Содержание
1. Что такое запорная арматура и чем отличается от аналогов
Определение. Запорная арматура – вид трубопроводной арматуры, предназначенный для полного перекрытия потока рабочей среды (жидкости, газа или пара) и для его открытия. Запорный орган (клин, шар, диск, тарелка со штоком) занимает одно из двух рабочих положений: «открыто» или «закрыто». Основные термины и определения для трубопроводной арматуры содержит ГОСТ 24856-2014.
Главная задача таких изделий – герметично отсекать участок трубопровода или оборудование: для ремонта, подключения нового контура, аварийной остановки или переключения потоков. Поэтому к ним предъявляют требования по герметичности затвора, прочности корпуса и надёжности привода, а не по точности настройки расхода. Именно этим запорные устройства отличаются от соседних групп арматуры.
Краткая справка
Краны и задвижки для воды применяются с давних времён. Промышленное значение запорных устройств выросло вместе с энергетикой, нефтепереработкой и централизованным теплоснабжением, где потребовались унифицированные ряды размеров и давлений. Сегодня конструкции, присоединительные размеры и методы испытаний описаны межгосударственными и национальными стандартами, что позволяет заменять изделия разных производителей при совпадении параметров.
Сравнение с ближайшими аналогами
Регулирующая арматура
Изменяет расход или давление среды, работает в промежуточных положениях. Запорная арматура для такого режима не рассчитана: уплотнения быстро изнашиваются.
Предохранительная арматура
Автоматически сбрасывает среду при превышении давления и закрывается после его снижения. Командой оператора не управляется.
Обратные клапаны
Пропускают поток в одном направлении и закрываются сами при его смене. Не перекрывают линию по команде, поэтому их ставят вместе с запорными устройствами. Модели и типы собраны в разделе обратных клапанов.
Строительная арматура
Не имеет отношения к трубопроводам: это арматурный прокат для железобетона, например по ГОСТ 5781-82 или ГОСТ 34028-2016. Название совпадает, назначение иное.
Путаница возникает в заявках: под словом «арматура» заказчик из строительства имеет в виду стержни, а инженер-трубопроводчик – задвижки и краны. В заявке стоит указывать тип изделия, Ду, давление и материал корпуса.
2. Нормативная база
Единого стандарта на всю трубопроводную арматуру не существует. Требования разделены по типам изделий, по давлениям и по методам контроля. Ниже – ключевые документы, на которые чаще всего ссылаются в проектах и паспортах. Редакции стандартов обновляются, поэтому перед включением в спецификацию сверяйте действующую редакцию.
ГОСТ 24856-2014
Термины и определения трубопроводной арматуры, а также её классификация по назначению. Полезен, когда нужно однозначно назвать тип изделия в договоре.
ГОСТ 5762-2002
Общие технические условия на промышленные задвижки на номинальное давление не более PN 250: конструкция, материалы, приёмка, маркировка.
ГОСТ 21345-2005
Общие технические условия на краны шаровые, конусные и цилиндрические на номинальное давление не более PN 250.
ГОСТ 9544-2015
Нормы герметичности затворов трубопроводной арматуры. Задаёт классы герметичности, по которым оценивают протечки через закрытый затвор.
Документы по давлениям, размерам и испытаниям
| Документ | Предмет | Где пригодится при заказе |
|---|---|---|
| ГОСТ 33257-2015 | Методы контроля и испытаний трубопроводной арматуры | Для приёмки партии, гидроиспытаний, проверки герметичности |
| ГОСТ 26349-84 | Ряды номинальных (условных) давлений для соединений трубопроводов и арматуры | Для выбора PN (Ру) и согласования с фланцами и трубами |
| ГОСТ 28338-89 | Ряды условных проходов (номинальных размеров) для соединений трубопроводов и арматуры | Для выбора Ду, согласования диаметров по трассе |
| ГОСТ 33259-2015 | Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на давление до PN 250 | Для подбора ответных фланцев и крепежа, подробнее в разделе стальных фланцев |
| ГОСТ 3706-93 | Задвижки. Строительные длины | Для замены задвижки без переделки трубной обвязки |
| ГОСТ 28908-91 | Краны шаровые и затворы дисковые. Строительные длины | Для замены крана или затвора без переделки обвязки |
| ГОСТ 3326-86 | Клапаны запорные, клапаны и затворы обратные. Строительные длины | Для замены вентиля или обратного клапана без переделки обвязки |
Для конкретных моделей действуют технические условия (ТУ) изготовителя: в них приведены давление, температурный диапазон, масса, класс герметичности и срок службы. Эти данные не нормируются общим стандартом, поэтому всегда запрашивайте паспорт на модель. Значения давлений и температур для конкретной марки изделия уточняйте у менеджера.
