Шаровой кран или задвижка стальная, вопрос выбора. Шаровый кран или задвижка

Бытует мнение, что задвижки это архаизм и это уже прошлое, на пятки наступают шаровые краны и затворы дисковые поворотные . Шаровые краны более компактные более лёгкие, простота монтажа, скорость управления буквально в одно движение и возможность регулировки потока является несомненным преимуществом крана шарового перед задвижкой. Разберём некоторые преимущества этих запорных устройств.

Преимущества монтажа задвижки и кранов шаровых.

При монтаже приваркой кранов, многие делают ошибки, которые невозможно допустить при монтаже задвижек.
Некоторые монтажники, приварив кран шаровой и не дав ему остыть, и желая побыстрее проверить, как он функционирует, в одно движение срывают фторопластовые внутренние уплотнительные элементы затвора крана.
Также распространённой ошибкой монтажа является вертикальный монтаж кранов шаровых приваркой в закрытом положении затвора. Брызги сварки капают на зеркало запорного элемента - шар и застывают на нём и затем при повороте крана застывшие брызги раздирают фторопластовый уплотнитель. Важно приваривать кран только в открытом положении затвора!
Задвижка монтируется на трубопровод дольше тяжелее по весу и имеет невысокую скорость управления затвором. К тому же задвижка это только запорная арматура и никоим образом регулирующая. Но она не имеет фторопластовых деталей, что говорит о том, что срок эксплуатации задвижек выше, чем у кранов шаровых.
На срок эксплуатации кранов влияет такой фактор, как патрубки приварные. Некоторые краны исполнены с патрубками из очень качественной стали, иногда даже бывает так, что сам кран на сороковое давление рассчитан, а патрубки приварные исполнены ВГП на шестнадцатое давление. Внимательно выбирайте кран, поинтересуйтесь, из каких сталей исполнен корпус и патрубки приварные.

Преимущества эксплуатации.

Ещё один фактор преимущества задвижки пред кранами шаровыми и затворами это вероятность гидроудара.
Гидроудар в трубопроводе это масса воды в трубопроводе плюс давление ударяющая в запорный элемент запорной арматуры при подаче среды в трубопровод. Допустим, сантехник в подвале 16-ти этажного жилого дома повернул на один оборот «штурвал» - маховик задвижки на подачу воды. Насколько открыто проходное отверстие задвижки сантехник прекрасно понимает и будет ждать, пока трубопроводная система заполнится водой. Пока задвижка «шипит» (спуск воздуха), он стоит, курит. Если сантехник не трезв и захотел открыть сразу задвижку, то у него всё равно это не получиться, поскольку вращать маховик можно в течение четырёх минут до полного открытия. Запорный механизм задвижки устроен так, что вероятность гидроудара сведена к минимуму либо предполагает лёгкий гидроудар, что способны выдержать не все краны шаровые, поскольку трудно рассчитать насколько открыто проходное отверстие.
Шаровой кран бывает разборный и не разборный, но основная масса выпускаемых кранов неразборные и их называют необслуживаемыми. Задвижку в случае заклинивания, или какой либо неисправности, возможно, разобрать и отремонтировать.

В итоге противостояние затворов поворотных, кранов шаровых и задвижек будет всегда. Каждый из этих запорных арматур является необходимым под конкретные нужды. Сказать нельзя, что задвижка это уже «динозавр», а кран шаровой какой бы он не был красивый и надёжный это прогрессивный и идеальный вариант для установки на трубопровод.

В нашей компании «РосСервис» для установки на трубопровод Вы всегда можете подобрать задвижки стальные 30с41нж Ру16 Ду 50-400, а также шаровые краны для давлений от 0,6 до 4 МПа и под различные диаметры трубопроводов.

Самыми востребованными конструкциями сегодня можно считать краны и задвижки. Многие не понимают различий между этими двумя видами запорной арматуры и руководствуются советами продавцов и знакомых. Иногда даже можно наблюдать влияние моды. Например 10 лет назад все перешли с задвижек на краны, а сейчас наоборот. Тем не менее оба этих вида арматуры обладают своими индивидуальными характеристиками.

Задвижка

Работа задвижки заключается в перекрытии потока жидкости или газа запирающим элементом. Перекрытие производится перпендикулярно потоку.

