Запорная арматура для трубопроводов: типы, виды, устройство и характеристики

Чтобы контролировать поток рабочей среды (газа, воды, других жидкостей), на трубопроводах устанавливается запорная арматура. Нельзя начинать ремонтировать какой-либо из участков магистрали, не перекрыв ее на предыдущем этапе. Существует разные виды механизмов для остановки потока.

Виды запорной арматуры посфере применения

Изготавливают запорную арматуру из чугуна, стали,меди и даже пластмассы если сами коммуникации пластиковые.

Классифицируют ее по разным признакам. В зависимости от сферы применения её классифицируют следующим образом:

1. Промышленная. Эти устройства выпускают серийно и применяют в различных сферах. Они есть в водопроводных, отопительных, газопроводных системах, в паропроводах.
2. Общепромышленная. Используют эту группу изделий в таких условиях, где эксплуатация происходит при высоком давлении, низких или высоких температурных режимах. Такую арматуру устанавливают на трубопроводах, перемещающих агрессивные, токсичные, радиоактивные среды. Это запорные изделия коррозионно-стойкие, фонтанные, криогенные, с обогревом, предназначенные для сыпучей среды.
3. Специальная. Её конструируют и изготавливают по заданным техническим регламентам, т.е. по спецзаказу.
4. Судовая. Используют в на судах морских и речных. К ней предъявляют повышенные требования: невосприимчивость к вибрации, определенный вес, повышенная надежность.
5. Сантехническая. Это самая популярная и обширная группа изделий, которые есть в каждом доме. Устанавливают такую арматуру на самых разных коммуникациях, эксплуатируемых пользователями. Без неё не сможет функционировать сантехника, бытовые приборы. Характерная особенность — небольшие присоединительные диаметры. Управление в основном происходит вручную, исключение — газовые защитные клапаны и регуляторы давления.
6. Уникальная. Изготавливают в основном для экспериментальных промышленных установок.

Что относится к запорной арматуре?

Запорный кран — механизм, предназначенный для полной остановки рабочего потока, подающегося по трубопроводу. К подобным деталям можно отнести вентили, клапаны, перегородки, заслонки, дисковые затворы. Запорный кран выполняют одни и те же функции, независимо от его конструкции.

Запорная арматура: это что?

Главное предназначение этих деталей заключается в обеспечении максимально герметичного перекрытия присутствующего в трубопроводе потока самой среды. С использованием устройства невозможна регуляция размера, а также интенсивности потока. В продаже сегодня можно встретить наиболее разнообразные варианты такой арматуры. В зависимости от такого показателя, как сфера использования, существуют такие разновидности:

1. Судовая.
2. Сантехническая.
3. Специальная.
4. Промышленная.

Отвечая на вопрос, что такое запорная арматура, стоит заметить, что эти изделия способны функционировать только в таких режимах, как “открыто” или “закрыто”. А вот в зависимости от разновидности конструкции можно выделить следующие типы:

1. Вентили.
2. Затворы.
3. Краны.
4. Задвижки.

Дополнительно существуют и другие разновидности продукции. Она отличается функциональными возможностями. Сюда стоит отнести такие виды: предохранительные, контрольные, защитные, а также распределительно-смесительные – подробнее узнать о видах и при желании запорную арматуру купить https://giacom.market/truboprovodnaya-armatura/.

Под такой разновидностью понятия первоначально подразумевается специальное устройство, которое предназначается для управления силой потока определенной разновидности среды. Зачастую такой элемент находится именно в трубопроводах. Изделие может осуществлять регуляцию потока жидкости в трубопроводе, от минимального снижения подачи и до полноценной остановки.

Сфера использования изделия – инженерные системы. Хотя существуют и варианты, которые предназначаются для общетехнического использования или для применения при присутствии действительно особенных условий. В ситуации, когда задвижка применяется только для полноценного перекрытия потока, арматура этого вида может не просто перекрывать поток, но и соответственно осуществлять регуляцию его интенсивности.

