Ножевая задвижка – это тип трубопроводной арматуры с запирающим элементом в форме острого ножа (шибера), который перемещается перпендикулярно потоку рабочей среды, перерезая и перекрывая его. Основное функциональное отличие от клиновых задвижек заключается в способности эффективно отсекать среды с высокой вязкостью, содержащие твердые включения, волокна и абразивные частицы. Принцип работы основан на прямолинейном поступательном движении шибера, который в крайнем нижнем положении входит в седло (или уплотнительную поверхность корпуса), осуществляя герметичное перекрытие.
Конструкция ножевой задвижки оптимизирована для работы в сложных условиях. Корпус, как правило, литой (из чугуна, стали) или сварной (из нержавеющей стали). Внутренняя полость корпуса имеет минимальные карманы и выступы, что снижает риск засорения и налипания среды. Запирающий элемент – нож (шибер) – изготавливается из высокопрочной стали, часто с твердым покрытием или наплавкой для повышения износостойкости. Уплотнительная система включает эластомерные (резина NBR, EPDM, Viton) или металлические уплотнения на шибере и/или в седлах корпуса. Привод может быть ручным (маховик, редуктор), электрическим, пневматическим или гидравлическим, что позволяет управлять арматурой дистанционно и автоматизировать процессы.
Ножевые задвижки классифицируются по нескольким ключевым признакам, определяющим их область применения и технические характеристики.
Ножевые задвижки нашли широкое применение в системах, где требуется надежное перекрытие неоднородных, загрязненных сред.
Выбор конкретной модели осуществляется на основе комплексного анализа параметров технологического процесса.
| Параметр | Описание и варианты | Влияние на выбор |
|---|---|---|
| Условный диаметр (DN) | От DN 50 до DN 600 и более. Стандартные ряды: DN 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600. | Определяет пропускную способность и габариты. Должен соответствовать диаметру трубопровода. |
| Номинальное давление (PN) | Обычно от PN 6 до PN 16. Для особых условий – до PN 25/Class 150. | Определяет конструктивную прочность корпуса, толщину стенок, тип фланцев. |
| Температура рабочей среды | Диапазон: от -20°C до +200°C (зависит от материала уплотнений). Для эластомеров: NBR до +80°C, EPDM до +110°C, Viton до +150°C. | Определяет материал уплотнений и, в некоторых случаях, необходимость обогрева. |
| Характер рабочей среды | Вода, шлам, пульпа, абразивная взвесь, волокнистая масса, химические реагенты. | Критически влияет на выбор материала шибера и корпуса (чугун, сталь 20Л, 09Г2С, 12Х18Н10Т), типа уплотнения (резина, металл). |
| Степень загрязнения/размер частиц | Концентрация твердых частиц, их размер и твердость. | Определяет необходимость применения усиленных износостойких покрытий (карбид хрома, карбид вольфрама) на шибере и седлах. |
| Тип привода | Ручной (маховик, редуктор), электрический (МЭО), пневматический, гидравлический. | Зависит от требуемого времени срабатывания, наличия источников энергии, необходимости дистанционного управления и включения в АСУ ТП. |
| Класс герметичности | По ГОСТ 9544: Класс А (полная герметичность), Б, В, С, Д. Для ножевых задвижек типичны классы А (с резиной) и В/С (металл-металл). | Определяется требованиями технологического регламента к допустимым утечкам. |
Правильный монтаж – залог долговечной работы. Установка должна производиться на прямом участке трубопровода с обеспечением соосности фланцев, без приложения усилий для компенсации несоосности. Направление потока среды должно строго соответствовать стрелке на корпусе задвижки. При эксплуатации необходимо соблюдать регламентные циклы открытия/закрытия, не использовать арматуру в качестве регулирующей. Техническое обслуживание включает периодическую проверку герметичности, смазку подвижных элементов привода и шпинделя (для выдвижных конструкций), контроль состояния уплотнений и износа шибера. Для задвижек с электрическим приводом обязательна проверка настроек концевых выключателей и момента защиты.
Преимущества:
Недостатки:
Клиновая задвижка предназначена для чистых сред (вода, пар, газ) и обеспечивает герметизацию за счет притирки металлического клина к двум наклонным седлам. Ножевая задвижка имеет тонкий шибер, который «разрезает» поток и садится в нижнее седло, что эффективно для сред с включениями, которые бы заклинили или повредили клин.
Нет, это исключительно запорная арматура. Работа в частично открытом положении приводит к кавитационным явлениям, вибрации, ускоренному эрозионно-абразивному износу шибера и седла, что быстро выводит арматуру из строя.
Для водных шламов с температурой до +80°C оптимальна износостойкая резина NBR. Для более высоких температур или при наличии масел – EPDM. В случаях с крайне высоким абразивным износом и крупными частицами следует рассмотреть вариант с металлическим уплотнением «металл по металлу», пожертвовав абсолютной герметичностью.
DN150 (условный проход) – означает, что задвижка предназначена для установки на трубопровод номинальным диаметром примерно 150 мм. PN16 (номинальное давление) – указывает, что задвижка рассчитана на максимальное избыточное рабочее давление 16 бар (1,6 МПа) при температуре среды +20°C. С ростом температуры допустимое давление, как правило, снижается.
Рекомендуется проводить внешний осмотр и проверку на предмет утечек ежемесячно. Техническое обслуживание с разборкой (чистка, проверка износа шибера и уплотнений, замена сальниковой набивки, смазка) должно выполняться не реже 1 раза в год, либо в соответствии с регламентом производителя, основанном на количестве циклов срабатывания. Привод МЭО требует регулярной проверки смазки в редукторе и настроек концевых выключателей.
Более низкая цена обусловлена компактностью и меньшим расходом материала. Однако резьбовая пара шпиндель-затвор находится в контакте с абразивной средой, что приводит к ее быстрому износу, заклиниванию и невозможности технического обслуживания без демонтажа всей арматуры. Для ответственных и тяжелых условий эксплуатации всегда рекомендуется задвижка с выдвижным шпинделем.