Задвижки чугунные с выдвижным шпинделем
Задвижки чугунные с выдвижным шпинделем: конструкция, применение и технические аспекты
Задвижка чугунная с выдвижным шпинделем представляет собой трубопроводную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды. Основной отличительной чертой данной конструкции является расположение ходового узла (резьбовой пары шпиндель-гайка) вне пределов рабочей среды. Шпиндель связан с затвором (клином или диском) и при открывании задвижки выдвигается на величину хода, пропорциональную диаметру прохода. Данный тип арматуры является одним из наиболее распространенных для организации запорных функций на магистральных и технологических трубопроводах.
Материальное исполнение и конструктивные особенности
Основным материалом корпуса и крышки является чугун марки СЧ (серый чугун) по ГОСТ 7293-85 или ВЧШГ (высокопрочный чугун с шаровидным графитом) по ГОСТ 7293-85. ВЧШГ обладает повышенной прочностью и ударной вязкостью, что позволяет применять задвижки в более ответственных системах. Уплотнительные поверхности затвора и корпуса (седла) выполняются из латуни, нержавеющей стали или подвергаются резинометаллизационному покрытию (эластомерное напыление) для обеспечения герметичности.
Конструкция включает следующие ключевые узлы:
- Корпус: Имеет два присоединительных конца под фланцевое соединение по ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12815-80). Внутри расположены седла, образующие посадочные поверхности для затвора.
- Крышка: Крепится к корпусу болтами и служит для размещения узла уплотнения шпинделя (сальникового уплотнения) и обеспечения доступа к внутренним компонентам при ремонте.
- Затвор (клиновой или параллельный): В чугунных задвижках наиболее распространен двухдисковый клиновой затвор, который состоит из двух дисков, раздвигающихся прижимными клиньями. Такая конструкция компенсирует возможные перекосы и обеспечивает надежное уплотнение.
- Шпиндель (шток): Изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали. Имеет трапецеидальную резьбу. В задвижках с выдвижным шпинделем резьбовая часть и ходовая гайка расположены над сальниковым уплотнением, вне зоны контакта с рабочей средой, что исключает их коррозию и абразивный износ.
- Уплотнительный узел: Сальниковое уплотнение, набитое уплотнительным материалом (АГИ, графит, PTFE) и поджатое нажимной втулкой, обеспечивает герметичность по движущемуся шпинделю.
- Маховик (штурвал) и ходовая гайка: Приводятся в действие оператором вручную. Через червячную или прямую передачу вращение преобразуется в поступательное движение шпинделя.
- Резьбовая пара шпиндель-гайка не контактирует с рабочей средой, что защищает ее от коррозии, эрозии и загрязнения абразивными частицами. Это значительно увеличивает срок службы ходового узла и облегчает техническое обслуживание.
- Возможность визуального контроля положения затвора (открыто/закрыто) по высоте выступающего шпинделя.
- Более удобное обслуживание сальникового уплотнения и ходового узла, так как они доступны снаружи.
- Высокая надежность и ремонтопригодность. Возможность замены сальниковой набивки без демонтажа задвижки с трубопровода.
- Сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление в полностью открытом положении.
- Большая строительная высота и масса по сравнению с задвижками с невыдвижным шпинделем, что необходимо учитывать при проектировании компактных узлов.
- Требование к свободному пространству над маховиком для выдвижения шпинделя на полный ход.
- Более высокая стоимость по сравнению с моделями с невыдвижным шпинделем за счет большего расхода металла и сложности конструкции.
- Чувствительность к перекосам при монтаже, которые могут привести к заклиниванию затвора.
- Течь по сальниковому уплотнению: Подтяжка нажимной втулки или полная замена сальниковой набивки.
- Затрудненное вращение маховика/заклинивание: Причины: перекос при монтаже, попадание твердых частиц в седла, коррозия. Требуется перекрытие потока, сброс давления, разборка и очистка узла затвора.
- Неплотное перекрытие потока (протечка в закрытом положении): Износ или повреждение уплотнительных поверхностей седел или дисков. Требуется ремонт с притиркой или замена изношенных деталей.
- Латунь (Brass): Универсальный вариант для воды (холодной и горячей до 120-150°C), пара низкого давления, воздуха, инертных газов.
- Нержавеющая сталь (SS 304/316): Для более агрессивных сред, углеводородов, повышенных температур (до 300-350°C). Обладает высокой стойкостью к эрозии.
- Резинометаллическое покрытие (Elastomer Lined): Обеспечивает высокую герметичность класса «А» по ГОСТ 9544-2015 для воды и слабоагрессивных жидкостей при температурах до 100-120°C. Не подходит для пара и углеводородов.
- «30» – обозначение типа арматуры (задвижка).
- «ч» – материал корпуса (чугун).
- «39» – номер модели.
- «р» – материал уплотнительных поверхностей (латунь или иное, требует уточнения по каталогу).