3. Виды и классификация
Изделия различают по конструкции запорного органа, способу присоединения к трубопроводу и типу привода. От конструкции зависит поведение арматуры в эксплуатации: скорость закрытия, гидравлическое сопротивление в открытом положении, ремонтопригодность.
Задвижки
Клин или диск движется поперёк потока. Подходят для воды, нефтепродуктов и теплоносителя при редких переключениях. Конструкции, исполнения и размеры собраны в разделе задвижек.
Краны шаровые
Шар с отверстием поворачивается на четверть оборота. Быстро перекрывают линию, в открытом положении создают малое сопротивление. Каталог: краны шаровые.
Вентили (запорные клапаны)
Тарелка опускается на седло вдоль потока. Хорошо удерживают давление, допускают ограниченное дросселирование, но создают заметное сопротивление. Смотрите раздел вентилей.
Затворы дисковые
Диск поворачивается на оси внутри короткого корпуса. Компактны и легче задвижек того же Ду. Подробнее в разделе дисковых затворов.
Сравнение конструкций
| Тип | Движение запорного органа | Особенности | Где применим |
|---|---|---|---|
| Задвижка | Поступательное, поперёк потока, много оборотов шпинделя | Малое сопротивление в открытом положении, закрытие медленное, строительная длина обычно больше, чем у затвора | Водоснабжение, теплосети, магистральные линии больших Ду |
| Кран шаровой | Поворот шара на четверть оборота | Быстрое закрытие, компактность, простая автоматизация приводом | Газ, вода, нефтепродукты, малые и средние Ду |
| Вентиль | Поступательное, вдоль потока | Надёжное уплотнение, повышенное сопротивление, направление потока обозначено на корпусе | Пар, вспомогательные линии, малые Ду |
| Затвор дисковый | Поворот диска на четверть оборота | Малая масса и длина, зависимость герметичности от материала седла | Вентиляция воды, насосные станции, ЖКХ |
Классификация по присоединению и приводу
| Признак | Варианты | Комментарий |
|---|---|---|
| Присоединение | Фланцевое, муфтовое (резьбовое), приварное, межфланцевое | Фланцевое допускает демонтаж, приварное исключает разъёмные соединения и потенциальные протечки, межфланцевое типично для дисковых затворов |
| Привод | Ручной (маховик, рукоятка), редуктор, электропривод, пневмопривод | Редуктор снижает усилие на больших Ду, электро- и пневмопривод нужны для автоматизации и дистанционного управления |
| Направление потока | Любое или строго по стрелке на корпусе | Для вентиля и обратного клапана стрелка обязательна, неправильная установка снижает ресурс |
Для автоматизированных узлов актуальны задвижки и дисковые затворы с электроприводом, их исполнения описаны в соответствующих разделах каталога. Типы приводов нужно согласовать с проектом: напряжение питания, класс защиты и время хода указаны в паспорте привода.
4. Марки и материалы
Материал корпуса определяет допустимые среду, давление и температуру. Выбор между чугуном и сталью связан с рабочими параметрами и климатическими условиями. Температурные пределы для конкретных изделий указывает производитель в паспорте, поэтому в таблице ниже приведены только материалы, стандарты и характер применения.
| Материал корпуса | Стандарт на марки | Особенности | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| Серый чугун СЧ | ГОСТ 1412-85 | Недорогой, хорошо отливается, хрупок при ударных нагрузках и гидроударах | Водопровод, отопление, низкие давления |
| Высокопрочный чугун ВЧ | ГОСТ 7293-85 | Прочнее серого чугуна, лучше переносит нагрузки | Водоснабжение, канализационные напорные сети |
| Сталь литая 25Л | ГОСТ 977-88 | Литые корпуса из углеродистой стали, выдерживают более высокие давления и температуру, чем чугун | Теплосети, нефтепродукты, промышленные технологические линии |
| Сталь 20 | ГОСТ 1050-2013 | Углеродистая качественная сталь, хорошо сваривается, используется для кованых и сварных корпусов, патрубков | Шаровые краны под приварку, малые и средние Ду |
| Сталь 09Г2С | ГОСТ 19281-2014 | Низколегированная сталь повышенной прочности, применяется там, где важна вязкость при отрицательных температурах | Северные регионы, газо- и нефтепроводная обвязка |
| Сталь 12Х18Н10Т | ГОСТ 5632-2014 | Коррозионностойкая хромоникелевая сталь, стойка ко многим агрессивным средам | Химия, пищевое производство, очистные сооружения |
| Латунь, бронза | ГОСТ 15527-2004 (латуни) | Для малых Ду и уплотнительных колец, хорошо противостоят коррозии в воде | Муфтовые краны и вентили, кольца задвижек |
Ходовое обозначение: 30ч6бр. Это чугунная клиновая фланцевая задвижка с уплотнительными кольцами из бронзы или латуни, она широко используется в водоснабжении и отоплении. Она представлена в разделе чугунных задвижек 30ч6бр. Допустимые давление и температуру берите из паспорта конкретной модели, а не из справочников.
