Затворы дисковые фланцевые Ду 200
Затворы дисковые фланцевые Ду 200: конструкция, применение и технические аспекты выбора
Затвор дисковый фланцевый (ЗДФ) условным проходом 200 мм представляет собой тип трубопроводной арматуры, предназначенный для полного перекрытия или регулирования потока рабочей среды в трубопроводах. Основным рабочим органом является диск, вращающийся вокруг оси, расположенной перпендикулярно или под углом к направлению потока. Фланцевое исполнение подразумевает, что корпус арматуры оснащен присоединительными фланцами по стандартам (ГОСТ, DIN, ANSI), что обеспечивает надежное болтовое соединение с ответными фланцами трубопровода. Данный типоразмер (DN 200) широко востребован в магистральных сетях водоснабжения и водоотведения, теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования, а также в различных технологических линиях промышленных предприятий.
Конструктивные особенности и материалы исполнения
Конструкция затвора дискового фланцевого Ду 200 включает несколько ключевых компонентов, от качества и совместимости которых зависит надежность и долговечность изделия.
- Корпус. Изготавливается методом литья или сварки из чугуна (ВЧШГ, ЧШГ), углеродистой или нержавеющей стали (AISI 304, 316). Чугунные корпуса с эпоксидным покрытием распространены для воды и неагрессивных сред, стальные – для повышенных давлений и температур, нержавеющие – для агрессивных сред.
- Диск (затвор). Выполняется из материалов, аналогичных корпусу, часто с покрытиями (никелирование, кадмирование) или из коррозионностойких сплавов. Форма диска оптимизирована для обеспечения минимального гидравлического сопротивления в открытом положении.
- Уплотнение. Наиболее критичный элемент. Разделяется на уплотнение по диску (контурное) и уплотнение штока. В качестве материалов применяются различные эластомеры: EPDM (для горячей и холодной воды, пара), NBR (масла, топливо), Viton (FKM) для агрессивных химических сред, а также PTFE (фторопласт) для пищевых и химически активных сред.
- Шток. Передает крутящий момент от привода к диску. Обычно выполняется из нержавеющей стали (AISI 420, 304) и может быть выполнен как с выдвижной конструкцией (виден при открывании), так и с невыдвижной.
- Привод. Управление может быть ручным (рычаг с фиксатором, редуктор) или автоматизированным (электрический, пневматический или гидравлический привод). Для диаметра 200 мм ручное управление с редуктором является стандартным решением из-за значительных усилий на штоке.
- Условный диаметр (DN, Ду): 200 мм. Определяет присоединительные размеры фланцев.
- Условное давление (PN, Ру): Диапазон от PN6 до PN25 для чугунных исполнений и до PN40 и выше для стальных. Для большинства сетевых применений (водоснабжение, теплосети) достаточно PN16.
- Рабочая среда: Вода, пар, воздух, газ, нефтепродукты, химические вещества. Определяет выбор материалов корпуса, диска и, главным образом, уплотнений.
- Температура рабочей среды: Зависит от материала уплотнения. Например, EPDM выдерживает до +135°C, NBR до +80°C, PTFE до +200°C.
- Класс герметичности: По ГОСТ 9544-2015 или ISO 5208. Класс «А» соответствует нулевой протечке, что чаще требуется для отсечной арматуры. Для регулирующей арматуры допустимы классы «B» или «C».
- Присоединительные размеры фланцев: Должны строго соответствовать стандарту трубопровода. Для Ду 200 PN16 по ГОСТ 33259-2015 (фланцы стальные) межосевое расстояние болтов составит 340 мм, диаметр болтов – М24, количество болтов – 8.
- Преимущества:
- Малая строительная длина и высота (по сравнению с задвижкой).
- Небольшой вес, снижающий нагрузку на трубопровод.
- Простота конструкции, легкость обслуживания и ремонта.
- Быстрое открытие/закрытие (поворот ручки на 90°).
- Пригодность для установки в любом пространственном положении.
- Недостатки:
- Высокое гидравлическое сопротивление в промежуточных положениях при использовании для регулирования.
- Ограничения по рабочему давлению и температуре по сравнению с шаровыми кранами и задвижками.
- Возможное заклинивание диска при длительной эксплуатации в средах с высокой загрязненностью без профилактики.
- Сравнительно высокий крутящий момент для управления, особенно при больших диаметрах и давлениях.
Ключевые технические характеристики и параметры выбора
Выбор ЗДФ Ду 200 требует тщательного анализа условий эксплуатации и сопоставления с техническим паспортом изделия.
