Арматура трубопровідна, види, призначення, особливості застосування

Трубопровідна мережа будь-якого призначення — це серйозна інженерна конструкція, в якій кожна деталь несе на собі певну функціональне навантаження, відповідає за якість, безпеку, безперебійність роботи мережі. Але магістраль не перебуває з одних лише труб, необхідна ще і арматура. Конструкційне рішення таких деталей по складності, матеріалом виготовлення (сталь, чавун, латунь, пластик), видам і призначенням різноманітні. Вона використовується для сталевих, металопластикових, поліетиленових, поліпропіленових систем. Широкий асортимент цих виробів класифікований, що допомагає розібратися з розумінням питання трубопровідна арматура: що це таке?

Кожен трубопровід оснащується різними видами арматури — запірної, регулюючої та іншої

Класифікація трубопровідної арматури

Що ж таке — «арматура трубопровідна»? Це механізм, робота якого полягає в зміні перетину проводить просвіту трубопроводу з метою організації руху (регулювання, відключення, змішування, скидання, розподіл) одного або декількох потоків рідких, газоподібних, порошкоподібних речовин, згідно з технічними параметрами тиску, температури, потужності, напрямки та фізико -Хімічні стану робочого середовища. Класифікація досить обширна, такі елементи діляться за різними критеріями.

1. По виконуваних функцій:

• запірна — герметично перекриває рух речовини в магістралі в момент закриття, також забезпечує прохідність без опору при відкритті механізму (кран, вентиль, засувка, засувка). Необхідність в даному процесі виникає періодично по технічним вимогам. До запірним відноситься елемент для спуску робочої середовища з ємності або надходження в контрольно-вимірювальні прилади;
• регулююча — дозволяє змінювати параметри температури, тиску, напору, рівня, витрати речовини, що транспортується (вентиль, автоматичний клапан, конденсатовідвідник, регулятор рівня). Редукційна або дросельна арматура трубопроводів регулює тиск за допомогою гідравлічного опору;
• запобіжна — автоматично спрацьовує на відкривання клапана при тиску, що перевищує норму, під час чого відбувається скидання надлишку проводиться маси (запобіжний клапан, мембранний запобіжник, перепускний клапан);
• захисна — відключає обладнання, ділянка трубопроводу при аварійному зміні показників проведеного речовини або блокує зворотний струм робочої середовища, захищаючи трубопровід і обладнання від аварійних ситуацій (зворотний клапан, пневмозадвіжкі, відсічний клапан);
• фазоразделітельная — розділяє проведену середу, що знаходиться в різних фазах стану (видалення конденсату, масло / газо / відділення повітря);
• распределительно-змішувальна — розподіляє потік речовини в заданих напрямках, або змішує потоки в єдиний (розподільний кран / клапан, змішувач, триходова арматура);
• контрольна — визначає рівень, рух проведеної маси (датчик рівня, пробки-спускні крани).

Контрольна арматура дозволяє стежити за температурою, тиском та іншими параметрами роботи трубопроводу

2. За способом управління:

• керована — наводиться в дію за допомогою маніпуляції вручну або за допомогою механічного (пневматичного, гідравлічного, електричного, електромагнітного) приводу. Дистанційне керування може здійснюватися окремо встановленим від трубопровідної арматури приводом, що з’єднуються підшипниками, валами, тросом, зубчастими колесами. Велика частина виробів, розрахована на труби O не більше 400 мм, управляється ручним приводом, процес відрізняється повільністю і додатком значних зусиль;
• автоматична — діє автономно під впливом робочого середовища або за допомогою пристроїв автоматичного спрацьовування.

3. За способом з’єднання з трубопроводом:

• муфтовий — з’єднання муфтою з різьбленням всередині, застосуємо до O не більше 80 мм і робочому тиску 10 атм, підходить для металопластикових, поліетиленових, поліпропіленових трубопроводів;
• фланцеве — міцне з’єднання з болтової стяжкою, фланцевая стикування може багаторазово розбиратися і збиратися для ремонту, прочищення арматури. Необхідний періодичний контроль кріплень, так як вони можуть слабшати;
• під приварення — деталі стикуються зварювальним швом в розтруб або встик, вважається найнадійнішим і герметичним, застосовується для провідності небезпечних речовин. З’єднання може бути доповнено підкладним кільцем, щоб виключити перекіс стикування деталей, такий спосіб використовують при прокладанні трубопроводів для АЕС;
• цапкова — спосіб з’єднання елементів невеликого розміру, що працює під високим тиском (КВП), за допомогою приєднувальних патрубків із зовнішнім різьбленням і буртиком;
• штуцерний — використовується для арматури O не більше 15 мм в лабораторних трубопроводах. З’єднання різьбове.

