Задвижки Ду 40
Задвижки Ду 40: конструкция, материалы, применение и выбор
Задвижка Ду 40 — трубопроводная арматура с условным проходом 40 мм (что приблизительно соответствует наружному диаметру трубы 48 мм по ГОСТ 3262-75 для стальных водогазопроводных труб), в которой запирающий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Основная функция — полное перекрытие потока. Данный типоразмер широко распространен в технологических линиях, системах теплоснабжения, водоснабжения и промышленных трубопроводах среднего давления.
Конструктивные типы задвижек Ду 40
Классификация по конструкции запирающего элемента (шибера) является ключевой для выбора.
Клиновые задвижки
Затвор выполнен в форме клина, который входит в конические седла корпуса. Подразделяются на:
- С цельным жестким клином: Простая, надежная конструкция. Недостаток — риск заклинивания при перепадах температур и необходимости точной соосности седел. Применяется для сред без абразивных включений.
- С цельным упругим клином: Клиновой диск имеет прорезь в центральной части, что придает ему упругость. Это позволяет компенсировать незначительные перекосы седел и температурные деформации, обеспечивая лучшую герметичность.
- С двухдисковым клином: Запирающий элемент состоит из двух дисков, соединенных под углом. Диски могут самоустанавливаться относительно седел, что минимизирует риск заклинивания и износа. Наиболее совершенная и распространенная конструкция для ответственных участков.
- Ручной (штурвальный): Применяется для арматуры, управляемой нечасто, на трубопроводах малого и среднего диаметра. Требует приложения значительного мышечного усилия, особенно при высоких давлениях.
- Редукторный: Позволяет уменьшить усилие на маховике за счет зубчатой передачи. Применяется для средних и высоких давлений.
- Электроприводной: Наиболее распространенный тип автоматизированного управления. Задвижка комплектуется электромоторным приводом (МЭО, МЭП и др.), позволяющим дистанционно открывать/закрывать арматуру, а также получать информацию о ее положении. Критически важен для АСУ ТП.
- Пневмо- и гидроприводной: Используются во взрывоопасных зонах или при наличии на объекте соответствующих источников энергии (сжатый воздух, гидравлика).
- Фланцевое (ГОСТ 33259-2015, ГОСТ 12815-80): Наиболее распространено для Ду 40. Обеспечивает прочное, разъемное соединение, удобное для монтажа/демонтажа. Фланцы имеют стандартизированные геометрию и давление (Ру).
- Муфтовое (резьбовое): Чаще применяется в чугунных и латунных задвижках для низкого давления (водопровод, отопление зданий). Резьба — внутренняя трубная (G2″).
- Под приварку: Корпус задвижки имеет патрубки для стыковой сварки с трубопроводом. Обеспечивает абсолютную герметичность и прочность, но усложняет демонтаж. Применяется на критичных и высоконапорных участках.
- Условное давление (Ру, PN): Максимальное избыточное давление при температуре 20°C, при котором возможна длительная работа. Для Ду 40 типичны значения: PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100. Выбор зависит от параметров системы.
- Рабочее давление и температура: Фактические параметры среды в трубопроводе. С повышением температуры допустимое давление падает (см. паспорт арматуры).
- Климатическое исполнение и рабочая среда: Определяет материал и тип уплотнений. Указывается по ГОСТ 15150-69 (например, У1 для умеренного климата).
- Стандарты: Основные — ГОСТ 9698-86 (Задвижки на Ру до 250 атм), ГОСТ 5762-2002 (Задвижки на Ру от 4 до 200 атм), API 600, ISO 10434 (для нефтегазовой отрасли).
- Теплоэнергетика и ЖКХ: Вводы тепловых сетей в здания, переключения на тепловых пунктах (ИТП, ЦТП), дренажные и воздушные линии. Применяются стальные задвижки, часто с обрезиненным клином.
- Водоснабжение и водоотведение: На сетях холодного водоснабжения, в насосных станциях. Используются чугунные и стальные задвижки с EPDM или NBR уплотнениями.
- Нефтегазовая промышленность: Вспомогательные технологические линии, системы пожаротушения, обвязка резервуаров. Применяются стальные задвижки под приварку или на фланцах с повышенным давлением (PN63, PN100).
- Химическая промышленность: Трубопроводы с агрессивными средами. Используются задвижки из нержавеющей стали или с футеровкой (фторопласт), часто в бессальниковом исполнении (сильфонные).
- 30 — номер группы арматуры (задвижка).
- с — материал корпуса (сталь углеродистая).
- 41 — номер модели.
- нж — материал уплотнительных поверхностей (нержавеющая сталь).
- Ду40 — условный проход 40 мм.
- Ру16 — условное давление 16 кгс/см² (≈ 1.6 МПа).
- Наличие течи через сальниковое уплотнение даже после подтяжки.
- Невозможность полностью закрыть или открыть задвижку из-за заедания.
- Протечка среды в закрытом положении через уплотнительные поверхности (класс герметичности не соответствует норме).
- Видимые повреждения корпуса, фланцев (трещины, глубокие коррозионные раковины).
- Чрезмерное усилие на маховике при управлении.
Параллельные (шиберные) задвижки
Уплотнительные поверхности седел расположены параллельно друг другу. Затвор представляет собой диск или лист (шибер), который прижимается к седлам специальным клиновым или пружинным механизмом. Чаще применяются для сред с механическими примесями, но герметичность обычно ниже, чем у клиновых.