Конструкция задвижки проста, а сами они довольно неприхотливы в работе. Задвижки в открытом виде имеют небольшое гидравлическое сопротивление. Прекрасно задвижка работает с вязкой средой пропуская ее во всех направлениях. Одна из наиболее популярных марок задвижек - AVK (avk официальный сайт Россия).

Теперь о минусах. Задвижкой трудно регулировать расход. Запирающий элемент имеет всего два положения. Либо закрыто, либо открыто. Для выдерживания высокого давления арматура должна быть прочной и массивной. Запирающий элемент с годами изнашивается, а его ремонт весьма затруднителен и часто требуется полная замена.

Задвижки бывают:

Клиновые. У нее уплотнительные поверхности идут под углом друг к другу, что обеспечивает хороший контакт независимо от температуры и даже коррозии.
Параллельные. Тут, соответственно, уплотнительные кольца идут параллельно. Используют их там, где нет надобности в 100% герметичности.

Краны

Запирающая часть крана сделана в виде вращательного элемента с отверстием, через которое и пропускается среда. Краны бывают коническими, шаровыми и цилиндрическими. Сегодня самым популярным принято считать шаровой кран. Поворот пробки может регулировать подачу среды от уменьшения потока, до его полного перекрытия.

Краны могут работать как с жидкостью, так и с газом. В отличие от задвижек они более компактны.

Слабое место любого крана - уплотнители, которые при износе нарушают всю герметичность. Также из-за неметаллических уплотнителей кран не может выдержать разные агрессивные среды.

Задвижка — разновидность запорной арматуры, используемая для перекрытия либо изменения пропускного объема транспортируемой рабочей среды в технологических, промышленных и санитарных трубопроводах.

В данной статье представлены фланцевые задвижки. Мы рассмотрим клиновые, параллельные, клинкетные, шиберные и шланговые модификации, изучим конструктивные особенности арматуры и ее эксплуатационные характеристики.

Cодержание статьи

Функциональное назначение и конструктивные особенности

Задвижки стальные фланцевые отличаются от других разновидностей трубопроводной арматуры тем, что запорный механизм в них перемещается перпендикулярно движению рабочей среды. Такие конструкции выпускаются в диаметре 15-2000 мм, они предназначены для установки на трубопроводы, рабочая температура в которых не превышает 600 градусов с давлением до 25 МПа.

Запорные задвижки широко используются во всех сферах промышленности:

системы водоснабжения и отопительные коммуникации жилищно-коммунальных хозяйств;
транспортные системы нефти и газа;
магистральные трубопроводы энергетической промышленности.

Распространение данного вида трубопроводной арматуры обусловлено следующими эксплуатационными преимуществами:

простота и ремонтопригодность конструкции;
минимальная строительная длина;
надежность в сложных условиях эксплуатации;
низкий уровень гидравлического сопротивления.

Есть у задвижек и недостатки, основным из которых является большая габаритная высота конструкции, что особенно характерно для изделий с шпинделем выдвижного типа, в которых ход штока должен быть равен полному диаметру пропускного отверстия. Также минусом является длительное время открытия и склонность к эксплуатационному износу уплотнительных элементов, вследствие которого задвижки требуют периодического обслуживания и .

Отметим, что конструктивные особенности задвижек не предполагают их использование в качестве регулирующей арматуры — при эксплуатации запорный механизм должен находиться в крайнем открытом либо закрытом положении , а не в промежуточном.

Практически все разновидности задвижек производятся в полнопроходной конфигурации — сечение пропускного отверстия у них идентично диаметру труб, на которые устанавливается изделие. Редукционные задвижки (с суженным сечением пропускного отверстия) также выпускаются, но они имеют узкую сферу использования — устанавливаются лишь на трубопроводы, для управления арматурой на которых необходимо снижение оказываемого рабочей средой крутящего момента.

Управляющим механизмом в запорной арматуре выступает ручной штурвал, также существуют конструкции оборудованные гидравлическими либо электроприводами , реже — пневматическим приводом. Крупноразмерные задвижки, в которых реализовано ручное управление, для облегчения усилий при открытии комплектуются редуктором.

Технология изготовления и используемые материалы

Задвижки, в зависимости от способа изготовления, классифицируются на литые и сварные. Методом литья производятся стальные, алюминиевые и , с помощью сварочного соединения — титановые и некоторые разновидности стальных изделий. В плане прочности и надежности сварные конструкции практически не уступают литым аналогам.

