Експлуатація будь трубопровідної промислової магістралі передбачає наявність елементів, що перекривають потік рідини, газу, сипучих матеріалів та інших видів робочих тіл при необхідності обслуговування або ремонту. Функції запору і регулювання потоку рухається речовини в лініях виконують засувки для трубопроводів, що мають різне призначення і конструктивне виконання.
Область застосування
Засувки використовують в якості запірної та регулюючої потік арматури в трубах, іноді з їх допомогою управляють обсягом подачі за рахунок зниження умовного діаметра проходу.
Засувки рідко застосовуються в побуті, в основному вони служать для регулювання водо- і газопостачання в житлово-комунальному господарстві, в магістралях для транспортування газу, нафти, харчової та хімічної промисловості при подачі технологічних компонентів у виробничому процесі.
Запірні елементи використовують на трубопроводах з великими умовними діаметрами проходу, вживані матеріали виготовлення – недорогі чорні і кольорові метали в різних поєднаннях.
Рис.1 Запірне обладнання для водопостачання
Що таке засувки: призначення і основні конструктивні елементи
Засувкою називають вид трубопровідної арматури, призначеної для перекриття або регулювання потоку речовини, що проходить по магістралі. Вони можуть працювати в середовищі з газоподібними, сипучими, рідкими речовинами різної в’язкості і хімічної активності.
Основними конструктивними елементами в системі засувки будь-якої конструкції є:
- Корпус. Складається з основної частини і кришки, перша поміщається безпосередньо в магістраль, а друга служить для кріплення і управління переміщенням запірного елемента. Корпус виконують з металу: сталевих сплавів, нержавіючої сталі, латуні, алюмінію, ковкого чавуну, останній покривають антикорозійними слюдосодержащіх фарбами або епоксидних грунтовками.
- Запор. Елемент (заслінка) має конструктивне виконання у вигляді металевого клина, шибера, диска або гнучкої труби з еластичних матеріалів, для підвищення герметичності метал іноді покривають гумою (еластомер). При переміщенні вузол щільно входить в профільне сідло, розташоване в корпусі, і герметично перекриває канал.
- Приводная система. Призначена для управління переміщенням заслінки в вузлі, представлена ??механічними конструкціями у вигляді маховика, що переміщається на висувному або стаціонарному штоку, також використовуються пневматичний, електричний і гідравлічний приводи.
Мал. 2 Трубопровідні засувки зі сталі – параметри по ГОСТ 9698-86
переваги засувок
Основні параметри засувок регламентовані ГОСТ 9698-86, використовувані в промисловості вироби мають такі особливості:
- Простота конструкції. Корпус складається з основної частини, що поміщається в лінію за допомогою фланцевого або муфтового різьбового (для малих діаметрів) з’єднання, його кришка кріпиться гайками або болтами – це спрощує процедуру установки, демонтажу та ремонту пристрою.
- Високі технічні характеристики. Всувним арматура в залежності від призначення і умов експлуатації витримує робочу температуру від -60 до +565 С., тиск від 0,16 до 25 МПа. (1, 6 – 250 бар.) В сталевих конструкціях. При цьому межа тисків для чавуну складає 25 бар., Для виробів з кольорових металів – 40 бар.
Мал. 3 Запірна чавунна фланцева арматура
- Універсальність. Пристрої можуть працювати в магістралях будь-якого призначення з високою хімічною активністю переданих речовин, розраховані на використання в трубопроводах діаметром від 15 до 2000 мм.
- Високі гідравлічні характеристики. Засувні пристрої підбирають по внутрішньому діаметру трубопроводів, що має стандартні значення, тому вони не впливають на гідравлічний опір в лінії. Плавне переміщення заслінки при перекритті потоку речовини, що транспортується дозволяє уникнути гідравлічного удару в системі. Конструкція засувних елементів і корпусного сідла розрахована на створення високої герметичності перекривається каналу.
- Хороша ремонтопридатність. Монтаж і ремонт арматури і фітингів із засувками легко провести за наявності простого інструменту і комплектуючих – розвідних сантехнічних ключів, прокладок. Заслінки і прокладки в разі зносу просто зняти і поміняти на нові.
- Тривалий термін служби. Корпусні деталі і затвори виготовляються з міцних довговічних матеріалів, розрахованих на використання в конкретній робочій середовищі, внутрішні заслінки роблять з корозійно-стійких металів – це істотно збільшує їх експлуатаційний термін.