Фланцеве з’єднання відноситься до розбірних кріпленням; арматуру, встановлену таким методом, легко обслуговувати і замінювати

4. За способом герметизації:

• сальниковая — досягається ущільненням контакту штока і шпинделя сальниковой набиванням (шнури з азбестових чи конопляних волокон, просочені герметизирующим складом, фторопластовая набивка);
• мембранна — ущільнення за рахунок мембрани (пружний еластичний диск), яка затискається між кришкою і корпусом арматури;
• сильфонне — рухливі елементи ущільнені сильфонним вузлом (гофрована трубка);
• шлангова — в конструкцію арматури включений еластичний шланг, який пережимається, герметично відсікаючи потік.

5. По області застосування:

1. спеціальна — виготовляється на замовлення з певними вимогами для виконання специфічних завдань. Арматура трубопровідна такої розробки використовується в лабораторних дослідженнях, випробуваннях, оборонному комплексі, АЕС;
2. загального призначення — вироби серійного випуску, які широко використовуються в промисловості, системах ЖКГ (водопровід, опалення), інших виробничих галузях. До них відносяться:
3. пароводяна — широко застосовується у всіх сферах, де трубопровід працює з водою, розрахована на різний спектр діаметрів і робочого тиску;
4. газова — застосовна до трубопроводів газопостачання до вимог для пожежонебезпечної, вибухонебезпечного середовища. Відрізняється міцним, герметичним з’єднанням;
5. нафтова — стійка до агресивного середовища арматура, що встановлюється на трубопровід з нафтовим потоком або нафтопродуктами;
6. хімічна — розробляється з матеріалів, стійких до окислення, для трубопроводів хімічної промисловості з дуже агресивною робочим середовищем;
7. енергетична — вид трубопровідної арматури, пов’язаною з роботою енергетичних котлів, установок, турбін з підвищеним тиском (понад 300 атм) і температурою пари (понад 500оС);
8. суднова — застосовується на флоті, суднобудуванні, морських спорудах в умовах роботи з нестабільним становищем і суворим морським кліматом;
9. резервуарна — монтується на ємностях для скидання наповнює середовища (дренажна арматура), має один приєднувальний патрубок.

10. За типом переміщення робочого механізму виділяють такі види трубопровідної арматури:

• кран — замикаючий елемент, який має тіло обертання, переміщується, обертаючись навколо своєї осі з довільним розташуванням щодо направлення потоку;
• засувка — елемент регулювання або запору переміщається перпендикулярно напрямку потоку, має крайні положення відкр. і закр .;
• затвор (заслінка, герметичний клапан) — дисковидний елемент затвора обертається навколо своєї осі перпендикулярно або під кутом щодо потоку;
• вентиль (запірний клапан) — тіло замикання і регулювання посаджено на шпиндель, переміщається паралельно потоку поступально, перекриваючи перетин в горизонтальній площині. Працює з газоподібної і рідкої середовищем, буває клапанний і кульовий.

Залежно від типу, засувки і вентилі можуть працювати з газоподібним чи рідким середовищем

7. По умовному тиску:

• вакуумна — ізолює частину або всю вакуумну камеру від системи відкачування для управління послідовності процесу відкачування;
• абсолютного тиску (до 0,1 МПа) — застосовні в обладнанні для вимірювання абсолютного тиску середовища трубопроводу;
• малого тиску (до 1,6 МПа) — побутові металопластикові, поліетиленові, поліпропіленові водопроводи і системи зі сталі;
• середнього тиску (до 10 МПа):
• високого тиску (до 100 МПа);
• надвисокого тиску (понад 100 МПа).

8. За робочій температурі:

• кріогенна (-150оС і нижче);
• холодильного обладнання (від -60оС до -150оС);
• низької температури (від-20оС до 60оС);
• середньої температури (до 400оС);
• високої температури (до 600оС);
• жаростійкі (600оС і вище).

Арматура трубопровідна фланцевая

Фланці, що доповнюють арматурну конструкцію — це елементи кріплення у вигляді металевих плоских кілець або дисків з отворами по периметру. Крізь отвори протягнуті болти, або шпильки затягуються, забезпечуючи надійне з’єднання. Фланцева арматура — сукупність різного виду трубопровідних виробів з даним типом стикування, вона поширена в установках, що працюють з широким діапазоном тиску і температури.

