Задвижки фланцевые Ду 40

Задвижки фланцевые Ду 40: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Задвижка фланцевая Ду 40 — это трубопроводная арматура с условным проходом 40 мм, предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах. Ее ключевая особенность — фланцевое присоединение, соответствующее ГОСТ, DIN или ANSI, что обеспечивает надежное, разъемное соединение с трубопроводом, удобное для монтажа и демонтажа. Данный типоразмер широко распространен в технологических линиях, системах теплоснабжения, водоснабжения, пара, а также в нефтегазовой и химической отраслях.

Конструктивные особенности и основные типы

Конструкция задвижки включает корпус, крышку, затвор (клиновой или параллельный), шпиндель (шток), сальниковое уплотнение и фланцы. Управление осуществляется вручную (маховиком) или посредством электропривода. Для Ду 40 наиболее распространены следующие типы:

• С выдвижным шпинделем: Резьбовая часть шпинделя и ходовая гайка вынесены за пределы корпуса, что защищает их от воздействия рабочей среды, увеличивает срок службы и облегчает обслуживание. Наиболее предпочтительный вариант для частых операций и агрессивных сред.
• С невыдвижным шпинделем: Шпиндель совершает только вращательное движение, резьбовая пара находится внутри корпуса, контактируя со средой. Конструкция компактнее, но подвержена коррозии и загрязнению, требует более частого обслуживания.

Типы затворов (затворных устройств)

Выбор типа затвора определяет область применения и надежность арматуры.

• Клиновые задвижки: Затвор выполнен в форме клина, который входит в конические седла корпуса.
  • С цельным жестким клином: Простая конструкция, надежное уплотнение, но риск заклинивания при температурных деформациях.
  • С двухдисковым клином: Состоит из двух дисков, соединенных под углом. Диски могут самоустанавливаться относительно седел, что снижает риск заклинивания и обеспечивает лучшую герметичность. Наиболее распространенный тип для Ду 40.
  • С упругим клином: Клин имеет подвижное соединение между дисками или выполнен с упругим элементом. Компенсирует деформации, обеспечивает высокую герметичность.
• Параллельные задвижки: Уплотнительные поверхности седел и затвора параллельны. Затвор часто выполнен в виде двух дисков, которые раздвигаются сухарным механизмом при закрытии.
  • Шиберные (однодисковые): Простой затвор, движущийся перпендикулярно потоку.
  • Двухдисковые: Обеспечивают лучшее уплотнение и меньше изнашиваются.

Материалы изготовления

Материалы подбираются исходя из давления, температуры и химического состава рабочей среды. Для корпусных деталей задвижек Ду 40 применяются:

• Чугун (серый чугун, чугун с шаровидным графитом — ВЧШГ): Для воды, пара, неагрессивных сред при давлениях до PN16 (реже PN25). Температурный диапазон от -15°C до +300°C (для ВЧШГ шире).
• Углеродистая сталь (Сталь 20, 25Л): Универсальный материал для широкого диапазона давлений (до PN160 и выше) и температур (от -40°C до +425°C). Применяется для пара, горячей воды, нефтепродуктов, неагрессивных газов.
• Нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, AISI 304/316): Для агрессивных сред (кислоты, щелочи, морская вода), пищевой и фармацевтической промышленности. Рабочие температуры от -60°C до +600°C.
• Латунь/Бронза: Для морских систем, топливных линий, сжатого воздуха при умеренных давлениях и температурах.

Уплотнительные поверхности затвора и седел часто наплавляются коррозионно-стойкими сплавами (стеллит, эридит) или покрываются резиной/EPDM (для воды).

Фланцевое присоединение и стандарты

Фланцы задвижек Ду 40 должны соответствовать фланцам на трубопроводе. Основные стандарты:

• ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12815-80): Фланцы стальные плоские и воротниковые. Типы исполнений уплотнительных поверхностей: 1 (с соединительным выступом), 2 (с выступом и впадиной), 3 (с шипом и пазом), 4 (под линзовую прокладку), 5 (под прокладку овального сечения), 6, 7, 8, 9.
• DIN EN 1092-1 (DIN 2633, 2635 и др.): Немецкий/европейский стандарт. Типы поверхностей: B1 (гладкая), D (с пазом), E (с шипом), F (с выступом), G (овальная канавка).
• ANSI/ASME B16.5: Американский стандарт. Классы давления: 150, 300, 600 фунтов на кв. дюйм. Типы поверхностей: RF (Raised Face), FF (Flat Face), RTJ (Ring Type Joint).

Соответствие давлений и типов фланцев для задвижек Ду 40

Стандарт	Условное давление (PN)	Класс давления (Class)	Типовое применение
ГОСТ	PN6, PN10	—	Водоснабжение, низкотемпературные системы
	PN16, PN25	—	Теплоснабжение, промышленные паропроводы низкого давления
	PN40	—	Промышленные системы с повышенным давлением
ANSI/ASME	~ PN20	150	Нефтегазовая, химическая промышленность, международные проекты
	~ PN50	300

Критерии выбора задвижки фланцевой Ду 40

• Рабочая среда: Вода, пар, газ, нефтепродукты, химические вещества, агрессивность, наличие абразивных частиц.
• Параметры среды: Рабочее давление (Ру) и температура (min/max).
• Условия эксплуатации: Частота циклов «открыто-закрыто», климатические условия (наружный монтаж), сейсмичность.
• Требования к герметичности: Класс герметичности по ГОСТ 9544 (А, В, С) или ISO 5208 (класс А — самый низкий, класс D — самый высокий).
• Тип управления: Ручное (маховик, редуктор) или автоматическое (электропривод, пневмопривод). Для Ду 40 электроприводы устанавливаются при необходимости дистанционного или частого управления.
• Материал и тип конструкции: Выбор из чугуна, стали, нержавейки; с выдвижным/невыдвижным шпинделем; клиновая/параллельная.
• Стандарт фланцев: Обязательное соответствие стандарту и типу уплотнительной поверхности фланцев трубопровода.