Как читать обозначение изделия
В отечественной системе обозначения арматуры закодированы тип, материал корпуса, номер модели и материал уплотнительных поверхностей. Это позволяет без каталога понять базовую конструкцию.
| Элемент обозначения | Значение | Пример |
|---|---|---|
| Первые две цифры | Тип изделия, например 30 – задвижка | 30ч6бр, 30с41нж |
| Буква после цифр | Материал корпуса: ч – серый чугун, с – углеродистая сталь, лс – легированная сталь, нж – нержавеющая сталь, вч – высокопрочный чугун | ч в 30ч6бр, с в 30с41нж |
| Цифры после буквы | Номер модели, зависит от конструкции и приводов (цифра 9 обычно указывает на электропривод) | 941 в 30с941нж |
| Конечные буквы | Материал уплотнительных поверхностей: бр – бронза или латунь, нж – нержавеющая сталь, р – резина, п – пластмасса | бр в 30ч6бр, нж в 30с41нж |
Стальные варианты представлены в разделах задвижек 30с41нж и 30с941нж. Для воды и тёплой среды часто выбирают чугун, для пара, нефтепродуктов и повышенных давлений – сталь, для агрессивных сред – нержавеющую сталь.
5. Типоразмеры и параметры присоединения
Типоразмер запорной арматуры описывается не одним диаметром, как у трубы, а сочетанием параметров. Числовые значения для каждого параметра берут из стандарта на соответствующий ряд и из паспорта изделия, поэтому здесь они не воспроизводятся: пустая ссылка на стандарт надёжнее таблицы, составленной по памяти.
| Параметр | Обозначение | Что определяет | Где найти значение |
|---|---|---|---|
| Условный проход | Ду (DN) | Номинальный размер присоединения, примерно соответствующий внутреннему диаметру трубопровода | ГОСТ 28338-89, паспорт изделия |
| Номинальное давление | Ру (PN) | Базовый показатель прочности корпуса и фланцев, PN выражают в барах | ГОСТ 26349-84, паспорт изделия |
| Присоединение | Фланцы, муфта, приварные концы | Способ монтажа и необходимость ответных деталей | Паспорт, ГОСТ 33259-2015 для фланцев |
| Строительная длина | Размер вдоль оси | Возможность заменить изделие без переделки обвязки | ГОСТ 3706-93 (задвижки), ГОСТ 28908-91 (краны, затворы), ГОСТ 3326-86 (клапаны), паспорт изделия |
| Пропускная способность | Kv | Расход воды при перепаде 1 бар, основа гидравлического расчёта | Каталог или паспорт производителя |
| Масса | кг | Нагрузка на опоры, необходимость грузоподъёмных средств при монтаже | Паспорт изделия |
Практическое правило: Ду и PN арматуры должны совпадать с Ду и PN ответных фланцев и трубопровода. Если у задвижки фланцы на одно давление, а у трубопровода на другое, болты не совпадут по расположению и стык не станет герметичным. В каталоге изделия сгруппированы по Ду: например, есть отдельные подборки задвижек Ду 50, 80, 100, 150 и 200, их удобно использовать, когда проход уже известен.
Если вы заменяете существующую арматуру, измеряйте не только Ду, но и строительную длину, расстояние между фланцами и диаметр болтовой окружности. Для сомнительных случаев пришлите менеджеру фото шильдика и размеры, он подберёт аналог. Подробные таблицы размеров по моделям – по запросу, значения лучше брать из паспорта производителя.
