Задвижки шиберные ДУ(DN) 150 мм

Шиберные задвижки ДУ (DN) 150 мм: конструкция, применение и технические аспекты

Шиберная задвижка (шиберный затвор, ножевой затвор) DN 150 — это тип трубопроводной арматуры с запорным элементом в виде плоского диска (шибера, ножа), перемещающегося перпендикулярно оси потока рабочей среды. Условный проход 150 мм (DN 150) соответствует внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода и является одним из наиболее востребованных типоразмеров в промышленных и коммунальных сетях. Данная арматура предназначена для полного перекрытия потока, а не для его регулирования.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция шиберной задвижки DN 150 принципиально отличается от клиновой или параллельной задвижки. Основные элементы включают:

• Корпус: Изготавливается из чугуна (GG25, EN-JL1040), углеродистой (WCB) или нержавеющей стали (CF8, CF8M), реже из алюминиевых сплавов. Имеет фланцевое присоединение по ГОСТ, DIN или ANSI. Корпус спроектирован с минимальным гидравлическим сопротивлением при полностью открытом положении.
• Шибер (ножевой затвор): Плоский, остро заточенный диск из износостойкой стали. Для агрессивных сред или абразивных суспензий шибер может покрываться твердыми сплавами или изготавливаться полностью из нержавеющей стали.
• Уплотнительные элементы: Система уплотнений обеспечивает герметичность в закрытом положении. Применяются резиновые (EPDM, NBR, Viton) или полимерные (PTFE, UHMWPE) манжеты, расположенные в корпусе или на шибере. В стальных моделях для высоких температур часто используется металл-к-металлу уплотнение.
• Шпиндель (шток): Может быть выдвижным (с резьбой наружу) или невыдвижным. Изготавливается из коррозионностойкой стали. Передает усилие от привода к шиберу.
• Привод: Ручной (маховик, редуктор), электрический (МЭО), пневматический или гидравлический. Для DN 150 ручное управление при давлениях свыше 10 бар требует значительных усилий, поэтому часто применяются редукторы или механизированные приводы.

Принцип работы основан на поступательном движении шибера, который в крайнем нижнем положении входит в седло (или уплотнительную манжету) и перекрывает проход. В открытом положении диск полностью выходит из проходного сечения, что минимизирует турбулентность и потери давления.

Сфера применения задвижек DN 150

Шиберные затворы данного типоразмера применяются в системах с рабочими средами, содержащими твердые включения, либо с высокой вязкостью:

• Водоснабжение и водоотведение: на магистральных и коллекторных трубопроводах, в узлах аварийного отключения, на станциях перекачки сточных вод.
• Энергетика: в системах гидрозолоудаления (ГЗУ) ТЭЦ и ТЭС, для перекрытия потоков пульпы, шламов.
• Промышленность: в технологических линиях целлюлозно-бумажной, горнодобывающей, пищевой промышленности для управления потоками суспензий, сыпучих материалов в жидкой фазе.
• Вентиляция: в качестве воздушных заслонок в системах приточной вентиляции и аспирации большого диаметра.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

При подборе шиберной задвижки DN 150 необходимо учитывать комплекс параметров, представленных в таблицах ниже.

Таблица 1. Основные параметры и материалы

Параметр	Типовые значения / варианты для DN 150
Условный проход (DN)	150 мм
Условное давление (PN)	6, 10, 16 бар (стандартные). До 25 бар для специальных исполнений.
Температура рабочей среды	От -20°C до +130°C (для уплотнений EPDM/NBR). До +400°C для стальных задвижек с графитовыми уплотнениями.
Материал корпуса	Чугун EN-JL1040, Сталь 25Л (WCB), Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (AISI 304/316).
Материал шибера	Углеродистая сталь с покрытием, Нержавеющая сталь AISI 304/316, Hardox.
Материал уплотнений	EPDM, NBR, Viton (FKM), PTFE, металлические седла.
Тип присоединения	Фланцевое по ГОСТ 33259 (ранее ГОСТ 12815), DIN EN 1092-1, ANSI B16.5.
Класс герметичности	Класс «А» (полная герметичность) или «В» (нормальная) по ГОСТ 9544. Для воды часто испытываются на «нулевую» протечку.
Управление	Ручное (маховик, редуктор), электрический привод, пневмопривод.