Уплотнительные элементы арматуры могут выполняться из фторопласта, латуни либо резины. Эластичные материалы (резина и синтетический каучук — EPDM) чаще всего используются при производстве (где резиной покрываются стенки запорного механизма) и шланговых конструкций (из резины сделан пережимной шланг).

Задвижки имеют унифицированную согласно ГОСТ №9698 маркировку типа 30нж42п ду50 , в которой:

30 — номенклатура арматуры (также может использоваться цифра 31);
нж — обозначение материала, из которого изготовлена конструкция, в данном случае нж — нержавеющая сталь (с — сталь углеродистая, лс -легированная сталь, ч — чугун, тн — титан);
42 — номер модели;
п — материал изготовления уплотнительных элементов (п — пластик, бр — бронза либо латунь, р — резина, п -пластмасса);
ду50 — диаметр 50 мм (варьируется в пределах 15-2000 мм).

Монтаж фланцевой задвижки Ду219 (видео)

Принцип работы и разновидности

Принцип работы всех разновидностей задвижек схож между собой. Корпус и крышка арматуры образуют полость, в которой размещен запорный узел. На корпусе размещены фланцы, посредством которых задвижка соединяется с трубопроводом. В зависимости от типа соединения конструкция может быть фланцевая и межфланцевая, которая зажимается между фланцами соседних участков трубопровода (межфланцевая задвижка имеет значительно меньшие габариты.

Внутри корпуса, рядом с запорным элементом, расположено два седла (параллельно либо под определенным углом друг к другу). Регулировка затвора выполняется посредством вращения привода, к которому запорный механизм подсоединен с помощью штока. В зависимости от принципа движения штока задвижка бывает выдвижная (шток при закрытии совершает вращательно-поступательное перемещение) либо поворотная (исключительно вращательное перемещение).

Шток установлен внутри ходовой гайки, данный узел именуется резьбовой парой. Гайка, при вращении привода, обеспечивает движении запорного элемента в заданном направлении. При перемещении затвора в закрытое положение его стенки прижимаются к уплотнительным поверхностям седла, тогда как в открытом положении затвор полностью выходит из проходного отверстия корпуса.

Основная классификация арматуры выполняется в зависимости от типа запорного механизма, согласно которой задвижки делятся на:

клиновые;
параллельные;
шиберные;
шланговые.

В затвор имеет конусную форму, при закрытии он входит в седла, расположенные под заданным углом друг к другу, и перекрывает пропускное отверстие. Клин, в зависимости от конструктивного исполнения, может быть жестким либо клинкетным.

Клин жесткого типа (стальной) обеспечивает максимальную герметичность в закрытом положении, однако эксплуатация такой конструкции может сопровождаться рядом проблем, связанных с заклиниваем затвора по причине температурных колебаний либо повреждения уплотнительных поверхностей из-за коррозии.

Задвижка клинкетная фланцевая имеет затвор, состоящих из двух размещенных под углом друг к другу , которые жестко соединены между собой. Такая конструкция отличается повышенной надежностью — она не заклинивает, уплотнители подвергаются минимальному износу а для изменения положения затвора требуется прикладывать гораздо меньше усилий. Задвижка клинкетная фланцевая является наиболее распространенным типом судовой арматуры.

В затвор состоит из двух дисков, которые перемещаются между параллельно расположенных друг к другу уплотнительных седел. Разновидностью параллельной конструкции является , в ней запорный узел имеет схожую конструкцию, однако затвор состоит из 1-го диска.

Шиберная арматура устанавливается на трубопроводы с односторонним движением рабочей среды. За счет простоты конструкции она не способна обеспечить максимальную герметичность перекрытия, однако шиберный затвор отличается ремонтопригодностью, что позволяет использовать такие конструкции в сточных и канализационных системах, транспортирующих жидкость с высоким содержанием механических частиц.

Задвижки шлангового типа кардинально отличаются от рассмотренных ранее аналогов. В их конструкции отсутствуют уплотнительные седла — рабочий поток циркулирует внутри эластичного резинового шланга, который полностью изолирует внутренние поверхности корпуса от транспортируемой жидкости. Перекрытие потока осуществляется за счет пережатия шланга штоком.

Такие конструкции предназначены для установки на трубопроводы, транспортирующие вязкие вещества и химически агрессивные жидкости, под воздействием которых происходит ускоренная коррозия стали — резина является материалом, устойчивым к большинству химических соединений. Эксплуатация данных задвижек возможна при температуре до 110 градусов и давлении рабочей среды до 1.6 МПа.