Все существующие сегодня виды такого устройства обладают аналогичной конструкцией. Изделие представляется под видом герметичного и полностью закрытого корпуса, где располагается узел самой специальной запорной арматуры. Там зачастую имеется еще и два конца, с использованием которых устройство максимально плотно крепится к трубопроводной системе. Предназначение запорного узла заключается в герметичном разделении трубопровода на определенные части. Дополнительно в составе находится запорный орган, а также специальное седло. Они постоянно прикасаются и к самой уплотнительной поверхности.

Задвижки

Распространенный тип запорной арматуры. Задвижки удобны в использовании, имеют простую конструкцию. Регулируют интенсивность рабочего потока, осуществляют полное перекрытие магистрали.

В состав устройства входят:

• корпус;
• шток;
• маховик;
• диск;
• уплотнители;
• крепежные элементы.

Конструктивное исполнение позволяет устанавливать устройство в отапливаемых и неотапливаемых помещениях. Запорный модуль крепится посредством фланцев, герметичность соединений проверяется визуально.

Достоинства изделия:

• малое гидравлическое сопротивление;
• умеренные габариты;
• незначительные расходы на обслуживание.

Регулировка задвижки происходит вращательными движениями, что исключает быстрое изменение пропускной способности.

Что это такое?

Это вид трубопроводной арматуры, предназначенной для управления потоком жидкости или газа (в условиях дома – потока газа, холодной или горячей воды); иногда для спуска избыточного давления или воздуха из системы.

Область применения запорной арматуры

Аксиома: любая система трубопроводов должна перекрываться с двух сторон. Если система большая, то должны автономно перекрываться части системы. Отсюда следует, что на любом трубопроводе  будет стоять арматура.

Ее область применения:

1. Общего назначения:

• для магистральных систем водоснабжения, отопления, канализации, газовой системы в быту, промышленности, инфраструктуре городов (общественных зданиях);
• для внутренних систем в жилых помещениях.

1. Промышленного назначения. Нет вида промышленности, добывающего комплекса, сельского хозяйства, строительства, транспорта, в которых не было бы трубной арматуры. На любом заводе  существует система водоснабжения и  отопления с котлами и насосами; пневмопривод, система подачи сжатого воздуха и другое оборудование, которое не существует без задвижек и вентилей.

Виды арматуры на трубопроводах

Под понятием виды трубопроводной арматуры (valve type) подразумевают ее функции, основные из них:

• запор,
• регулирование,
• предохранение,
• препятствие обратному движению,
• разделение потоков.

Запорная арматура (on-off, shut-off, stop)- это технические приспособления, выполняющие функцию герметичного перекрывания потока транспортируемого рабочего тела.

Помимо основного запирающего вида, в технической отрасли встречаются следующие разновидности комбинированной или многофункциональной (combined, multifunction), сочетающей разные функции арматуры:

Запорно-регулирующая (on-off and control) — помимо полного перекрывания потока запорно регулирующая арматура для отопления, водоснабжения и прочих нужд способна изменять объем движущейся среды способом частичного перекрывания канального прохода.

Запорно-обратная (stop and check) — кроме запирания канального прохода препятствует проходу среды в обратном направлении.

Невозвратно-запорная (stop non-return) – помимо предотвращения перемещения потока в обратном направлении в ней реализуется функция принудительного закрывания или ограничения перемещения затворного элемента.

Рис. 3 Конструкция запорной арматуры в разрезе

Вид арматуры по типуприсоединения к системе

Тип присоединения — один из ключевыхпараметров при проектировании трубопроводной арматуры. Самыми популярными видами являются соединения:

• фланцевые;
• резьбовые муфтовые;
• штуцерные;
• приварные.

Для существующей трубопроводной магистрали этотвопрос не актуальный, поскольку вариантов нет, их диктует сама система.

Фланцевый тип присоединения

Вся арматура фланцевого типа различаетсяпо единственному признаку — форме фланцев. Они бываюткруглыми, квадратными, треугольными. Два первых встречаются наиболее часто.Круглые фланцы универсальны, они подходят для любых давлений. Ограничением дляприменения квадратных фланцев является давление выше 20 атмосфер.

Присоединительные фланцы должны плотно прилегатьк ответным фланцам на трубопроводе. Их стягивают болтами или шпильками. Дляэтого в обоих элементах есть отверстия. Для лучшего прижима крепеж затягиваютгайками. Повышают герметичность прокладки, размещенные между фланцами. Эторазъемное соединение, поэтому проблем при монтаже и демонтаже не возникает. К достоинствамизделий относят:

• прочность и надежность;
• стойкость к высокому давлению;
• хорошая герметичность.

