Задвижки Ду 50
Задвижки Ду 50: конструкция, типы, применение и выбор для трубопроводных систем
Задвижка Ду 50 – это трубопроводная арматура с условным проходом 50 мм (что соответствует 2 дюймам), предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды. Ее основная функция – запорная, регулирование расхода с ее помощью не предусмотрено. Конструкция предполагает перемещение затвора (шибера, клина, диска) перпендикулярно оси потока. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в технологических и магистральных трубопроводах среднего давления, системах водоснабжения, теплоснабжения, нефтегазовой и химической промышленности.
Конструктивные особенности задвижек Ду 50
Конструкция задвижки состоит из следующих ключевых элементов:
- Корпус и крышка: Изготавливаются из чугуна (ЧЧ), углеродистой (Сталь 20, 25Л), легированной (09Г2С, 12Х18Н10Т) или нержавеющей стали. Корпус может быть проходным (фланцы соосны) или суженным (фланцы не соосны, проход сужается).
- Затвор: Подвижный элемент, перекрывающий поток. Типы: клиновый (жесткий, двухдисковый, упругий), параллельный (шиберный) или шланговый.
- Шпиндель (шток): Передает усилие от привода к затвору. Бывает выдвижным (резьба вне зоны среды, коррозионная стойкость выше) и невыдвижным (резьба погружена в среду, компактность).
- Уплотнительные поверхности: Седла и затвор уплотняются либо металл-по-металлу (для высоких температур), либо с использованием эластомерных колец (для повышения герметичности).
- Привод: Ручной (маховое колесо, редуктор), электрический, пневматический или гидравлический.
- С жестким клином: Простая конструкция, риск заклинивания при температурных деформациях. Применяется для сред без перепадов температур.
- С двухдисковым клином: Состоит из двух дисков, соединенных под углом. Самоустанавливаемость, высокая герметичность, меньший риск заклинивания. Наиболее распространенный тип для ответственных систем.
- С упругим клином: Диск имеет разрезы, придающие упругость. Компромисс между герметичностью и стойкостью к температурным перепадам.
- Ручное: Через маховое колесо (для номинального давления до PN16) или через редуктор (для снижения требуемого усилия, PN25 и выше).
- Электрическое (ЭП): Электропривод позволяет дистанционно управлять арматурой, интегрировать в системы АСУ ТП. Ключевые параметры: крутящий момент, время срабатывания, класс взрывозащиты.
- Пневматическое/гидравлическое: Используются в пожаро- и взрывоопасных средах, где применение электричества нежелательно.
- Условное давление (PN): Номинальное давление, при котором арматура работает длительное время. Для Ду 50 распространены ряды: PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, PN63. Выбор зависит от параметров системы.
- Рабочая температура: Должна соответствовать температуре транспортируемой среды с учетом запаса.
- Климатическое исполнение: Для работы на открытом воздухе (У1, УХЛ1) или в помещении.
- Класс герметичности по ГОСТ 9544-2015: Определяет допустимую протечку в закрытом состоянии. Классы A, B, C, D – для запорной арматуры. Для большинства систем требуется класс B или C.
- Стандарт (конструкция): ГОСТ 9698-86 (стальные на PN16-25), ГОСТ 5762-2002 (задвижки на PN10-25), API 600/API 6D (для нефтегазовой отрасли).
- Задвижка должна находиться только в полностью открытом или полностью закрытом положении.
- Не допускается использование для регулирования потока – это приводит к гидроабразивному износу уплотнительных поверхностей.
- Периодичность технического обслуживания (ТО) определяется условиями эксплуатации. В стандартных условиях – не реже 1 раза в 6-12 месяцев.
- 30 – тип арматуры (задвижка).
- с – материал корпуса (сталь углеродистая).
- 41 – номер модели.
- нж – материал уплотнительных поверхностей (нержавеющая сталь).
- Ду50 – условный проход 50 мм.
- PN16 – номинальное давление 16 бар (1,6 МПа).
- Ручной привод: При малой частоте срабатывания, доступности места, отсутствии требований к дистанционному управлению.
- Электропривод (ЭП): При необходимости дистанционного или автоматического управления, интеграции в АСУ. Обязателен расчет требуемого крутящего момента (Мкр) с запасом 20-30%. Для взрывоопасных зон – привод во взрывозащищенном исполнении (Ex d, Ex e).
- Пневмопривод: В условиях наличия сжатого воздуха, во взрывоопасных средах, где требуется высокое быстродействие.
- По сальниковому уплотнению: Износ или усадка сальниковой набивки, неправильная затяжка, износ шпинделя.
- По затвору (неплотное закрытие): Износ или повреждение уплотнительных поверхностей седел/затвора, попадание механических частиц между ними, деформация корпуса или штока.
- По фланцевым соединениям: Неравномерная затяжка болтов, повреждение или старение прокладки.
Типы задвижек по конструкции затвора
Клиновые задвижки
Затвор выполнен в форме клина, который входит в конические седла корпуса под углом.
Параллельные (шиберные) задвижки
Уплотнительные поверхности седел параллельны друг другу, затвор представляет собой диск или шибер. Часто имеют конструкцию с раздвижными клиньями для прижатия дисков к седлам. Менее подвержены заклиниванию, но требуют большего усилия для закрытия.
Шланговые задвижки
Не имеют седел. Перекрытие потока происходит путем пережима эластичного шланга, расположенного внутри корпуса. Идеальны для агрессивных, вязких сред или суспензий, обеспечивают высокую чистоту прохода.
