Фильтры чугунные магнитные фланцевые: конструкция, принцип действия и применение

Фильтры чугунные магнитные фланцевые представляют собой комбинированные устройства, предназначенные для грубой механической очистки теплоносителя и улавливания ферромагнитных частиц в системах отопления, водоснабжения и технологических трубопроводах. Их основная функция – защита оборудования (насосов, теплообменников, запорной арматуры, котлов) от абразивного износа, засорения и выхода из строя. Конструкция совмещает в себе два ключевых элемента: чугунный фильтр-грязевик с сетчатым фильтрующим элементом и мощную магнитную систему, расположенную в его корпусе.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция фильтра является блочной и включает несколько основных компонентов:

• Корпус. Изготавливается из серого чугуна марки СЧ20 по ГОСТ 1412. Чугун выбран благодаря высокой коррозионной стойкости, прочности, способности выдерживать значительные механические нагрузки и перепады давления, а также относительной дешевизне. Корпус имеет разборную конструкцию, состоящую из верхней крышки и нижней части (стакана), соединенных болтами.
• Фланцы. Интегрированы в корпус и соответствуют ГОСТ 12815-80. Имеют стандартные присоединительные размеры (ряд давлений PN10, PN16), что обеспечивает универсальность монтажа в существующие трубопроводные системы. Уплотнение между фланцами трубопровода и фланцами фильтра осуществляется паронитными или резиновыми прокладками.
• Фильтрующий элемент. Представляет собой цилиндрическую сетку из нержавеющей стали (чаще всего AISI 304/316). Размер ячейки сетки определяет степень фильтрации и обычно составляет от 500 до 800 мкм (0,5-0,8 мм). Сетка устанавливается на перфорированный стакан внутри корпуса и предназначена для улавливания окалины, песка, окатышей и других неметаллических включений.
• Магнитная система. Располагается в центральной части корпуса, внутри или снаружи фильтрующей сетки. Состоит из нескольких мощных постоянных магнитов на основе редкоземельных металлов (неодим-железо-бор) или ферритов бария/стронция, заключенных в немагнитную защитную оболочку из нержавеющей стали. Магниты собраны в единый блок, создающий сильное неоднородное магнитное поле, которое притягивает и удерживает ферромагнитные частицы (оксиды железа, металлическую стружку).
• Заглушка (пробка) для очистки. Расположена в нижней части стакана (грязесборника). Предназначена для периодического удаления накопленных загрязнений. Может быть резьбовой или фланцевой.

Принцип работы и технические характеристики

Теплоноситель (вода, антифриз) поступает во входной патрубок фильтра. Поток направляется в периферийную часть корпуса, где происходит первичное снижение скорости. Далее жидкость проходит через фильтрующую сетку извне внутрь. Крупные механические примеси задерживаются на внешней поверхности сетки. Одновременно с этим, ферромагнитные частицы, проходя через зону действия магнитного поля, намагничиваются и притягиваются к магнитному блоку или стенкам корпуса в зоне его влияния. Очищенный теплоноситель выходит через выходной патрубок. Немагнитные частицы оседают в нижней части грязесборника.

Основные технические параметры фильтров данного типа приведены в таблице:

Параметр	Значение / Описание
Условный проход (DN)	От 15 до 300 мм (наиболее распространены DN 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 150)
Условное давление (PN)	10, 16, 25 бар (1.0, 1.6, 2.5 МПа)
Рабочая температура	До 150°C (для стандартных уплотнений)
Материал корпуса	Чугун СЧ20
Материал сетки	Нержавеющая сталь AISI 304, 316
Тонкость фильтрации (размер ячейки)	500, 630, 800 мкм (стандартно)
Магнитная индукция в рабочей зоне	От 1000 до 4000 Гаусс (0.1 – 0.4 Тесла) в зависимости от типа магнитов
Присоединение	Фланцевое по ГОСТ 12815-80
Гидравлическое сопротивление	Зависит от загрязненности, при чистой сетке – незначительное

Области применения и монтаж

Данные фильтры нашли широкое применение в системах, где присутствует высокий риск образования и циркуляции ферромагнитных взвесей:

• Центральные и индивидуальные тепловые пункты (ЦТП, ИТП): Установка на подающих и обратных трубопроводах для защиты теплообменного оборудования.
• Системы отопления многоквартирных и промышленных зданий: Защита циркуляционных насосов и регулирующей арматуры.
• Котельные: Установка на входе в котлы и насосные группы.
• Системы водоподготовки и технологические линии: Предварительная очистка воды.
• Системы с замкнутым циклом (чиллеры, фанкойлы): Для улавливания продуктов износа оборудования.