Главные недостатки такого метода монтажа —возможное ослабление крепежа, внушительные габариты, немалая масса, высокаяцена.

Изготавливают фланцы из стали либо чугуна —ковкого или серого. Ковкий чугун лучше, чем серый выдерживает большиетемпературные перепады и высокое давление. Литые стальные фланцы очень прочные,но на них негативно влияют пластические деформации.

Резьбовое соединение

Применяют этот тип присоединения длятрубопроводов с наибольшим диаметром — до ДУ-50 и для давлений до 1,6 МПа. Вэтом случае резьба присутствует как на трубе, так и на арматуре. Даже если натрубопроводе резьбы нет, ее всегда можно нарезать. С одного конца арматуры этоготипа имеется шестигранник для возможности применения разводного ключа длянакручивания.

Резьбовые соединения бывают двухисполнений — с внутренней резьбой и внешней. С двухсторон изделия может быть разная резьба — внутренняя с одной и наружная с другойили идентичная с обеих сторон. Стандарты резьбы также встречаются разные.

Усиливают резьбовое соединение путемиспользования уплотнителей — льняной нити, ленты ФУМ, густых смазок. Такоесоединение используют для монтажа самой разной запорной арматуры — клапанов,задвижек, разделителей потоков.

К плюсам резьбовых соединений причисляютотсутствие дополнительных элементов для установки, низкую цену, простотумонтажа и замены. Минус — непригодность для магистралей с высоким давлением.

Соединение штуцерное

Применяют этот тип для присоединения арматурысовсем малых диаметров — до ДУ-5. В этом случае присоединительный конец имеетвнешнюю резьбу и прижимается к трубе накидной гайкой. Посредством штуцерногосоединения в магистраль внедряют различные измерительные приборы.

Используют его для небольшого перечняспецифических труб таких, как лабораторные.

Сварное соединение

Приварное соединение необходимо на техмагистралях, которые пропускают среды, опасные для здоровья. Здесь нужнаидеальная герметичность, поскольку даже самые малейшие утечки недопустимы.Главное условие — сварочный шов не должен быть слабее стенки трубы.

Выполняют соединения двумя способами:

1. Встык, когда сцепление для исключения перекоса деталей дополняютподкладным кольцом.
2. В раструб. При этом сварочный шов находится на наружной стороне трубы.

Грамотное соединение сваркой являетсясамым надежным, на 100% герметичным. Сваркепредшествует подготовка концов трубы. К достоинствам приварного соединенияотносится низкая стоимость, незначительный вес, небольшие габариты.

Минусы проявляются в том, что использование такого способа соединения невозможно без привлечения квалифицированного персонала. Демонтаж арматуры очень трудоемкий.

Запорная арматура для сливного бочка унитаза

В быту очень часто приходится иметь дело с арматурой для сливного бочка унитаза. Более подробно о ней, её видах, правильной установке и регулировке можно узнать в отдельной статье: сливная арматура для бочка унитаза.

См. также

• Регулирующая арматура
• Защитная арматура
• Предохранительная арматура

Преимущества и недостатки

Вся информация для удобства сведена в таблицу 1.

Таблица 1

Наименование	Преимущества	Недостатки
Краны	небольшие габариты	нельзя использовать шаровые краны при высоких температурах (200°С)
	простая конструкция	нельзя использовать конусные краны при давлении выше 1,6 МПа
	применимы для вязких и загрязненных сред	допустимый рабочий диаметр конусных кранов до 100 мм
	быстрое открытие/закрытие прохода	недостаточная герметичность для применения в газовых системах
	небольшая стоимость
	малое гидравлическое сопротивление
Вентили/клапаны	достаточно простая конструкция	используются для небольших диаметров
	небольшая строительная высота и масса	высокое гидравлическое сопротивление
	высокая герметичность и возможность применения для газовых трубопроводов	наличие застойных зон, скопление в них примесей и усиление коррозии
	небольшой износ уплотнительных поверхностей
	относительная простота обслуживания и ремонта
	возможность использования в вакууме и до давления 250 Мпа, при температурах от — 200°С до 600°С
Задвижки	относительно простая конструкция	значительная строительная высота (ход затвора составляет не менее одного диаметра прохода трубы)
	небольшая строительная длина	длительное время открытия и закрытия
	малое гидравлическое сопротивление	сложность ремонта
	высокая надежность и возможность эксплуатации в самых разных условиях (до 25 Мпа и 565°С)	изнашивание рабочих поверхностей в корпусе  и затворе
Заслонки	относительная простота конструкции	диск в положении «открыто» увеличивает гидравлическое сопротивление
	относительная простота ремонта, возможность быстрой смены уплотнений	тяжелое управление запирающим элементом
	малые строительные длина и масса
	возможность применения в трубопроводах большого диаметра