Материалы корпуса и уплотнений
Выбор материала определяется рабочей средой, ее температурой, давлением и агрессивностью.
| Материал корпуса/крышки | Обозначение | Основные среды применения | Диапазон температур, °C |
|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь | 25Л, 30Л | Вода, пар, нефтепродукты, неагрессивные среды | -40 до +425 |
| Легированная сталь | 09Г2С, 12Х18Н9ТЛ | Высокотемпературный пар, нефтепродукты с повышенной температурой, слабоагрессивные среды | -60 до +600 |
| Нержавеющая сталь (аустенитная) | 12Х18Н9ТЛ, 08Х18Н10Т | Агрессивные среды (кислоты, щелочи), пищевая промышленность, среды высокой чистоты | -60 до +350 |
| Чугун серый | ЧШ, СЧ20 | Вода, пар, воздух, неагрессивные газы при низком и среднем давлении | -15 до +300 |
| Чугун ковкий | ЧК, КЧ30-6 | Водоснабжение, газоснабжение, неагрессивные среды. Более прочный и пластичный, чем серый чугун. | -30 до +350 |
| Латунь/Бронза | ЛЦ40С, БрА9Ж3Л | Морская вода, пар, неагрессивные жидкости и газы в ЖКХ, судостроении | -60 до +200 |
| Материал уплотнения | Тип арматуры | Стойкость к средам | Ограничения |
|---|---|---|---|
| Латунь/Бронза | Стальная, чугунная | Вода, пар, нефтепродукты | Агрессивные среды |
| Нержавеющая сталь | Стальная | Высокие температуры, абразивные включения | Может вызывать гальваническую коррозию с некоторыми металлами |
| Фторопласт (FKM, Viton) | Стальная, нержавеющая | Агрессивные химические среды, масла | Ограниченный температурный диапазон (обычно до +200°C) |
| EPDM (этиленпропиленовый каучук) | Чугунная, стальная | Горячая и холодная вода, пар, щелочи, слабые кислоты | Нефтепродукты, масла |
| NBR (нитрильный каучук) | Чугунная, стальная | Вода, воздух, нефтепродукты, масла, газы | Озоносодержащие среды, сильные окислители |
Способы управления и присоединения
Типы привода
Типы присоединения к трубопроводу
Ключевые технические параметры и стандарты
При выборе задвижки Ду 40 необходимо анализировать следующие параметры:
Области применения задвижек Ду 40
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж задвижки Ду 40 должен производиться на прямом участке трубопровода, без нагрузки от веса труб и компенсаторов. Направление потока среды, как правило, не регламентировано, но должно соответствовать указанию на корпусе, если оно есть. Перед монтажом необходимо проверить чистоту внутренней полости и плавность хода шпинделя. При фланцевом соединении запрещается выравнивание перекоса фланцев путем затяжки болтов — это приводит к перекосу корпуса и утечкам. Задвижка является арматурой только для закрытия/открытия потока. Ее использование для регулирования расхода (удержание в промежуточном положении) приводит к кавитационному износу уплотнительных поверхностей и быстрому выходу из строя. Требуется периодическое техническое обслуживание: проверка герметичности, смазка подвижных частей, контроль состояния сальникового уплотнения.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается задвижка Ду 40 от крана шарового Ду 40?
Задвижка использует поступательно движущийся клин/диск, а шаровой кран — поворотный шар со сквозным отверстием. Кран шаровой обеспечивает более быстрое перекрытие, часто лучшую герметичность в закрытом положении и может использоваться для ограниченного регулирования. Однако для сред с высокими температурами (свыше 150-200°C) и в крупных промышленных системах высокого давления традиционно применяются задвижки как более надежные и ремонтопригодные в данных условиях.
Как расшифровать маркировку 30с41нж Ду40 Ру16?
Как правильно выбрать материал уплотнений для воды и пара?
Для горячей воды и насыщенного пара до +175°C оптимален EPDM. Для перегретого пара с температурой свыше +200°C требуется металл-металл (нержавеющая сталь по нержавеющей стали или латунь) или графитовое уплотнение. NBR не рекомендуется для пара.
Почему задвижку нельзя использовать для регулирования потока?
При частичном открытии поток среды с высокой скоростью проходит через узкую щель, вызывая кавитацию и гидроэрозию уплотнительных поверхностей клина и седел. Это приводит к потере герметичности в закрытом положении и быстрому выходу арматуры из строя. Для регулирования применяются клапаны (вентили) и регулирующая арматура специальной конструкции.
Что означает «задвижка с выдвижным шпинделем» и «с невыдвижным шпинделем»?
У задвижки с выдвижным шпинделем резьбовая часть шпинделя и ходовая гайка вынесены за пределы корпуса. При открывании шпиндель выдвигается на величину хода затвора. Это позволяет легко обслуживать резьбу, такая конструкция более надежна для агрессивных сред и является стандартом для стальной промышленной арматуры. У задвижки с невыдвижным шпинделем резьба находится внутри корпуса и контактирует с рабочей средой. Конструкция компактнее по высоте, но резьба подвержена коррозии и износу, сложна в обслуживании. Чаще применяется в водопроводных чугунных и латунных задвижках.