Правила монтажа: Фильтр монтируется на горизонтальном участке трубопровода (предпочтительно) или вертикальном потоком сверху вниз. Направление потока должно строго соответствовать стрелке на корпусе. Перед фильтром рекомендуется установить запорную арматуру для отключения при обслуживании. Обязательно наличие свободного пространства под грязесборником для его очистки. Монтаж производится с соблюдением общих правил для фланцевых соединений: центровка, использование подходящих прокладок, равномерная затяжка болтов крест-накрест.

Обслуживание и преимущества

Эффективность работы фильтра напрямую зависит от регулярности обслуживания. Периодичность определяется степенью загрязненности системы. Признаком необходимости очистки является рост перепада давления на фильтре (падение давления в системе после него).

Процедура обслуживания:

1. Перекрыть поток теплоносителя с помощью запорной арматуры до и после фильтра.
2. Сбросить давление через дренажный клапан (если предусмотрен).
3. Открутить болты на крышке грязесборника или выкрутить пробку.
4. Удалить все скопившиеся отложения из стакана.
5. Извлечь фильтрующую сетку и магнитный блок. Промыть их в воде, удаляя все загрязнения. Для очистки магнитов от прилипших частиц нельзя использовать ударные воздействия. После промывки магниты необходимо просушить.
6. Установить все элементы на место, проверить целостность уплотнений, собрать корпус и равномерно затянуть болты.

Ключевые преимущества чугунных магнитных фланцевых фильтров:

• Двойная степень защиты: Механическая и магнитная фильтрация.
• Высокая эффективность улавливания ферромагнетиков: До 95% частиц оксидов железа.
• Прочность и долговечность: Чугунный корпус устойчив к гидроударам и механическим нагрузкам.
• Низкие эксплуатационные затраты: Отсутствие сменных элементов, кроме уплотнений; возможность многократной промывки.
• Универсальность монтажа: Стандартные фланцы.
• Работа без внешнего энергоснабжения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем магнитный фильтр принципиально отличается от обычного грязевика?

Обычный сетчатый фильтр-грязевик задерживает только механические частицы, размер которых превышает ячейку сетки. Магнитный фильтр дополнительно улавливает мелкие ферромагнитные частицы (вплоть до коллоидных), которые свободно проходят через сетку и являются основной причиной абразивного износа и образования шлама в системе.

Какой размер ячейки сетки оптимален?

Для большинства систем отопления и водоснабжения оптимальным является размер ячейки 500 мкм (0,5 мм). Он обеспечивает хорошую защиту без быстрого засорения. Для систем с высокими требованиями к чистоте (например, перед пластинчатыми теплообменниками) можно использовать сетку на 300-400 мкм, но это потребует более частого обслуживания.

Теряют ли магниты свои свойства со временем в системе отопления?

Качественные постоянные магниты на основе редкоземельных сплавов (неодимовые) имеют крайне низкую скорость размагничивания (менее 1% за 10 лет). Рабочая температура системы отопления (до 110-120°C) является для них допустимой. Критическая температура для неодимовых магнитов начинается выше 80°C только для низкокачественных марок, поэтому в надежных фильтрах применяются термостойкие марки (с индексом H, SH, UH), сохраняющие свойства до 150-200°C.

Можно ли установить фильтр на вертикальном трубопроводе?

Да, но только при условии, что направление потока будет сверху вниз. Это обеспечит естественное осаждение неметаллических загрязнений в грязесборник. При потоке снизу вверх осадок будет постоянно взмываться и может попасть в выходной патрубок. Монтаж горизонтально с отстойником внизу является предпочтительным.

Как часто необходимо обслуживать фильтр?

Периодичность зависит от состояния системы. В новой системе или после промывки контура – первый осмотр через 2-4 недели работы, далее – по показаниям манометров (перепад давления) или по графику, но не реже 1-2 раз в отопительный сезон. В старых и сильно загрязненных системах обслуживание может требоваться ежемесячно.

Что делать, если магнитный блок сильно загрязнился и частицы не смываются водой?

Затвердевшие отложения можно аккуратно удалить пластиковым или деревянным скребком, чтобы не поцарапать защитную гильзу. Допустимо использование мягких моющих средств. Категорически запрещено использовать металлические щетки или предметы, а также подвергать магнитный блок ударным нагрузкам – это может привести к его разрушению или демагнитизации.

Существуют ли альтернативы чугунным корпусам?

Да, для специфических условий применяются фильтры с корпусами из углеродистой стали (для более высоких давлений), нержавеющей стали (для агрессивных сред или пищевых производств) или латуни (для малых диаметров в ЖКХ). Однако чугун остается оптимальным по соотношению цена/прочность/коррозионная стойкость для стандартных задач в теплоэнергетике.