Перед задвижками достаточно очевидны,но не смотря на это,на некоторых предприятиях продолжают использовать клиновые задвижки, мотивируя это несколькими причинами.

Некоторые инженеры на предприятиях считают что, задвижка, выполненная из стали, будто бы надёжнее шарового крана, и с её помощью можно осуществлять регулирование потока среды. Однако,инженеры ведущих компаний по производству трубопроводной арматуры однозначно заявляют: клиновые задвижки ни в коем случае не предназначены для регулирования потока среды, в отличие от тех же шаровых кранов.

Особенности клиновых задвижек

Практическое применение показывает, что при использовании задвижек в качестве регулирующей арматуры, задвижки довольно быстро выходят из строя, переставая удерживать поток среды в закрытом состоянии, то есть не выполняют даже своей непосредственной функции.

Следует отметить, что речь идёт именно о стальных задвижках , так как чугунные задвижки здесь даже не рассматриваются. Основная проблема в том, что чугунная ТПА чрезвычайно требовательна к условиям эксплуатации.

Так например, нельзя применять чугунные задвижки при температуре выше +350 градусов и ниже -20 градусов (здесь речь идёт о лучших марках чугуна) по шкале Цельсия. Имеются также ограничения по типу перекачиваемой среды (чугунную ТПА практически невозможно безопасно использовать в некоторых типах газопроводов), давлению, диаметру проходного отверстия и т.д. Хотя задвижки до сих пор и являются наиболее распространённым типом ТПА на различных трубопроводах, в последнее время наблюдается тенденция к замене задвижек на шаровые краны во многих системах.

Основные причины замены:

Задвижки требуют постоянного контроля за техническим состоянием (например, чистки сальниковых уплотнений),

Задвижки неважно показывают себя при возникновении внештатных ситуаций, требующих быстрого перекрытия потока рабочей среды.

Кроме того, конструкция задвижки не обеспечивает хорошей герметичности, причём, это касается практически всех элементов: как самого затвора, так и корпуса. Далее заметим, что клиновые задвижки обладают изрядным весом и солидными габаритами, а также часто ломаются, что приводит к регулярному возникновению аварийных ситуаций.

Особенности шаровых кранов

Шаровые краны в сравнении с клиновыми задвижками представляют собой более новый тип запорной ТПА, хотя конструкции шарового крана уже более ста лет. Из названия нетрудно понять, что основной запорный элемент в этих кранах имеет форму шара.Практическое применение такой конструкции показывает себя с гораздо более выгодной стороны, чем задвижка. Также следует отметить, что современные шаровые краны значительно более герметичны, чем клиновые задвижки. Дело в том, что производителям удалось решить проблему всех шаровых кранов прошлого (недостаточную герметичность), при использовании современных материалов. Седло современного шарового крана изготавливается из полимерных композиций , а не из металла, как это было раньше. Кроме того, такое решение позволило попутно и значительно облегчить управление краном, так как теперь не приходится прилагать значительных усилий для изменения положения запорного элемента. Следующей особенностью шаровых кранов является компактная конструкция , что также выгодно отличает шаровой кран от клиновой задвижки. Особенно это касается систем жилищно-коммунального хозяйства , однако и в достаточно крупных трубопроводах шаровые краны по габаритам значительно выигрывают у клиновых задвижек. На данный момент производители предлагают шаровые краны, выполненные из сталей, чугуна, латуни и пр. материалов.

Латунные краны нельзя использовать в системах, где температура среды превышает +100 градусов и они не слишком хорошо себя показывают и при минусовых температурах. Кроме того, латунные шаровые краны выполняются небольшими по диаметру (обычно не более 50 мм).

Стальной шаровой кран справится с температурой +200 градусов и будет работать при -50 градусах Цельсия, что делает его незаменимым в системах перекачивания сред в условиях севера. К преимуществам стальной арматуры отнесём и увеличенный диаметр проходного отверстия. Но есть и один недостаток - это цена шарового крана. В ситуации экономии бюджета, есть большое искушение сделать выбор, основываясь на цене. Но и в этом случае, рациональное сравнение должно быть основано не на цене приобретения, а на «совокупной стоимости владения» оборудованием, в нашем случае шаровым краном или задвижкой. Если стоимость шарового крана в среднем выше стоимости задвижки аналогичного диаметра в 2 раза, то его полный срок службы выше в 4 раза.

Какой шаровый кран выбрать?