Фланцева арматура може бути виготовлена ??зі сталі, вона може працювати в широкому діапазоні тиску і температури

Можливість розібрати кріплення дозволяє провести ревізію або ремонт арматури і трубопроводу. Конструкція, розміри, вимоги арматурних фланців відповідає ГОСТ. Будучи частиною арматурного корпусу, фланці відливають з чавуну (сірий, ковкий) або стали. На труби аналогічний фланець приварюють.

Граничні параметри роботи арматури з чавуну і сталі внутрішніх мереж наведені в таблиці №1.

Таблиця 1

Граничне значення Oу, мм	матеріал	Робочий тиск, атм	Робоча температура, оС
200,0	чавун сірий	2,4; 12,5	Будь-яка; 300
300,0	чавун сірий	7,8	300
400,0	чавун сірий	12,5	200
500,0	чавун сірий	4,8; 12,5	300; 150
600,0	чавун сірий	7,8	150
80,0	чавун ковкий	38,7	400
100,0	чавун ковкий	24,2	300
будь-який	сталь	62,0	450

Важливо! Установка арматури з ковкого чавуну на трубопровід надземної укладання не припустима при температурі 30оС, а з сірого чавуну 10оС, вона замінюється сталевий.

Фланцева арматура застосовується для труб діаметром від 50 мм, має значні розміри і вага. Їй не страшні перепади тиску, температура робочого середовища може досягати 400оС, підходить будь-яке положення в просторі.

Сполучна арматура трубопроводів

В процесі монтажу трубопроводу виникає необхідність з’єднання труб розрізняються матеріалів (зі сталі, металопластикових, поліетиленових, поліпропіленових) і значень діаметра між собою або повинен бути вбудований фланцевий елемент до складу мережі на ділянці особливої ??важливості, де можлива аварійна ситуація. В даному випадку використовується сполучна арматура — допоміжні деталі стикування (фланцеві адаптери, хомути, з’єднувальні муфти, заглушки, відводи, хрестовини, трійники), що не мають в своїй конструкції запірно-регулюючого механізму.

Сталеві з’єднувальні елементи підходять до будь-яких типів трубопроводів, так як міцні і здатні витримувати високі навантаження

Така арматура дозволяє проводити швидкий, міцний монтаж, заміну деталей, ревізію і ремонт трубопроводу. Спосіб з’єднання вибирають для кожного виду труб за призначенням. Стиковка для металопластикових труб краща обтискна, а для поліпропіленових — зварна. Стик виходить добротний, герметичний, довговічний. Діаметр сполучної арматури варіюється від 25 до 2020 мм, номінальний тиск від 1 МПа до 4 МПа. Матеріал виготовлення: чавун, сталь, пластик. Тип з’єднання — різьбовий, фланцеве, обжимний.

Сполучна трубопровідна арматура з нержавіючої сталі особливо міцна, стійка до агресивних середовищ, корозії, температурі, зносу, тому незамінна в хімічній, нафтогазовій, харчової, фармацевтичної промисловості, а так само АЕС.

Нержавіюча трубопровідна арматура

Застосування нержавіючої сталі дозволило отримати якісно інший вид виробів, які не взаємодіють з робочим середовищем (без зміни її властивостей). У харчовій промисловості такі деталі трубопроводу незамінні, вони екобезпеки, хімічно інертні, стійкі по всіх параметрах.

Арматура з нержавіючої високолегованої сталі (фланцева, сполучна, крани, затвори, клапани, конденсатовідвідники) включається в нержавіючий трубопровід, що транспортує питну воду, молокопродукти, масла, алкоголь з можливістю очищення системи після циклу виробництва. У пивоварної та виноробної промисловості нержавіючі деталі складають системи з регулюванням температури, тиску, розподілу, змішування.

Звичайно, нержавіючі деталі можна застосувати й до систем побутових і промислових водопроводів, опалення.

Нержавіюча арматура придатна для використання в харчовій промисловості, побутових водопровідних і опалювальних системах

Трубопровідна арматура для АЕС

Робота атомної електростанції (АЕС) — складне енергетичне виробництво підвищеної небезпеки. Все обладнання повинно працювати точно «як годинник», трубопровідна мережа не виняток. Вона містить велику кількість арматури, агрегатів, КВП.

Вимоги по установці трубопровідної арматури на АЕС:

• рух робочої середовища повинно відповідати указательной стрілкою на корпусі деталі;
• забороняється застосовувати арматуру не за призначенням (запірну як регулюючу);
• всі види деталей повинні мати вільний доступ;
• арматура високих температур повинна закриватися знімною, розбірний конструкцією з теплоізоляцією.

З’єднання частин системи із середнім і високим тиском приварне (кінці арматури для АЕС роблять під приварення) або фланцеве з найменшим ризиком протікання. Матеріал виготовлення — якісна сталь, стійка до агресивного середовища, навантажень, зносу.