Мал. 4 Види засувок з кольорових металів
мінуси
При виготовленні запірної арматури для здешевлення часто використовують чавун, подібні конструкції мають такі недоліки:
- Високий вага засувок ускладнює монтаж вузлів при великих діаметрах трубопроводів – може знадобитися кілька робочих або спеціальна підйомна техніка для утримання масивної деталі. Наприклад, вага чавунного запору з умовним проходом 1600 мм. Згідно ГОСТ 9698-86 становить 10025 кг.
- Чавун відноситься до корозійно нестійким матеріалами, з часом його внутрішня поверхня іржавіє, покривається раковинами і вапняним нальотом – це призводить до порушення герметизації при перекритті потоку.
- Ще до одним недоліком чавуну відноситься його крихкість, що приводить до необоротної поломки вироби при сильних ударних впливах.
- Дешеве сальникове ущільнення з набиванням, яке знаходить застосування в бюджетних чавунних виробах, не є достатньо герметичним в порівнянні з сучасними торцевими ущільненнями – в процесі його експлуатації нерідко виникають витоку речовини, що транспортується.
Мал. 5 Принцип роботи затвора клинового типу
Засувки для трубопроводів – види і класифікація
Засувні вузли мають різні конструктивні і фізичні параметри, по конструкції і класифікації засувок їх підрозділяють на такі класи:
- За технологією виготовлення корпусу:
- Зварні.
- Литі – основний метод формоутворення корпусів.
- Ковані або штамповані – технологія застосовується для створення високоміцних корпусів, деталі з’єднуються між собою зварюванням.
- Комбіновані – виробляються з кованих і штампованих деталей за допомогою зварювання.
- За типом ущільнення:
- Графітоармірованние, жідкометалліческім.
- Сальникові – рухомий шпиндель або шток відділяється від робочого середовища сальниковой прокладкою, просоченою маслом і стислій накидною гайкою або спеціальної деталлю – сальником.
- Сильфонні – герметичність досягається за рахунок використання гофрованих пружних оболонок з металевих і синтетичних матеріалів.
Мал. 6 Розбирання клиноподібної системи (корпус, вид клину засувки)
- За типом передачі зусилля до заслінки:
- Обертальний – застосовується в ручних механічних системах, де гвинтовий шпиндель переміщується за рахунок маховика.
- Поступальний – шток має циліндричну форму і переміщається за рахунок передачі йому зусилля гідравлічним або електричним способом.
- За типом приводу:
- Ручний – для передачі зусилля використовують маховик і шпиндель з різьбленням.
- Електричний – управління засувкою відбувається переміщається шпинделем, який є якорем електрокатушкі.
- Гідравлічний – на рухомий шток з заслінкою, поміщений в герметичний циліндр, чинить тиск гідравлічна рідина.
- Пневматичний – шпиндель пересувається за рахунок тиску на його поверхню стисненого повітря.
Мал. 7 Приводи
- За конструктивним виконанням затворного вузла:
- Клинові. Затвор має клиноподібну форму, при опусканні розташовується між двома похилими сідельними поверхнями.
- Паралельні (одно- або дводискові, шиберні). Затворний елемент зроблений у формі плоского диска або шибера, які замикають канал, опускаючись в невеликі профільні поглиблення в корпусі.
- Шлангові. При роботі системи механізм затвора здавлює еластичний гумовий шланг, перекриваючи тим самим канал руху речовини.
- Поворотні. Запірний елемент у вигляді диска розташовується в каналі труби на його центральній лінії, при роботі він розгортається навколо центральної осі і перекриває потік проходить речовини.
клинові засувки
Пристрій засувки даного типу являє собою заслінку з розташованими під кутом поверхнями, яка при відпуску розташовується в клиноподібному сідельному гнізді.
жорсткий клин
Модель відрізняється невисокою вартістю, простотою, жорсткістю, надійністю і хорошими параметрами герметичності, при виготовленні вимагає використання високоточного обладнання. Клин шарнірно підвішений до шпинделя, розміщеному у верхній кришці, і опускається в канал по вбудованим в корпус напрямних, система здатна працювати з великими перепадами тиску. До недоліків відноситься складний ремонт і заклинювання при впливі високих температур в результаті лінійного розширення металу при нагріванні.
Рис.8 Дводисковий клин – конструкція
Клин з двома дисками
Клинові моделі даного типу складаються з заслінки у вигляді двох розміщених під кутом дисків з разжимной деталлю між ними (має вид кулястого грибка) – це дозволяє їй самовстановлюється, забезпечуючи при цьому високу щільність перекриття каналу і виключаючи заклинювання.
