Трубопроводная арматура промышленных предприятий

     По  функциональному  назначению ТА подразделяется на следующие основные классы:

     • запорная

     • регулирующая

     • распределительная

     • предохранительная

     • защитная (отсечная)

     • фазоразделительная  

     Запорная  ТА служит для перекрытия потоков сред. Она должна обеспечивать надежное и полное перекрытие проходного сечения. Принципиально она должна обеспечивать всего два состояния - открыта или закрыта - и может быть не предназначена для эксплуатации в промежуточном положении рабочего органа. Она нашла наиболее широкое применение. К этому же классу относится пробно-спускная и контрольно-спускная ТА, предназначенные для кратковременного открытия с целью проверки наличия или параметров рабочей среды.

     Регулирующая  ТА предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода. Эта арматура не обязательно должна обеспечивать полное перекрытие проходного сечения. К ней могут предъявляться дополнительные требования по виду регулировочной характеристики, надежности и точности регулирования параметров. Сюда входит и дроссельная ТА, предназначенная для снижение давления потока.

     Распределительная ТА предназначена для распределения потока по двум или более направлениям. Наиболее ярким примером является 3-х ходовой кран, применяемый и в отоплении для регулирования теплоотдачи отопительного прибора путем пропуска части общего расхода теплоносителя на стояке мимо прибора через замыкающий участок. Этот тип арматуры широко используется в системах гидро- и пневмоавтоматики для управления различными устройствами.

     Предохранительная ТА предназначена для предотвращения аварийного повышения какого-либо параметра в обслуживаемой системе путем автоматического выброса избыточного количества среды. Наиболее ярким примером является предохранительный клапан, устанавливаемый на паровом котле. При повышении давления в барабане котла выше предельного значения срабатывает предохранительный клапан, и часть пара стравливается через него в атмосферу, поддерживая давление в котле на уровне максимально допустимого значения. К этой же группе ТА относятся и мембранно-разрывные устройства, например взрывозащитный клапан. Он представляет из себя мембрану, разрываемую в момент взрыва его давлением и тем самым препятствующую чрезмерному повышению давления в системе.

     Защитная  ТА предназначена для защиты оборудования от аварийного изменения параметра среды ( давления, температуры, направления потока ) путем отключения обслуживаемого участка. В отличие от предохранительной ТА поток не стравливается в атмосферу, а просто отключается требуемый элемент системы. Примером могут служить обратные клапаны, предотвращающие самопроизвольное изменение направления потока в трубопроводной системе. В топочных устройствах защитная ТА отключает подачу топлива к горелочному устройству в случае погасания факела или при отключении электроснабжения и остановке дымососа и дутьевого вентилятора

     Фазоразделительная ТА предназначена для автоматического разделения различных фаз рабочей жидкости, например воды и пара (кондесатоотводчики ), воды и воздуха (воздухоотводчики, вантузы), воды и масла (маслоотделители).

     Помимо  основных видов ТА можно выделить промежуточные: запорнорегулирующая, смесительная, пробно-спускная и другие.

     По  материалу корпуса  ТА подразделяется на следующие основные группы:

     • стальная (из углеродистой стали)

     • из коррозионностойкой стали

     • из титана

     • чугунная (из серого чугуна)

     • из ковкого чугуна

     • из цветных металлов

     • из пластмасс

     • из керамики (фарфор)

     • чугунная с защитным покрытием (резина, пластмасса, эмаль ).  

     Более подробно характеристики отдельных  материалов, их преимущества и недостатки рассмотрены в разделе 6. (Материалы, применяемые для деталей арматуры).

     По  конструкции корпуса  ТА подразделяется на следующие основные группы:

     • проходная

     • угловая  

     У проходной ТА оба присоединительных патрубка расположены на одной оси или со смещением на параллельных осях. Это наиболее распространенный тип корпуса арматуры. У угловой ТА присоединительные патрубки расположены под углом друг к другу, причем наиболее часто под прямым углом. Это позволяет в некоторых случаях упростить конструкцию арматуры и избежать необходимости установки на трубопроводе дополнительного отвода для поворота потока.

     По  конструкции присоединительных  патрубков ТА подразделяется на следующие основные группы:

     • муфтовая

     • фланцевая

     • цапковая

     • штуцерная

     • под приварку  

     Муфтовая  ТА изготавливается на малые и средние диаметры. Присоединительные концы муфтовой ТА имеют внутреннюю резьбу, как правило трубную, предназначенную для вворачивания трубы с концевой короткой резьбой.

     Фланцевая ТА имеет на присоединительных концах фланцы, представляющие из себя диск или квадрат с отверстиями под болты. Ответный фланец трубопровода должен иметь аналогичные присоединительные размеры.

     Цапковая ТА имеет на конце быстроразъемное соединение с уплотнительной прокладкой, представляющее из себя два или более винтовых захвата. Ярким примером использования этого достаточно редкого соединения является пожарный гидрант, к которому при помощи цапки подсоединяют пожарный рукав.

     Штуцерная арматрура изготавливается на малые и сверхмалые диаметры. Штуцерное соединение представляет из себя пару, когда на арматуре на присоединительном конце нарезана наружная резьба, а трубопровод притягивается к ней при помощи накидной гайки. Для уплотнения соединения может быть использована прокладка или, если штуцер имеет на конце конус, то мягкая медная трубка может быть достаточно надежно герметизирована за счет плотного обжатия на конусе.

     Под приварку подготавливают присоединительные концы арматуры больших диаметров, когда надежность всех других видов соединений становится недостаточной.

     Более подробно преимущества различных способов соединения рассмотрены в разделе «Монтажные параметры арматуры».