Область применения и рабочие параметры
Чугунные задвижки с выдвижным шпинделем применяются на трубопроводах, транспортирующих воду (холодную и горячую), пар, нефтепродукты, газ, а также неагрессивные жидкости и среды. Они устанавливаются на объектах жилищно-коммунального хозяйства, теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, в промышленных системах. Основное назначение – запорная функция, они не предназначены для регулирования расхода и должны эксплуатироваться только в полностью открытом или полностью закрытом положении.
| Параметр | Значения / Диапазон | Примечания |
|---|---|---|
| Условный диаметр (DN) | 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500 мм | Наиболее ходовые размеры: DN 50 — DN 200 |
| Условное давление (PN) | PN10, PN16, PN25 | PN16 – наиболее распространенный класс давления |
| Рабочая температура | До +300 °C (для СЧ) До +350 °C (для ВЧШГ) | Зависит от материала седел и уплотнения. Для воды до +100°C часто используются стандартные исполнения. |
| Рабочая среда | Вода, пар, газ, нефтепродукты, неагрессивные жидкости | Среда не должна вызывать коррозию чугуна и материалов уплотнений. |
| Тип присоединения | Фланцевое | Фланцы по ГОСТ 33259 (тип 21 или 22). |
| Тип управления | Ручное (маховик), с редуктором, электроприводом | Для диаметров свыше DN150 рекомендуется установка редуктора или электропривода. |
Преимущества и недостатки конструкции
Преимущества задвижек с выдвижным шпинделем:
Недостатки:
Критерии выбора и монтаж
При выборе задвижки необходимо учитывать следующие параметры: DN (условный проход), PN (номинальное давление), тип рабочей среды и ее температуру, климатическое исполнение, способ управления. Для подземной установки применяются модели с удлиненным шпинделем, выведенным в колодец. Монтаж должен осуществляться на прямолинейных участках трубопровода, без приложения усилий для компенсации несоосности фланцев. Фланцевые соединения уплотняются прокладками (паронит, фторопласт, резина) в соответствии с характеристиками среды. Задвижка должна быть установлена в доступном для обслуживания месте, с обеспечением свободного хода маховика. Перед вводом в эксплуатацию обязательна проверка на герметичность (опрессовка).
Обслуживание и типовые неисправности
Техническое обслуживание включает периодическую проверку герметичности сальникового уплотнения и его подтяжку или замену набивки. Резьбовую часть шпинделя необходимо очищать от загрязнений и смазывать консистентной смазкой. Типовые неисправности и методы их устранения:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие задвижки с выдвижным шпинделем от задвижки с невыдвижным шпинделем?
В задвижке с выдвижным шпинделем резьбовая часть шпинделя и ходовая гайка расположены вне полости корпуса, над сальниковым уплотнением. Шпиндель при открывании выдвигается наружу на величину, равную или большую номинального диаметра. В задвижке с невыдвижным (вращаемым) шпинделем резьбовая пара находится внутри корпуса, в контакте с рабочей средой, а шпиндель не совершает поступательного движения, только вращательное. Первый тип надежнее и ремонтопригоднее для ответственных систем, второй – компактнее и дешевле.
Можно ли использовать чугунную задвижку с выдвижным шпинделем для регулирования расхода?
Нет, категорически не рекомендуется. Задвижки данного типа являются запорной арматурой. Работа в промежуточном положении приводит к кавитационным процессам, вибрации, эрозионному износу уплотнительных поверхностей седел и дисков, что в короткие сроки выводит арматуру из строя и приводит к потере герметичности. Для регулирования расхода применяется специализированная регулирующая арматура (регулирующие клапаны, шаровые краны с специальным исполнением).
Как правильно подобрать материал уплотнительных поверхностей (седел)?
Выбор зависит от рабочей среды и температуры:
Что означает маркировка на корпусе задвижки, например, «30ч39р»?
Это условное обозначение по отечественной системе (цифробуквенное):
Также на корпусе должны быть нанесены: DN (условный диаметр), PN (номинальное давление), стрелка направления потока, товарный знак производителя.
Как часто необходимо проводить техническое обслуживание сальникового уплотнения?
Периодичность зависит от условий эксплуатации (среда, температура, цикличность работы). Рекомендуется проводить визуальный осмотр на предмет подтеканий не реже 1 раза в квартал. При появлении капельной течи – выполнить подтяжку нажимной втулки. Полная замена сальниковой набивки производится при неэффективности подтяжки или согласно регламенту производителя (обычно 1 раз в 2-5 лет, либо после определенного количества циклов). При замене необходимо использовать набивку, рекомендованную для конкретной рабочей среды.
Допустима ли установка чугунной задвижки в любом пространственном положении?
Да, задвижки с выдвижным шпинделем могут устанавливаться в горизонтальном и вертикальном положениях (при вертикальном положении шпинделя). Однако необходимо обеспечить свободный доступ к маховику для управления и пространство для выдвижения шпинделя при открывании. Ориентация корпуса (направление потока) должна соответствовать стрелке на корпусе. Установка маховиком вниз не рекомендуется из-за возможного скопления грязи и влаги в узле шпинделя.