Задвижки Ду 150: конструкция, типы, применение и выбор для трубопроводных систем

Задвижка Ду 150 — это трубопроводная арматура с условным проходом 150 мм, предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды. Ее основная функция — запорная. Управление осуществляется вручную (маховиком) или посредством электропривода. Данный типоразмер широко востребован в магистральных трубопроводах, системах водоснабжения и теплоснабжения, промышленных технологических линиях, где необходим надежный затвор для сегментов среднего диаметра.

Конструктивные особенности задвижек Ду 150

Конструкция задвижки базируется на корпусе, внутри которого перемещается затвор (клиновой, параллельный, шиберный) перпендикулярно потоку среды. Основные узлы:

• Корпус и крышка: Изготавливаются из чугуна (ЧЧ, ВЧШГ), стали (углеродистой, легированной, нержавеющей), реже — из цветных сплавов. Фланцевое соединение по ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12815-80) является стандартным для Ду 150. Резьбовые или муфтовые соединения для данного диаметра не применяются.
• Затвор и седла: Затвор может быть жестким клином, двухдисковым или упругим клином. Седла — кольцевые уплотнительные поверхности в корпусе, которые при закрытии сопрягаются с затвором. Часто выполняются с наплавкой из коррозионно-стойких материалов или уплотнительными кольцами.
• Шпиндель (шток): Бывает выдвижным (невращаемым) и невыдвижным (вращаемым). Выдвижной шпиндель предпочтительнее для агрессивных, загрязненных сред, так как резьбовая пара находится вне зоны контакта со средой, что облегчает обслуживание.
• Уплотнительные элементы: Сальниковое уплотнение (набивка из графита, ФУМ, АФТ) предотвращает утечку среды по шпинделю. Уплотнение «седло-затвор» обеспечивает герметичность в закрытом положении.
• Привод: Ручной (маховик, редуктор) или механизированный (электропривод, пневмопривод, гидропривод). Для Ду 150 ручное управление требует значительных усилий, поэтому часто применяются редукторы или электроприводы.

Классификация и типы задвижек Ду 150

По конструкции затвора:

• Клиновые: Затвор выполнен в форме клина.
  • С жестким клином: Высокая герметичность, но требователен к точности изготовления и может заклинивать при перепадах температуры.
  • С упругим клином: Клиновой диск с прорезью, обеспечивающий компенсацию деформаций и лучшую герметизацию. Наиболее распространенный тип.
  • С двухдисковым клином: Состоит из двух дисков, самоустанавливающихся относительно седел, что снижает риск заклинивания и износа.
• Параллельные (шиберные): Затвор состоит из двух дисков (или одного ножа), которые прижимаются к параллельным седлам. Основное применение — для сред с механическими включениями, шламов, пульп.

По материалу корпуса:

Материал корпуса	Маркировка	Рабочая среда	Давление (Ру), МПа	Температурный диапазон
Чугун серый	ЧЧ	Вода, пар, нефтепродукты	до 1,6	-15…+300°C
Чугун ВЧШГ	ВЧШГ	Вода, газ, слабоагрессивные среды	до 2,5	-30…+350°C
Сталь углеродистая	Ст, Ст20	Пар, вода, нефть, газ	до 16,0	-40…+425°C
Сталь нержавеющая	12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т	Агрессивные среды (кислоты, щелочи)	до 6,4	-60…+600°C
Бронза, латунь	Бр, Л	Морская вода, хладагенты	до 1,6	-60…+200°C

По типу присоединения:

• Фланцевые (стандарт для Ду 150): Обеспечивают прочное, разъемное соединение. Фланцы соответствуют ГОСТ 33259-2015 (PN10, PN16, PN25, PN40) или ASME B16.5 (Class 150, 300).
• Под приварку: Корпус имеет патрубки для стыковой сварки. Применяется для систем с высокими требованиями к герметичности (атомная энергетика, магистральные нефтегазопроводы).

