Запорная арматура – это технические устройства, устанавливаемые на трубопроводах, аппаратах или сосудах и предназначенные для полного отключения либо частичного перекрытия трубопроводных линий. Управление потоками рабочих сред происходит в результате изменения площади проходного сечения внутри устройств. Среди всех видов трубопроводной арматуры это самая многочисленная категория, по общему количеству используемых изделий она составляет около 80% от выпускаемой продукции.
Классификация запорной арматуры
По предназначению различают устройства общепромышленного и специального назначения. Первые обычно применяют при рабочих температурах до 435 С и низких давлениях. Их используют на водопроводах или паропроводах, в системах отопления. Вторые предназначены для эксплуатации при высоких давлениях более 10 МПа, экстремально низких температурах от минус 273 С до минус 40 С или высоких температурах от 500–600 С. Также эти изделия пригодны для работы с коррозионными, абразивными либо взрывопожароопасными средами. Такими устройствами часто укомплектовывают газопроводы, нефтепродуктопроводы, водородопроводы.
По области применения и выполняемым функциям выделяют сантехническую, судовую, устьевую и фонтанную нефтегазопромысловую, энергетическую, криогенную, вакуумную, приемную, отсечную, противопомпажную, редукционную, контрольную, спускную, пробно-спускную арматуру, а также изделия для опасных производственных объектов.
Большинство существующих моделей имеют ручной привод, более прогрессивные варианты оснащены электрическим, гидравлическим либо пневматическим видами приводов. Широкое распространение получили инновационные модификации с дистанционным или автоматическим управлением. Открытие или закрытие такой арматуры происходит либо удаленно по команде оператора, либо автоматически при достижении критических значений параметров техпроцессов (температуры, давления).
Важным требованием обеспечения безопасной эксплуатации технических устройств является герметичность составляющих их узлов. По способу герметизации выделяют сальниковую, мембранную и сильфонную арматуру. В первом случае уплотнительным материалом является эластичная сальниковая набивка, которая находится в месте контакта подвижного шпинделя с рабочей средой. Во втором случае рабочим органом выступает мембрана для герметизации корпусных деталей и неподвижных внутренних узлов относительно перекачиваемых газов, в третьем – сильфон для предупреждения утечек жидкостей вдоль подвижных частей устройств.
По способу присоединения к трубам различают фланцевую, муфтовую, цапковую, приварную и иную запорную арматуру. Фланцевые модификации являются наиболее распространенными устройствами, их цельнометаллические корпуса имеют литые фланцы на противоположных сторонах. Муфтовые модели устанавливают на трубопроводах с помощью коротких патрубков с внутренней резьбой, цапковые разновидности – с помощью патрубков с наружной резьбой и буртом. Арматуру под приварку монтируют на линейных участках с применением электродуговой или газовой сварки.
Виды устройств
Традиционно по конструктивному исполнению запорную арматуру подразделяют на задвижки, краны, клапаны. Основными материалами для их изготовления являются нелегированные, легированные или высоколегированные стали, серые либо ковкие чугуны, сплавы на основе меди.
Задвижки представляют собой сборные конструкции из корпусных деталей, подвижного затвора (клина, шибера, диска), уплотнительного сальникового узла, шпинделя со штурвалом. Эти распространенные полнопроходные устройства отличаются тем, что в них запирающий элемент перемещается вверх-вниз перпендикулярно направлению движения потока рабочей среды. В зависимости от материального исполнения и способа присоединения к трубам запорные изделия допустимо устанавливать на трубопроводах диаметром 15–2000 мм. Задвижки предназначены для перекрытия непрерывных потоков жидких и газообразных сред при рабочем давлении до 25 МПа. Главными преимуществами указанных изделий считаются высокая надежность, простота обслуживания, а также возможность использования в суровых климатических условиях, подземных сооружениях, под водой.
Краны шаровые состоят из полнопроходного корпуса и затвора в виде сферы с центральным отверстием для прохода газа или жидкости. Запирающий элемент вращается вокруг вертикальной оси, перпендикулярной направлению перемещения потока рабочей среды. Регулирование расхода осуществляется с помощью рукоятки управления на 1/4 оборота. Монтаж данных отсечных устройств производится на трубах номинальным диаметром 10–500 мм при номинальном давлении технологической среды 1,0–10 МПа. Стандартная арматура применяется для транспортировки продуктов с температурой от 10 С до 150 С. К достоинствам шаровых кранов относятся компактность, минимальное гидравлическое сопротивление, возможность установки в любом пространственном положении, быстродействие в процессе эксплуатации.
Клапаны включают в себя монолитный корпус, затворный элемент, шток с маховиком, поджимную гайку. Управление устройством выполняется вручную с помощью маховика, при этом затвор плавно опускается параллельно движущемуся потоку транспортируемой среды и прижимается к седлу. В результате происходит перекрытие проходного отверстия клапана. Такие устройства целесообразно применять для регулировки расхода пара, газообразных или жидких продуктов в трубопроводах с условным диаметром 15–50 мм, внутренним давлением 1,6 МПа и допустимой температурой среды не более 225 С. Преимуществами клапанов являются небольшие габаритные размеры, точность регулирования объема перекачиваемых сред, ремонтопригодность.
Запорная арматура широко применяется в строительном секторе, промышленности, сельском хозяйстве, жилищно-коммунальной сфере, быту. Благодаря этим устройствам обеспечивается безопасность протекания технологических процессов, длительная и безаварийная эксплуатация трубопроводного транспорта, возможность проведения планово-предупредительных либо ремонтно-восстановительных работ.