Запобіжної і захисної арматури надають великої ваги. Для недопущення перевищення тиску, виникнення аварійної ситуації на парогенератори двухконтурной АЕС встановлюють два запобіжних клапана (імпульсні, важільні, пружинні) — основний і допоміжний. Обов’язковий скидання пари в барботер. Висновок дренажу з контурів АЕС здійснюється встановленими послідовно двома вентилями: спочатку запірного, слідом регулює. Запірний відкривається повністю. Чітко розраховується кількість і місця установки арматури, застосовується складна система ущільнень в місцях високої радіоактивності середовища. Арматура для АЕС після ремонту проходить ряд випробувань на тиск з перевищенням робочого на 25%.

Арматура для металопластикових труб

Допоміжні деталі для металопластикових трубопроводів внутрішньої укладання використовують для управління потоком води або теплоносія при розведенні труб до приладів водопроводу, водонагреванія, опалення, слив. Це крани, вентилі, затвори, клапани, засувки, змішувачі, регулятори тиску, лічильники води, розраховані на роботу з температурою середовища до 95оС і тиском в 16 атм.

При монтажі трубопроводів з металопластикових труб найчастіше застосовують латунні фітинги

Арматура металопластикових трубопроводів, що використовуються в побутових умовах, невеликого розміру і естетично виглядає, має різьбове і прес-з’єднання, умовні позначення, що значно спрощує монтаж. Виготовляються з нікельованої латуні, стійкої до корозії. Найбільш часто використовуються різні види сполучної арматури і кульові вентилі.

Важливо! Вибір арматури для металопластикових труб краще зупинити на перевіреному виробнику, якісний товар має тривалий термін експлуатації.

Арматура для поліетиленових труб

Як і в металопластикових трубопроводах, арматура для поліетиленових труб використовується в напірних і безнапірних системах. Найширший асортимент у сполучних елементів для затискного, зварного або фланцевого з’єднання. Зварене з’єднання поліетиленових виробів вважається найнадійнішим, герметичним, становить єдине лите тіло.

Регулювання руху потоку середовища даних трубопроводів здійснюється за допомогою поліетиленових (ПНД) або латунних кранів, вентилів, заслінок, розрахованих на тиск до 16 атм і температуру потоку 45 — 80оС (гаряче водопостачання), не схильних до корозії. Кульові крани, виконані повністю з поліетилену, можуть піддаватися деформації при недотриманні температурного режиму.

Арматура для поліпропіленових труб

Запірно-регулююча трубопровідна арматура, види сполучної арматури поліпропіленових труб така ж, як і для поліетиленових. Розрахована на тиск до 20 атм, температуру середовища до 90оС. Багато виробників зараз випускають моделі поліпропіленових елементів з обоймою з нікельованої латуні гарячого пресування, яка становить монолітну конструкцію, стійку до теплового деформування.

Пластикові трубопроводи цілком успішно можуть функціонувати з арматурою, виготовленої з тих же полімерів

Наявність в поліпропіленових сполучних деталях вбудованих латунних різьбових розбірних з’єднань дозволяє оснащувати пластиковий трубопровід металевою арматурою. Вартість поліетиленових і поліпропіленових допоміжних деталей значно нижче металевих аналогів.

Умовні позначення арматури трубопровідної

Щоб правильно підібрати арматуру для сталевих, металопластикових, поліетиленових, поліпропіленових і не тільки трубопроводів застосовують умовні позначення — короткий зміст технічних параметрів деталі класифікації ЦКБА (Центральне конструкторське бюро арматуробудування). Шифр містить певну послідовність буквених і цифрових значень. Дві цифри попереду — вид арматури, слідом одна, дві літери — матеріал вироби, потім одна, дві цифри — порядковий номер арматури цього виду в каталозі, кінцеві дві літери — матеріал ущільнення або внутрішня поверхня вироби, римська цифра — конструктивне виконання вироби, арабська цифра — конструктивне виконання різних середовищ, режиму.

Приклад позначення: 15с979нж — запірний клапан з вуглецевої сталі з електричним приводом, номер арматури (79) і ущільненням з нержавіючої сталі.

Також використовується схематичні (графічні) умовні позначення для специфікації і детального проектування системи, розроблені ЦКБА. Позначення складаю єдину систему документації, закріплену ГОСТ.

Всі різновиди трубопровідної арматури розроблені під певні умови експлуатації, вони беруть участь в безперебійної та безпечної роботи систем різного призначення всіх сфер діяльності, роблять їх більш працездатними.