Монтаж и эксплуатация

Монтаж фланцевой задвижки Ду 40 осуществляется на подготовленный трубопровод с соблюдением соосности фланцев. Между фланцами устанавливается прокладка (паронитовая, фторопластовая, графитовая, спирально-навитая), соответствующая среде и температуре. Болтовые соединения затягиваются крест-накрест с рекомендованным моментом затяжки. Запрещается использовать задвижку для регулирования потока — она должна работать только в положениях «полностью открыто» или «полностью закрыто». При эксплуатации необходимо проводить периодическое техническое обслуживание: проверку сальникового уплотнения, смазку ходового узла (для шпинделя выдвижного), контроль состояния фланцевых соединений.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Малое гидравлическое сопротивление в открытом состоянии.
• Простота конструкции и обслуживания.
• Возможность применения в вязких и загрязненных средах (в зависимости от конструкции).
• Универсальность по направлению потока.
• Надежное фланцевое соединение, удобное для демонтажа.

Недостатки:

• Большая строительная высота (особенно у моделей с выдвижным шпинделем).
• Длительное время открытия/закрытия.
• Износ уплотнительных поверхностей в промежуточных положениях.
• Сложность ремонта при износе седел внутри корпуса.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается задвижка Ду 40 PN16 от Ру 1,6 МПа?

Фактически, это одно и то же. PN (Nominal Pressure) — условное давление в барах. PN16 означает номинальное давление 16 бар. Ру (Рабочее давление) — максимальное избыточное давление при температуре 20°C, при котором возможна длительная эксплуатация. Для многих материалов при 20°C Ру = PN. Таким образом, задвижка Ду 40 PN16 рассчитана на рабочее давление 1,6 МПа (16 бар).

Можно ли использовать чугунную задвижку Ду 40 на паре?

Да, но с строгими ограничениями. Чугунные задвижки (из серого чугуна) могут применяться для насыщенного пара при давлениях, как правило, не выше PN16 и температуре до +200°C. Необходимо проверять паспортные данные конкретного изделия. Для пара высоких параметров (высокое давление и температура) предпочтительны стальные задвижки.

Что означает «клиновая двухдисковая» конструкция?

Это наиболее совершенная и распространенная для Ду 40 конструкция клиновой задвижки. Затвор состоит из двух дисков, соединенных между собой под углом. При закрытии диски раздвигаются и плотно прижимаются к седлам корпуса. При открытии они освобождаются от прижима, что снижает трение и износ. Такая конструкция менее подвержена заклиниванию от температурных перепадов и обеспечивает высокий класс герметичности.

Как подобрать прокладку для фланцев задвижки Ду 40 PN16?

Для фланцевого соединения задвижки Ду 40 PN16 по ГОСТ необходимо знать тип исполнения уплотнительной поверхности фланца (например, Исполнение 1). Чаще всего для воды и пара при таких параметрах используются паронитовые прокладки ПОН (общего назначения) толщиной 1.5 или 3 мм по ГОСТ 15180. Для агрессивных сред — прокладки из фторопласта (ФУМ) или терморасширенного графита. Размер и внутренний/наружный диаметр прокладки должны соответствовать ГОСТ 15180 для Ду 40 и PN16.

Почему задвижку нельзя использовать для регулирования расхода?

В частично открытом положении поток среды с высокой скоростью проходит между узкой щелью седла и затвора, вызывая интенсивную кавитацию и гидроабразивный износ уплотнительных поверхностей. Это приводит к быстрой потере герметичности, появлению задиров и необходимости в скорой замене арматуры. Для регулирования потока предназначена отдельная группа арматуры — регулирующие клапаны.

Как часто нужно обслуживать сальниковое уплотнение задвижки Ду 40?

Периодичность обслуживания зависит от условий эксплуатации (среда, температура, цикличность). Рекомендуется проводить визуальный осмотр на предмет подтеканий не реже 1 раза в квартал. При появлении протечки сальниковый узел необходимо подтянуть. Если подтяжка не помогает, требуется перебивка сальника — удаление старого сальникового уплотнения и установка нового (из графита, фторопласта, асбеста в зависимости от среды).

В чем основное различие между стальной и нержавеющей задвижкой Ду 40?

Основное различие — коррозионная стойкость и, как следствие, область применения и стоимость. Углеродистая сталь подходит для неагрессивных или слабоагрессивных сред (вода, пар, нефть, газ). Нержавеющая сталь (чаще всего аустенитного класса) устойчива к широкому спектру агрессивных сред — кислотам, щелочам, хлоридам, морской воде. Она также обязательна для пищевой и фармацевтической промышленности. Нержавеющие задвижки, как правило, дороже стальных.