Типи засувок з двома дисками мають складне конструктивне виконання і відповідно дороги, їх переваги – малий знос затворів і сідельних поверхонь за рахунок відсутності контакту шляхом переміщення, висока ступінь герметизації, невелике додається зусилля для закривання проходу.
Пристрої випускають тільки з висувним штоком, багато моделей бувають з кільцевими ущільнювачами на затворів дисках, що дозволяють підвищити герметизацію проходу.
Мал. 9 Різновиди поворотних систем
пружний клин
У даній конструкції привід затвора розрізаний на дві частини і між ними розташований пружний елемент – це дозволяє переміщатися ущільнювача елементів відносно один одного на невеликий кут, забезпечуючи тим самим кращий контакт з сідельним кільцем. При виготовленні не потрібно високоточна підгонка, виключено високотемпературне заклинювання, до недоліків відноситься підвищена стираність площин клину в результаті раннього вступу в контакт при опусканні.
поворотні
Пристрій такого типу називають дисковим поворотним затвором, при роботі диск розташовується в потоці речовини і переміщається по його напрямку. Диски використовуються в системах з діаметром трубопроводів до 1200 мм. при температурах середовища від -200 до +450 С. і тиску до 600 бар. Пристрій має просту конструкцію, малі розмір і масу, добре герметизирует перекривається канал, легко ремонтується. До недоліків відносять високий опір потоку, роботу тільки в одну сторону, неможливість використання в середовищі з підвищеною в’язкістю і забрудненістю.
Паралельні (шиберні)
У даних пристроях поверхні сідел і затворного диска паралельні, при опусканні диск (шибер) герметично перекриває прохід за рахунок тиску на його поверхню провідного середовища. До недоліків відносять великі енерговитрати на переміщення в результаті тертя кілець ущільнювачів сідла і шибера на всьому шляху руху і відповідно підвищений стирання герметизирующих поверхонь. Використовується при знижених вимогах до герметичності, легко обслуговується і ремонтується.
Рис.10 Шиберні паралельні засувки
шлангові
При транспортуванні агресивного хімічного середовища в системі, засувки повинні мати високий захист від корозії – найкращим варіантом в цьому випадку є використання пристроїв шлангового типу. Вузол має робочий канал у вигляді еластичного гнучкого шланга, який при перекритті потоку стискається в середній частині.
Мал. 11 Шланговий тип засувки – принцип дії
маркування
Маркування засувною трубопровідної арматури регламентується відповідно до ГОСТ 4666-75, вона виконується на корпусі або табличці із зазначенням наступних даних:
- найменування підприємства;
- тиск, температура;
- прохідний діаметр;
- марка стали в разі використання матеріалів зі спеціальними властивостями (підвищеної корозійної, температурної стійкістю);
- знак якості при його наявності.
Мал. 12 Приклади маркування
Монтаж запірної арматури в системах водопостачання
Установка засувки в магістральний трубопровід промислового призначення проводиться кваліфікованими фахівцями, при цьому найбільш часто використовується з’єднання елементів один з одним за допомогою фланців. При проведенні робіт у водопровідній магістралі діють, дотримуючись такі особливості установки:
- Знімання запірної арматури водогону проводять тільки при відсутності робочої рідини в системі, при необхідності труби в місцях з’єднань захищають від бруду, окалини, вапняного нальоту.
- Перед монтажем запірної арматури перевіряє якість фланців – фланцева шайба не повинна мати тріщин, подряпин, виїмок і інших дефектів.
- Запірна арматура водопроводу розміщується на строго прямолінійною частини магістралі і рівних ділянках земної поверхні – це дозволяє уникнути надмірних напружень в місцях вигинів і перекосів, що викликають протікання. При монтажі важких вузлів використовується додаткові жорсткі опори.
- При експлуатації не допускається докладати надмірне зусилля до маховика, за допомогою яких наводяться в дію запірні заслінки – це може привести до поломок і тріщин.
- Монтаж слід проводити з обв’язкою м’яким стропом, уникаючи кріплення за шток або штурвал і намагаючись не пошкодити захисне покриття – це призводить до передчасної корозії. Падіння з висоти і механічні удари неприпустимі.
Мал. 13 Способи монтажу і налаштування запірних пристроїв
Перед вибором запірної арматури необхідно враховувати її характеристики відповідно до ГОСТ – найбільш високими параметрами мають сталеві промислові вироби. Для побутового використання підходять засувні вузли для трубопроводів з кольорових металів – вони мають невеликі розміри умовного проходу і доступний монтаж за допомогою різьбових муфт.