Несмотря на все преимущества современной арматуры, очень важен фактор - насколько взаимозаменяемы устаревшие чугунные задвижки и шаровый кран . Чтобы не создавать трудности в дальнейшей эксплуатации трубопровода , насколько быстро и эффективно возможно заменить арматуру? Поэтому важно понимать какие именно шаровые краны лучше задвижек, то есть какие свойства должна иметь арматура, чтобы заменить старые задвижки на действующих трубопроводах? Рассмотрим данные свойства:

1. Строительная длина шарового крана (L=....мм)

При ремонте трубопровода, где установлены стальные или чугунные задвижки , важную роль играет строительная длина шарового крана . Если правильно выбрать шаровой кран, то можно избавиться от дополнительных монтажных работ, которые не всегда удобны или невозможны из-за особенностей технологии и условий безопасности. Применяемые в России стандарты строительных длин для задвижек и шаровых кранов - различаются , также различаются строительные длины шаровых кранов различных отечественных и зарубежных производителей. Но оптимальный выбор все-таки существует - некоторые российские производители учитывают «национальные особенности» коммунальных трубопроводов и производят шаровые краны, руководствуясь стандартами строительных длин для задвижек (например равнопроходные краны LD , разборные краны LD 11с67п или краны TEMPER "под задвижку " ). Такие краны полностью соответствуют заменяемой задвижке . При монтаже нового трубопровода, выбор строительной длины крана более независим. Но не помешает уверенность,что строительная длина используемой арматуры не является эксклюзивной и при необходимости замены через несколько лет не придется искать одного единственного производителя шарового крана с уникальной строительной длиной. При использовании шарового крана, очень часто строительная длина оказывается тесно зависимой от другого важного параметра арматуры - условного прохода.

2. Полный и неполный (стандартный) проход

Выбор полного или неполного (стандартного) прохода шарового крана зависит от условия работы конструкции в трубопроводной системе и ее допустимого гидравлического сопротивления. Можно выделить два наиболее характерных случая: когда конструкция устанавливается на магистральной линии с большим расходом среды, необходимо иметь арматуру с малым гидравлическим сопротивлением во избежание больших энергетических затрат на транспортировку среды, особенно жидкой, но в тупиковых позициях допустимо применять арматуру, имеющую повышенный коэффициент гидравлического сопротивления.

Наибольшие энергетические потери будут создаваться в трубопроводах, в которых жидкости перемещаются с большой скоростью. В этих условиях необходимо использовать краны, имеющие малые значения коэффициента гидравлического сопротивления. Ориентировочные значения коэффициента для различных типов кранов: полнопроходные - 0,1-0,4; неполнопроходные - 0,4-1,6.

Большинство шаровых кранов известных зарубежных брендов производятся по стандартам, отличающимся от арматурных стандартов, применявшихся в России и странах СНГ . Именно строительная длина крана является первым и самым очевидным отличием - шаровые краны зарубежного производства со строительной длиной «под задвижку» могут быть изготовлены производителем только под заказ. Стоимость и срок такого заказа неизбежно увеличивается. Следующее значительно отличающаяся характеристика импортной арматуры - эффективный проход крана. Большинство шаровых кранов зарубежного производства имеют редуцированный (стандартный) по отношению к присоединительному диаметру диаметр эффективного прохода.

Преимущества шаровых кран перед клиновыми задвижками

Шаровые краны могут быть изготовлены практически для любого диаметра;
- шаровые краны способны выдержать существенно больший уровень давления;
- температурный диапазон эксплуатации шаровых существенно больше, чем у клиновых задвижек;
- у шаровых кранов практически нет заклинивания и ими существенно легче управлять, задвижки же заклинивают довольно часто, особенно после того, как длительное время находятся в открытом либо закрытом положении;
- более высокая герметичность шаровых кранов;
- шаровые краны являются универсальными, тогда как клиновые задвижки в большинстве случаев используются только на воду;
- шаровые краны в сравнении с клиновыми задвижками имеют более компактные размеры и меньший вес;
- шаровые краны служат намного дольше, существенно реже выходят из строя и более надежны, чем клиновые задвижки;
- клиновые задвижки нуждаются в регулярном осмотре и обслуживании, шаровые краны не нуждаются в постоянном контроле состояния;
- клиновые задвижки могут применяться только в качестве запорной трубопроводной арматуры, а шаровые краны могут эксплуатироваться как запорная так и запорно-регулирующая ТПА.