     По  способу герметизации узла прохода шпинделя или штока через крышку или корпус ТА подразделяется на следующие основные группы:

     • сальниковая

     • сильфонная

     • мембранная

     • шланговая  

     В сальниковой ТА для уплотнения места прохода шпинделя или штока используется упругая сальниковая набивка - пропитанная антисептическими и гидрофобными составами специальная формованная лента из материалов растительного происхождения. Набивка сжимается в направлении оси штока или шпинделя и, благодаря своим упругим свойствам, расширяется в радиальном направлении, плотно заполняя пространство зазора между стенкой и штоком. Сальниковое уплотнение получило наибольшее распространение благодаря своей простоте, низкой стоимости и возможности ремонта.

     В сильфонной, мембранной и шланговой ТА отсутствуют подвижные соединения с зазорами, через которые рабочая среда может вытечь наружу, благодаря тому, что устройство управления движением затвора находится по одну сторону упругого элемента, а рабочая среда - по другую сторону. Иначе говоря, стенка сильфона, шланга или мембрана выступают в роли герметизирующего элемента подвижного соединения.

     По  способу расположения ТА подразделяется на следующие основные группы:

     • только на горизонтальных трубопроводах с вертикальном положении шпинделем или крышкой вверх

     • на горизонтальных и вертикальных трубопроводах в любом положении

     • только на вертикальных трубопроводах.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Трубы и фасонные части трубопроводов 

     Подавляющее количество арматуры устанавливается  на трубопроводах и лишь сравнительно небольшая часть монтируется  непосредственно на аппаратах, котлах, установках, агрегатах и пр. Номинальный  диаметр отверстия в трубе  или в арматуре, служащего для прохода среды, называется условным диаметром прохода и обозначается D_y. Величины условных диаметров регламентируются ГОСТом 35567 и представлены в табл, 1.

     Трубопроводы  можно разделить на магистральные, технологические, энергетические, судовые, авиационные и т. д. Каждый из них  имеет свои характерные особенности  условий монтажа и эксплуатации, что необходимо учитывать при  конструировании арматуры. Арматура, установленная на магистральных трубопроводах, как правило, приводится в действие сравнительно редко.  

     Табл.1

     На  технологических трубопроводах  она обычно эксплуатируется более  интенсивно. Так, на некоторых установках цикл открытие закрытие совершается в течение суток мнoгo раз. Арматура cyдoвых трубопроводов часто подвергается действию вибраций, а в авиационных трубопроводах помимо вибраций мoгут возникнуть также ускорения, в несколько раз превышающие ускорение силы земного притяжения.

     Трубопроводы  проектируются и изготовляются  в соответствии с правилами, установленными Госгортехнадзором, Исключение составляют трубопроводы с невысокими значениями параметров среды, например трубопроводы для пара, эксплуатируемые при  давлении до 2 кГ/см ² (абс,); для воды с температурой до 120 с; временно установленные трубопроводы со сроком действия до одного, года и некоторые другие. В зависимости от рода и параметров

     рабочей среды энергетические трубопроводы подразделяются на четыре категории.

     К первой категории относятся трубопроводы перегретого пара при температуре 450-660C' С независимо от давления пара, а также трубопроводы горячей воды и насыщенного пара при давлении свыше 184 кГ/см ² и температуре свыше 120 С.

     Ко  второй категории относятся трубопроводы перегретого пара при температуре  свыше 350 до 450' С при давлении до 39 кГ/см ², а также трубопроводы горячей воды и насыщенного пара при давлении свыше 80 до 184 кГ/см ² при температуре свыше 120" С.

     Третью  категорию составляют трубопроводы перегретого пара при температуре  свыше 250 до 3500 С и давлении ДО 22 кГ/см ², а также трубопроводы горячей воды и насыщенного пара при давлении свыше 16 до 80 кГ/см ² и температуре свыше 120" С.

     К четвертой категории принадлежат  трубопроводы перегретого и насыщенного  пара давлением свыше 1 до 16 кГ/см ² и при температуре свыше 120 до 2500 С.

     Правилами безопасности, в газовом хозяйстве  заводов черной металлургии, разрешается  прокладка газопроводов как межцеховых, так и цеховых с давлением  до 6 кГ/см ². В случае производственной необходимости допускается давление до 12 кГ/см ².

     В зависимости от максимального рабочего давления газа газопроводы и газовые  установки делятся на газопроводы  и газоустановки:

     низкого давления при Р _раб 0,15 кГ/см ²;

     низкого давления при 0,15 кГ/см ² < Р _раб <1 кГ/см ² ;

     среднего  давления при 1 кГ/см ² < Р_раб <3, кГ/см ² ;

     Высокого  давления при 3 кГ/см ² Р _раб <6 кГ/см ² ;

     Высокого  давления при 6 кГ/см ² < Р_раб <12 кГ/см ² .

     Установка бронзовых кранов или задвижек с  бронзовыми кольцами на газопроводах коксового газа запрещается.

     Дисковые  задвижки на газопроводах должны быть с выдвижным шпинделем, При наличии  указателей величины открытия и направления  вращения шпинделя допускаются задвижки с невыдвижным шпинделем. Пробки кранов должны иметь ограничитель поворота на 900 и риску, показывающую положение крана.

     После дисковых задвижек для надежного  отключения отдельных участков от действующих  газовых сетей устанавливаются  листовые задвижки (при Р _раб 0,4 кГ/см ²) либо заглушки. При давлении газа свыше 3 кГ/см ²  дисковые задвижки и краны должны быть стальными. Для изготовленная газопроводов применяются трубы из хорошо сваривающихся малоуглеродистых и низколегированных сталей с содержанием углерода не выше 0,27%. Относительное удлинение стали при пятикратных образцах должно быть не менее 18%.