Условные обозначения запорной арматуры

Для схематического отображения изделий запорной арматуры используются специальные фигуры. Как правило, они состоят из треугольников, находящихся в различных положениях.

Свои обозначения имеют:

• клапаны проходные и угловые;
• краны и вентили;
• предохранители;
• задвижки;
• затворы;
• пожарные и поливочные гидранты;
• устройства с возможностью двойной регулировки;
• смесители;
• водомеры.

Обозначения регламентированы действующими стандартами, используются при построении общих и профильных схем.

Формообразование корпуса

ТПА выпускается в корпусах, выполненных по следующим технологиям:

• Литые (cast) — изготовлены по технологии литья.
• Литосварные (cast and welded) — состоят из отлитых деталей, соединенных между собой методом сварки.
• Литоштампованные (cast, die and welded) — изготовлены по технологии отливки деталей корпуса и штамповки (вальцовки, ковки) внутренних цилиндрических элементов (обечаек) из металлических листов.
• Штампосварные (die and welded, stamped and welded) — детали корпуса выполнены по технологии штамповки (вальцовки, ковки) цилиндрических элементов (обечаек) и скреплены друг с другом свариванием.
• С неразъемным корпусом (one-piece body) — корпусные детали при сборке скреплены между собой опрессовкой, приварены или посажены на клей.
• С разъемным корпусом (split body) — составные части корпуса соединены между собой посредством резьбовой насечки.

Рис. 10 Разновидности сальников

Срок службы

Срок службы качественных изделий может исчисляться десятками лет. Но не стоит покупать на рынке «что попроще». Цена изделий и материалов  не так велика, а экономия может обойтись дорого.

Требования к запорной арматуре

Запорные механизмы для технических магистралей должны отвечать следующим требованиям.

• Структурная целостность. Недопустимо наличие механических повреждений. Это касается корпуса, соединительных и управляющих элементов арматуры. Использование дефектных изделий снизит эффективность сети, не позволит контролировать поток.
• Герметичность. Продукция должна комплектоваться качественными уплотнителями. Наличие протечек и запотеваний говорит о проблемах с прокладками либо некорректном формировании соединения.
• Плавность регулировки. Наличие заклиниваний и заеданий свидетельствует о поломке рабочих механизмов. Исправная арматура обеспечивает плавный ход подвижных элементов.
• Комплектность. Сертифицированный товар дополняется сопроводительными документами. Они запрашиваются при приемке, подтверждают соответствие продукции отраслевым нормативам.

Запорная арматура проверяется перед монтажом. Наличие явных и скрытых дефектов — повод отказаться от использования продукции.

Маркировка запорной арматуры

Ключевые размеры запорной арматуры всех видов соответствуют ГОСТ, поэтому производители обязательно оставляют на корпусах изделий соответствующую маркировку. В ней содержится информация о производителе, материале, ДУ, рабочих размерах. Стандартизация параметров упрощает установку арматуры, а маркировка выбор.

Строительная арматура.

Кроме запорной и трубопроводной арматуры в строительстве часто приходится иметь дело с арматурой в виде стальных или пластиковых стержней.

Очень часто такую арматуру используются для создания силового каркаса внутри бетонных конструкций.

Подробнее об этом виде арматуры можно узнать в отдельной статье: строительная арматура, виды характеристики.

Типы уплотнений

ГОСТ 24856-2014 принята следующая классификация трубопроводной арматуры по типу уплотнительных элементов:

Бессальниковые (glandless, packless) — штоковое или шпиндельное герметизирующее уплотнение, реализуемое без применения сальников.

