимум такого же размера, как и остальная часть трубопровода.

Задвижки чаще всего не имеют дистанционного управления, поэтому их применение в экстремальных ситуациях ограничено. Есть вариант изготовления задвижек с автоматическим приводом.

Вместе с тем простота конструкции позволяет задвижках устойчиво действовать в условиях чрезвычайно высоких температур и давлений потока.  Так, в зависимости от применения и стадии процесса добычи нефти и газа задвижки сохраняют свою работоспособность даже при и криогенных температурах. То же самое может быть применимо и к устройствам, работающим в составе трубопроводов, транспортирующих пищевые жидкости, порошки или их смеси.

Задвижки, которые вступают в прямой контакт с пищевыми продуктами или лекарствами, должны соответствовать ряду специфических критериев:

• Отсутствию каких-либо шероховатых поверхностей щелей или пор, в которых могут скапливаться пищевые материалы и бактерии;
•  Должны быть изготовлены из материалов, которые не впитывают элементы, содержащиеся в рабочей среде, не портят и не загрязняют продукт.
• Не вызывать потребность в дополнительной очистке рабочей среды (правило обязательно для трубопроводов водоснабжения и водоотвода).

Поскольку выбор задвижек с необходимыми технологическими характеристиками представляет собой сложную задачу, специалистами оптовой компании «АрмСнаб» периодически проводятся квалифицированные консультации специалистов. Они касаются возможностей того ассортимента товара, который имеется в нашем каталоге, или заказываемых под специальные потребности.  Таким образом, ошибки выбора могут быть сведены к минимуму или вовсе исключены.

Мы гарантируем, что приобретённые с нашей помощью задвижки помогут обеспечить эффективную, безопасную и долговечную работу трубопроводных систем, работающих у клиента.