По типу управления:

• С ручным управлением (маховик): Для редко переключаемой арматуры.
• С редуктором: Уменьшает усилие на маховике, применяется при высоких перепадах давления.
• С электроприводом: Позволяет автоматизировать управление, интегрировать в системы АСУ ТП. Для Ду 150 — наиболее рациональное решение.
• С гидро- или пневмоприводом: Используются на взрывоопасных объектах или при наличии соответствующих источников энергии.

Ключевые параметры выбора задвижки Ду 150

Выбор арматуры осуществляется на основе технических условий эксплуатации.

• Условное давление (Ру, PN): Определяет класс прочности. Для Ду 150 распространены Ру 1,0; 1,6; 2,5; 4,0 МПа.
• Рабочая среда и ее параметры: Тип (вода, пар, газ, нефть, химикаты), температура, агрессивность, наличие абразивных частиц.
• Требуемая герметичность: Класс герметичности по ГОСТ 9544-2015 (А, В, С) или ISO 5208. Класс А — полная герметичность.
• Климатическое исполнение и место установки: Учитывается температура окружающей среды, наличие крытого или открытого исполнения.
• Режим работы: Частота циклов «открыто-закрыто». Для частых операций выбирают задвижки с обрезиненным клином или шаровые краны.

Стандарты и нормативная база

Производство и испытания задвижек Ду 150 регламентируются:

• ГОСТ 9698-86: Задвижки стальные на Ру от 2,5 до 250 МПа. Основной стандарт.
• ГОСТ 5762-2002: Задвижки на Ру от 0,63 до 16 МПа.
• ГОСТ 28343-89 (ISO 5209): Классы герметичности затворов.
• ГОСТ 9544-2015: Нормы герметичности затворов.
• ГОСТ 33259-2015 (ISO 7005-2): Фланцы стальные.
• Технический регламент ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования».

Области применения задвижек Ду 150

• ЖКХ и теплоснабжение: Магистральные сети горячего и холодного водоснабжения, тепловые пункты. Преимущественно чугунные (ВЧШГ) и стальные задвижки с упругим клином.
• Нефтегазовая промышленность: Технологические и магистральные трубопроводы. Стальные задвижки под приварку или фланцевые с электроприводом.
• Химическая промышленность: Трубопроводы с агрессивными средами. Задвижки из нержавеющей стали или с внутренним футерованием (резина, фторопласт).
• Энергетика: Системы питательной воды, пара, конденсата. Стальные задвижки на высокие параметры (Ру 4,0 МПа и выше, температура до 425°C).
• Пожаротушение: В качестве запорной арматуры на магистральных трубопроводах противопожарного водопровода.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Монтаж фланцевой задвижки Ду 150 требует строгого соблюдения последовательности:

1. Проверка комплектности и отсутствия повреждений.
2. Выравнивание и центровка фланцев трубопровода без приложения усилий для избежания нагрузок на корпус.
3. Установка прокладок (паронит, графит, ФУМ) соответствующего диаметра и давления.
4. Поочередная затяжка болтов/шпилек крестообразно динамометрическим ключом с моментом, указанным в паспорте арматуры.
5. После монтажа — проверка хода шпинделя на холостом ходу, затем под давлением — проверка на герметичность.

Эксплуатация: Задвижка — арматура запорная, не предназначена для регулирования потока. Рабочее положение — «полностью открыто» или «полностью закрыто». Длительная работа в промежуточном положении приводит к гидроабразивному износу седел и затвора.

Обслуживание: Регламентные работы включают проверку сальникового уплотнения (подтяжка или замена набивки), смазку резьбовой части шпинделя и ходовой гайки, диагностику состояния седел и затвора при плановых ремонтах.