Мембранные или диафрагмовые (diaphragm, membrane) — устройство с затвором в виде мембраны, одновременно выполняющей герметизирующие или уплотнительные функции деталей корпуса, затвора, перемещающихся снаружи элементов.

Сальниковые (gland packing, packed) — имеющие уплотнители штока, шпинделя или иных наружных подвижных деталей в виде сальников.

Сильфонные (bellows) — для шпиндельной или штоковой герметизации снаружи применяется сильфонный уплотнитель, иногда он выполняет функции передачи силового усилия или является чувствительным элементом.

Рис. 11 Сильфонное уплотнение

Советы по выбору

Выбор оборудования для частного дома – личное дело каждого домашнего мастера. Сначала необходимо определиться, из какого материала выполнены отопительная и водопроводная системы. На канализационную систему в частном доме и тем более квартире никакие затворы  не устанавливаются.

Системы отопления и водоснабжения дома обычно выполнены из стали, пластика, иногда меди. Чугунные трубы встречаются только в старых водопроводных магистралях – на них ставят специальные стальные хомуты с резьбой). Для пластиковых трубопроводов имеются пластиковые краны, монтируемые методом пайки. Возможен монтаж арматуры через МРВ и МРН – большим плюсом является возможность легкой смены крана. Для подключения радиаторов отопления существуют конструкции, совмещенные с МРН, накидной гайкой  и пластиковым уголком, монтируемые с помощью сварки.

Придя в крупный магазин стройматериалов, мы увидим большой ассортимент бронзовых кранов и задвижек. Стальные и тем более чугунные изделия маленьких диаметров обычно отсутствуют. Бронзовые вентили также встречаются редко. И обоснованно – бронзовые краны недороги, компактны, надежны, долговечны, не ржавеют. Пластиковые обладают аналогичными качествами. Задвижки выбирают редко, обычно на трубу ввода воды или ввода теплоносителя с условным диаметром 25 мм и больше.

Краны и задвижки выдерживают давление 1,6 Мпа – большего в бытовых системах не бывает.

В общем, выбор за домашним мастером.

Приводы

Приводом арматуры называют устройство, обеспечивающее перемещение запорного элемента, а также создающее необходимое усилие для обеспечения герметизации затвора. Приводы используют в ситуациях, когда запорная арматура имеет большие габаритные размеры и для вращения маховиков вручную требуется приложение слишком больших физических усилий, несопоставимых с возможностями человека. Еще одна важная функция приводов — возможность дистанционного управления, что позволяет оперативно проводить все работы по перекрытию или регулированию потоков среды в трубопроводных сетях без присутствия человека.

ГОСТ 24856-2014 установлена следующая классификация запорной арматуры по типу приводов (actuator):

• Ручной (manual) — для перемещения исполнительного элемента используется физическая сила человека.

Рис. 18 Разновидности приводов

• Электрический (electric) — для выполнения своих функций арматурой применяются электромеханические механизмы, обеспечивающие поступательное или вращательное (на много или неполное число оборотов) движение шпинделя.
• Электромагнитный (solenoid) — преобразование энергии электрического тока происходит в электромагнитной катушке, которая за счет своего поля перемещает ферромагнитный сердечник, связанный со шпинделем устройства. По способу расположения электромагнитной катушки различают встроенные в арматуру и блочные узлы, расположенные за пределами корпуса устройства. По типу действия электромагнита различают конструкции реверсивного, тянущего, толкающего, поворотного типа.
• Пневматический (pneumatic) — для управления запорным или регулирующим механизмом используется сжатый воздух.
• Гидропривод (hydraulic) — перемещение исполнительного элемента производится при помощи жидкости, подаваемой под давлением.
• Пневмогидравлический (pneumatic and hydraulic) — комбинированная конструкция, исполнительный элемент которой перемещается при помощи сжатого воздуха и подаваемой под напором жидкости.
• Электрогидравлический (electrohydraulic) — перемещение исполнительного элемента реализуется за счет подачи на механизм электрического тока и жидкости под давлением.

Рис. 19 Материалы изготовления бытового шарового крана на примере модели Bugatti