6. Применение в отраслях
Отрасль определяет ключевые требования: к материалу, герметичности, пожаробезопасности, присутствию абразива или агрессивной среды. Ниже – типовые области, где запорные устройства нужны почти на каждом участке трубопроводов.
Нефтегаз
Обвязка скважин, насосных и компрессорных станций. Предпочтительны стальные корпуса, приварные краны и задвижки с повышенными требованиями к герметичности и вязкости материала при низких температурах.
Энергетика и теплоснабжение
Теплосети, котельные, ТЭЦ. Нужны стальные и чугунные задвижки, вентили для пара и линий конденсата. Для сборных узлов востребованы также фланцы и ответные детали.
Машиностроение
Гидравлические и пневматические линии станков и стендов, системы охлаждения. Чаще используют малые Ду, муфтовые и резьбовые краны и вентили.
Строительство и инженерные сети
Узлы ввода воды, насосные, внутренние стояки. Применяют чугунные задвижки и дисковые затворы, шаровые краны на ответвлениях.
Химия и пищевая промышленность
Агрессивные и гигиенически чувствительные среды. Корпуса из нержавеющей стали типа 12Х18Н10Т, уплотнения из совместимых материалов (требуют подбора по среде).
ЖКХ
Водопроводы, канализационные напорные сети, отопление жилых домов. Распространены чугунные задвижки с бронзовыми кольцами и дисковые затворы с резиновым седлом.
В каждой отрасли действуют собственные нормы и правила: для опасных производственных объектов добавляются требования промышленной безопасности. Нормативы конкретного проекта нужно сверять с проектной документацией, а не только со стандартами на арматуру.
7. Как выбрать запорную арматуру под задачу
Подбор строится от условий эксплуатации к конструкции, а не наоборот. Последовательность из четырёх шагов позволяет исключить типовые ошибки: недоучёт гидроудара, неверный материал уплотнений, несовпадение присоединительных размеров.
Шаг 1. Давление
Определите рабочее давление, максимально возможное давление и вероятность гидроударов. Выбирайте PN не ниже расчётного значения с учётом запаса, принятого в проекте. Для линий с частыми переключениями насосов или быстрым закрытием арматуры закладывают возможность пиковых нагрузок. Хрупкий серый чугун плохо переносит удары: при нестабильном давлении предпочтительнее сталь или высокопрочный чугун.
Шаг 2. Температура
Допустимый температурный диапазон устанавливает производитель в паспорте, он зависит от материала корпуса, уплотнений и смазки шпинделя. Для пара и горячей воды сверяйте рабочие параметры с документами на модель. Для северных регионов учитывайте минимальную температуру эксплуатации и хранения: здесь применяют стали с гарантированной вязкостью, например 09Г2С по ГОСТ 19281-2014.
Шаг 3. Среда и герметичность
Среда определяет материал корпуса и уплотнений: вода, пар, нефтепродукты, агрессивные химические растворы, абразивные суспензии. Для газов и опасных сред предъявляют повышенные требования к классу герметичности по ГОСТ 9544-2015. Определите также тип управления: ручной привод, редуктор, электро- или пневмопривод. Привод необходим там, где арматуру нужно закрывать быстро, дистанционно или регулярно.
Шаг 4. Типоразмер и присоединение
Зафиксируйте Ду по трассе, способ присоединения и строительную длину, если арматура заменяет существующую. Для фланцевых изделий убедитесь, что ответные фланцы подобраны по тому же Ду и PN, а набор крепежа и прокладок включён в заказ. Для сварных узлов уточните тип разделки кромок и толщину стенки патрубка.
Рекомендация. Не уверены в выборе типа, материала или привода – подготовьте схему узла, параметры среды (давление, температуру, состав) и пришлите менеджеру. Подбор по параметрам занимает меньше времени, чем замена неподходящей арматуры после монтажа.
8. Расчёт пропускной способности и комплектации
Вес погонного метра для запорной арматуры не рассчитывают: масса указана в паспорте. Практическая расчётная величина – коэффициент пропускной способности Kv. Он показывает, сколько кубометров воды в час пройдёт через арматуру при перепаде давления 1 бар. По Kv проверяют, не станет ли выбранное изделие узким местом трубопровода.
Здесь Q – расход, м³/ч; ΔP – допустимая потеря давления на арматуре, бар; ρ – относительная плотность среды (для воды равна 1). Обратная форма формулы: ΔP = ρ × (Q / Kv)², она нужна, когда Kv арматуры известен из паспорта и нужно найти потерю давления.