Основные параметры:
Таблица 1: Соответствие материалов уплотнения и рабочей среды
| Материал уплотнения | Код по EN | Рабочие среды | Температурный диапазон, °C |
|---|---|---|---|
| EPDM (Этилен-пропиленовый каучук) | E | Горячая/холодная вода, пар, щелочи, слабые кислоты | -40 … +135 |
| NBR (Нитрил-бутадиеновый каучук) | N | Вода, масла, бензин, сжиженный газ, нефтепродукты | -20 … +80 |
| FKM (Фторкаучук, Viton) | V | Агрессивные химические среды, кислоты, углеводороды | -20 … +180 |
| PTFE (Фторопласт) | P | Агрессивные химические среды, пищевые продукты, среды высокой чистоты | -40 … +200 |
Таблица 2: Типовые присоединительные размеры ЗДФ Ду 200 PN16
| Стандарт фланца | Диаметр фланца, D, мм | Диаметр болтовой окружности, K, мм | Количество и диаметр болтов | Диаметр прохода, d, мм |
|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 33259-2015 (стальные) | 340 | 295 | 8 x М24 | 200 |
| EN 1092-2 (чугунные) | 335 | 292 | 8 x М24 | 200 |
| ANSI B16.5 Class 150 | 360 | 317.5 | 8 x 1″ | 203.2 (8″) |
Области применения и особенности монтажа
Затворы Ду 200 применяются в качестве запорной и регулирующей арматуры на магистральных трубопроводах. В тепловых сетях они используются в качестве задвижек на ответвлениях, в системах водоснабжения – для секционирования сети. В промышленности они устанавливаются на технологических линиях транспортировки сырья, воздуха, воды. Важным преимуществом перед задвижками является малая строительная длина и вес, что упрощает монтаж в стесненных условиях.
Монтаж требует соблюдения ряда правил: обязательная очистка фланцев трубопровода от грязи и окалины; установка прокладки, соответствующей рабочей среде; равномерная затяжка болтов крест-накрест динамометрическим ключом с моментом, указанным в паспорте изделия. Затвор должен быть установлен в закрытом положении. Не допускается использование фланцевых болтов для стягивания misalignment (несоосности) трубопровода – это создает недопустимые напряжения в корпусе арматуры. Для затворов с электрическим приводом необходимо обеспечить поддержку привода во избежание нагрузки на корпус.
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами арматуры
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается затвор дисковый от шарового крана на диаметре 200 мм?
Шаровой кран имеет сферическую пробку с сквозным отверстием. Для больших диаметров (от 150 мм и выше) шаровые краны, как правило, имеют полнопроходную конструкцию, но отличаются значительно большими габаритами, весом и стоимостью. Затвор дисковый компактнее и дешевле, но создает большее гидравлическое сопротивление и в большинстве случаев менее надежен в качестве регулирующей арматуры по сравнению с шаровыми кранами специальной конструкции.
Можно ли использовать ЗДФ Ду 200 для регулирования расхода?
Да, но с существенными оговорками. Затворы могут выполнять функцию регулирования, однако их расходная характеристика (зависимость пропускной способности от угла поворота) является нелинейной. Наиболее эффективное регулирование происходит в диапазоне открытия от 30° до 70°. Использование для тонкого регулирования не рекомендуется из-за повышенного износа уплотнительных поверхностей и возможной кавитации. Для точного регулирования следует выбирать специальные регулирующие затворы или другую арматуру.
Как правильно подобрать материал уплотнения для тепловых сетей (95-70 °C)?
Для температурного режима до 135°C оптимальным выбором является уплотнение из EPDM. Оно обладает стойкостью к горячей воде и пару, а также к ингибиторам коррозии, часто применяемым в тепловых сетях. Уплотнения из NBR не подходят для постоянной работы при температурах выше 80°C.
Что означает двусторонняя герметизация и зачем она нужна?
Затворы могут иметь конструкцию с возможностью герметизации от протечек как со стороны входного патрубка, так и со стороны выходного. Это важно для систем, где необходимо обеспечить абсолютную непроницаемость при перепаде давления в любом направлении, а также для безопасного проведения обслуживания участка трубопровода.
Как часто требуется техническое обслуживание затвора?
Периодичность ТО регламентируется производителем и условиями эксплуатации. В стандартных условиях (вода, нейтральные среды) рекомендуется ежегодный осмотр: проверка легкости хода, состояния наружных поверхностей и болтовых соединений. Каждые 3-5 лет (или по мере падения герметичности) необходимо выполнять ревизию уплотнительных элементов и штока. В агрессивных средах интервалы сокращаются.
Заключение
Затвор дисковый фланцевый Ду 200 является универсальным и экономически эффективным решением для магистральных трубопроводных систем. Его корректный выбор, основанный на анализе давления, температуры, химического состава среды и требований к герметичности, определяет надежность и долговечность работы узла. Ключевыми аспектами при подборе являются материал уплотнения и соответствие присоединительных размеров стандартам трубопровода. Понимание конструктивных ограничений и соблюдение правил монтажа и обслуживания позволяют эксплуатировать данную арматуру в течение всего расчетного срока службы, минимизируя риски аварийных ситуаций.