Материалы исполнения и рабочие среды
Выбор материала определяется параметрами рабочей среды: давлением, температурой, химической агрессивностью.
| Материал корпуса | Обозначение | Основные рабочие среды | Диапазон температур, °C | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Чугун серый | ЧЧ | Вода, пар, нейтральные газы | -15…+300 | Хрупкость, не для ударных нагрузок и высоких давлений. |
| Чугун шаровидный (высокопрочный) | ВЧШГ | Вода, пар, нефтепродукты | -30…+350 | Прочнее серого чугуна, более пластичен. |
| Углеродистая сталь | Ст20, 25Л | Пар, вода, нефть, газ, неагрессивные среды | -40…+425 | Универсальное применение для энергетики и магистралей. |
| Нержавеющая сталь/легированная сталь | 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т | Агрессивные среды: кислоты, щелочи, растворы | -60…+600 | Криогенная техника, пищевая, химическая промышленность. |
| Латунь/бронза | ЛЦ, Бр | Морская вода, пар, топливо | -20…+250 | Коррозионная стойкость, судостроение. |
Типы присоединения и управление
Для Ду 50 наиболее распространены фланцевые соединения по ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12815-80), что обеспечивает удобный монтаж/демонтаж. Также применяются муфтовые (резьбовые) соединения для труб малого давления и приварные (под приварку встык) для систем с высокими требованиями к герметичности и надежности (энергетика, магистральные трубопроводы).
Управление задвижкой Ду 50 может осуществляться:
Ключевые технические характеристики и параметры выбора
При выборе задвижки Ду 50 необходимо учитывать следующие параметры:
| Параметр | Клиновая двухдисковая | Клиновая жесткая | Параллельная | Шланговая |
|---|---|---|---|---|
| Герметичность | Высокая | Высокая (риск потери при Т-перепадах) | Средняя/высокая | Высокая (бесседловое уплотнение) |
| Сопротивление потоку | Низкое | Низкое | Низкое | Минимальное (полнопроходная) |
| Сложность ремонта | Средняя | Низкая | Средняя | Низкая (замена шланга) |
| Стойкость к заклиниванию | Высокая | Низкая | Высокая | Не применимо |
| Типичная сфера применения | Теплосети, водоснабжение, нефтепродукты | Вода, пар (стабильные параметры) | Среды с механическими включениями | Агрессивные, вязкие среды, пульпы |
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж задвижки Ду 50 должен производиться на прямом участке трубопровода с обеспечением опор для исключения нагрузок на корпус. Направление потока обычно не регламентировано, но должно соответствовать указателю на корпусе, если он есть. Перед монтажом необходимо проверить комплектность, отсутствие повреждений и чистоту внутренних полостей.
Эксплуатационные требования:
Перечень работ при ТО: проверка герметичности сальникового уплотнения и фланцевых соединений, контроль легкости хода шпинделя, смазка подвижных частей, при необходимости – подтяжка сальника или замена набивки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается задвижка Ду 50 от крана того же диаметра?
Задвижка имеет затвор, движущийся перпендикулярно потоку, и предназначена исключительно для запирания. Шаровый кран имеет затвор в форме сферы с отверстием, который поворачивается на 90°. Кран, как правило, более компактен, быстрее срабатывает, часто имеет более высокую герметичность, но для больших диаметров (Ду50 и выше) может быть значительно дороже. Задвижка выигрывает в ремонтопригодности и часто в стоимости для стальных трубопроводов средних давлений.
Как расшифровать маркировку 30с41нж Ду50 PN16?
Можно ли устанавливать чугунную задвижку на паропровод?
Чугунные задвижки (ЧЧ) могут применяться для насыщенного пара при давлениях, не превышающих PN16, и температуре до +200°C (для серого чугуна). Однако для паропроводов с температурой выше +200°C или с высокими динамическими нагрузками (гидроудары, вибрация) предпочтительнее и безопаснее использовать задвижки из углеродистой или легированной стали, обладающие большей прочностью и пластичностью.
Что означает «полнопроходная» и «суженная» задвижка?
Полнопроходная: Диаметр проходного отверстия в седлах практически равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода. Минимальные гидравлические потери.
Суженная (зауженная): Диаметр проходного отверстия в седлах меньше внутреннего диаметра трубопровода. Применяется для снижения крутящих моментов, необходимых для управления, а также для экономии материала на крупных номинальных диаметрах. Для Ду 50 чаще встречаются полнопроходные конструкции.
Как правильно выбрать тип привода для задвижки Ду 50?
Выбор зависит от условий эксплуатации и требований к автоматизации:
Каковы основные причины протечек задвижки?
Заключение
Задвижка Ду 50 представляет собой универсальный и надежный запорный элемент для широкого спектра инженерных систем. Правильный выбор ее типа (клиновая, параллельная, шланговая), материала корпуса (чугун, сталь, нержавеющая сталь) и привода определяет долговечность и безотказность работы трубопровода в целом. Ключевыми аспектами являются строгое соответствие паспортных характеристик (PN, температура) параметрам сети, соблюдение правил монтажа и проведение регулярного технического обслуживания. Применение задвижек, соответствующих требованиям ГОСТ или API, от проверенных производителей минимизирует риски аварийных ситуаций и обеспечивает стабильную работу энергетических, промышленных и коммунальных объектов.