Пример. Расход воды Q = 40 м³/ч, допустимая потеря давления ΔP = 0,25 бар, ρ = 1. Тогда Kv = 40 × √(1 / 0,25) = 40 × 2 = 80 м³/ч. Проверка: ΔP = 1 × (40 / 80)² = 0,25 бар, значения совпадают. Если у выбранной модели Kv в паспорте ниже 80 м³/ч, потеря давления превысит принятое значение, и нужна арматура большего Ду или иного типа.
Kv указывают для полностью открытого положения. Для шаровых кранов и открытых задвижек сопротивление небольшое, для вентилей и затворов с частично перекрытым проходом оно значительно выше. Значения Kv берите из паспорта, а не из справочников общего вида.
Комплектация узла
При расчёте заказа учитывайте не только сами изделия. Для каждого фланцевого соединения нужны два ответных фланца (или ответный фланец на патрубке), прокладка и комплект крепежа, для приварных узлов – патрубки или отводы. Для электроприводных изделий добавляют кабельные вводы и защиту питания, для дисковых затворов – подходящие ответные фланцы. Подробнее по крепежу и сопутствующим деталям – в соответствующих разделах каталога.
Внимание. Прокладки и крепёж – расходные детали: при демонтаже их, как правило, заменяют. Закладывайте запас по комплекту уплотнений и крепежа для пусконаладки и ревизии, а величину запаса согласуйте с проектировщиком или менеджером: общего норматива для этого нет.
Часто задаваемые вопросы
Чем задвижка отличается от шарового крана?
Задвижка перекрывает поток клином или диском, который движется перпендикулярно оси трубопровода, и требует многих оборотов шпинделя. Шаровой кран закрывается поворотом шара на четверть оборота, поэтому срабатывает быстро. Задвижки чаще ставят на больших условных проходах в водоснабжении и теплосетях, шаровые краны распространены на малых и средних проходах. Конкретный выбор зависит от среды, давления и требований к быстродействию.
Можно ли использовать запорную арматуру для регулирования расхода?
Как правило, нет. Задвижка и шаровой кран в промежуточном положении подвергают уплотнения эрозии и вибрации, а характеристика расхода у них нелинейна. Для регулирования применяют регулирующую арматуру. Вентиль допускает ограниченное дросселирование, но это следует подтвердить документацией производителя.
Что означают обозначения Ду и PN?
Ду (DN) – условный проход, номинальный размер присоединения арматуры. PN – номинальное давление в барах, например PN 16 соответствует примерно 1,6 МПа. Ряды значений приведены в ГОСТ 28338-89 и ГОСТ 26349-84. Эти два параметра должны совпадать у арматуры, фланцев и трубопровода.
Как расшифровать обозначение задвижки 30ч6бр?
Две первые цифры 30 указывают на тип изделия – задвижка. Буква ч означает корпус из серого чугуна, 6 – номер модели, буквы бр – уплотнительные кольца из бронзы или латуни. Давление и температуру для конкретной модели подтверждает паспорт производителя.
Какие документы сопровождают партию запорной арматуры?
Обычно это паспорт изделия и руководство по эксплуатации, а также документы о подтверждении соответствия, если они требуются для данного вида арматуры. Сертификаты на материал корпуса и протоколы испытаний предоставляют по запросу. Точный комплект для вашей партии уточняйте у менеджера.
Можно ли ставить б/у арматуру на ответственные участки?
Не рекомендуется. У бывшей в употреблении арматуры неизвестен остаточный ресурс, часто нет паспорта, а состояние уплотнительных поверхностей и шпинделя трудно оценить визуально. Если такое решение всё же рассматривается, изделие нужно ревизовать и испытать по методикам ГОСТ 33257-2015. Для магистралей, опасных сред и высокого давления выбирают новую арматуру с паспортом.
Глоссарий
Запорная арматура в УРТК
УРТК – металлоторговая компания из Екатеринбурга. Поставляем трубопроводную арматуру и сопутствующие детали по всей России, партиями и в розницу, в наличии или под заказ – уточните у менеджера. Паспорта и сертификаты оформляем на партию, а состав комплекта подбираем по параметрам вашего узла.
- Типы: задвижки, шаровые краны, вентили, дисковые затворы
- Материалы корпусов: чугун, углеродистая и нержавеющая сталь, латунь
- Присоединение: фланцевое, муфтовое, приварное, межфланцевое
- Паспорта и сертификаты на партию, консультация по подбору