Сравнение с другой арматурой (шаровый кран, поворотный затвор)

Параметр	Задвижка Ду 150	Шаровый кран Ду 150	Поворотный затвор Ду 150
Назначение	Запорная	Запорная, возможно регулирование	Запорная, регулирующая
Строительная длина	Большая (около 850 мм для фланцевой)	Малая (около 300 мм)	Очень малая (около 100 мм)
Гидравлическое сопротивление	Низкое в открытом состоянии	Очень низкое	Среднее
Герметичность	Высокая (класс А)	Очень высокая	Хорошая (зависит от уплотнения)
Управление	Требует значительного усилия/привода	Легкое, на 90°	Легкое, на 90°
Применение для загрязненных сред	Параллельные задвижки — да	Нет (заклинивание)	Ограниченно
Цена (примерно)	Средняя	Высокая	Низкая

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается задвижка 30ч39р от 30ч915бр Ду 150?

Это обозначения по системе ГОСТ (цифробуквенный код). 30ч39р: 30 — задвижка, ч — чугунный корпус, 39 — номер модели, р — с редуктором. 30ч915бр: 30 — задвижка, ч — чугун, 915 — номер модели, бр — с обрезиненным клином. Вторая арматура имеет уплотнение «металл-резина», что обеспечивает лучшую герметичность для воды, но ограничивает температурный диапазон (резина до ~110°C).

Можно ли использовать чугунную задвижку Ду 150 на паре?

Да, но с ограничениями. Серый чугун (ЧЧ) допускается для насыщенного пара при Ру до 1,6 МПа и температуре до +300°C. Для переменных нагрузок и высоких параметров пара предпочтительна стальная арматура, так как чугун хрупок и чувствителен к тепловым ударам.

Как подобрать электропривод для задвижки Ду 150?

Необходимо знать: крутящий момент (Мкр, Н·м) и время полного хода задвижки. Момент зависит от давления среды, типа уплотнения, размера. Для стальной задвижки Ду 150 Ру 1,6 МПа момент может составлять 300-600 Н·м. Привод выбирается с запасом по моменту (15-20%). Также учитываются: напряжение (220В/380В), класс взрывозащиты (если требуется), тип управления (дискретный, с аналоговым反馈).

Что означает «задвижка с обводом (байпасом)» для Ду 150?

Это конструкция, где к основной задвижке большого диаметра (Ду 150) параллельно подключена линия с задвижкой меньшего диаметра (например, Ду 50). Байпас служит для выравнивания давления до и после основной задвижки перед ее открытием, снижая нагрузку на привод и механизм. Критично для арматуры на высокое давление.

Почему задвижку нельзя использовать для регулирования расхода?

При частичном открытии поток среды с высокой скоростью воздействует на узкую щель между затвором и седлом, вызывая интенсивный гидроабразивный износ, кавитацию и вибрацию. Это быстро выводит уплотнительные поверхности из строя, нарушая герметичность в закрытом положении. Для регулирования применяются регулирующие клапаны, дисковые затворы в специальном исполнении.

Как часто нужно обслуживать сальниковое уплотнение задвижки Ду 150?

Периодичность зависит от условий: температуры, давления, цикличности работы. Рекомендуется проводить визуальный осмотр на предмет подтеканий не реже 1 раза в квартал. При появлении капель — подтяжка сальниковой набивки. Полная замена набивки проводится по графику планово-предупредительного ремонта (обычно раз в 2-5 лет) или при потере эффективности подтяжки.

Каковы основные причины отказа задвижек Ду 150?

• Заклинивание в крайних положениях из-за коррозии, отложений или перекоса при монтаже.
• Протечка по сальнику (износ или уплотнения).
• Неплотное закрытие (износ или повреждение седел/затвора).
• Обрыв шпинделя или штока из-за превышения усилия.
• Разгерметизация фланцевого соединения (износ прокладки, ослабление затяжки).

Заключение

Задвижка Ду 150 остается ключевым элементом запорной арматуры для трубопроводов среднего диаметра. Ее выбор требует комплексного анализа рабочих параметров среды, условий эксплуатации и требований к надежности. Правильный монтаж, соблюдение эксплуатационных ограничений (исключение регулирования) и своевременное техническое обслуживание являются залогом длительного и безотказного срока службы данного типа арматуры в системах энергетики, ЖКХ и промышленности. При проектировании новых систем также следует рассматривать альтернативы — шаровые краны и дисковые затворы, которые могут быть более эффективны в определенных условиях.