Таблица 2. Выбор уплотнения в зависимости от рабочей среды

Рабочая среда	Рекомендуемый материал уплотнения	Примечание
Холодная/горячая вода, пар	EPDM, NBR	NBR для масел, EPDM для пара до 140°C.
Агрессивные химические среды, кислоты, щелочи	PTFE (тефлон), FKM (Viton)	Высокая химическая стойкость, но ограничения по температуре для PTFE.
Абразивные суспензии, пульпа, шлам	UHMWPE (полиэтилен), износостойкая резина	Высокая стойкость к истиранию.
Высокие температуры (свыше 250°C)	Графит, металлические седла	В стальных задвижках.

Преимущества и недостатки шиберных задвижек DN 150

Преимущества:

• Простая и надежная конструкция с минимальным количеством деталей.
• Малое строительная длина и высота по сравнению с задвижками клинового типа, что экономит пространство.
• Высокая ремонтопригодность. Часто возможна замена уплотнений без демонтажа задвижки с трубопровода.
• Способность перекрывать среды с твердыми включениями и волокнами без риска заклинивания.
• Низкое гидравлическое сопротивление в открытом состоянии.

Недостатки:

• Не предназначены для регулирования расхода. Работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу шибера и уплотнений.
• Ограниченное применение для чистых газов и жидкостей под высоким давлением (предпочтительны клиновые задвижки или шаровые краны).
• Требуют значительного усилия для закрытия/открытия при ручном управлении под давлением, особенно при больших перепадах.
• Вероятность заклинивания шибера при длительном простое в одной позиции в агрессивных средах.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж шиберной задвижки DN 150 осуществляется на прямолинейном участке трубопровода между фланцами. Необходимо использовать прокладки, соответствующие рабочей среде и давлению. Болтовые соединения должны затягиваться крест-накрест для равномерного прилегания. Запрещается использовать задвижку в качестве опоры для трубопровода или для компенсации несоосности.

Эксплуатация требует периодического контроля:

• Проверка герметичности в закрытом положении.
• Смазка шпинделя (для выдвижных конструкций) согласно регламенту производителя.
• Цикличное переключение (хотя бы раз в квартал) для предотвращения прикипания шибера.

Техническое обслуживание включает замену уплотнительных элементов, сальниковой набивки (если предусмотрена), проверку состояния режущей кромки шибера.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается шиберная задвижка от клиновой?

Шиберная задвижка имеет плоский ножевой диск, который перерезает включения и скользит вдоль уплотнительных поверхностей. Клиновая задвижка использует клиновидный затвор, который входит в коническое седло. Шиберные лучше подходят для загрязненных сред, клиновые — для чистых жидкостей и газов при более высоких давлениях.

Можно ли использовать шиберную задвижку DN 150 для регулирования потока?

Категорически не рекомендуется. Работа в частично открытом положении вызывает высокоскоростной вихревой поток, приводящий к быстрому эрозионно-кавитационному износу уплотнений и самого шибера. Это исключительно запорная арматура.

Как правильно выбрать тип привода для задвижки DN 150?

Выбор зависит от частоты циклов, доступности источника энергии и требований к скорости срабатывания. Ручной редуктор подходит для редко переключаемой арматуры. Электрический привод (МЭО) необходим для автоматизации или дистанционного управления. Пневмопривод применяется во взрывоопасных зонах или при наличии сжатого воздуха.

Что означает маркировка «DN 150 PN16» на корпусе?

DN 150 (Diameter Nominal) — номинальный диаметр 150 мм. PN16 (Pressure Nominal) — номинальное давление 16 бар (примерно 1,6 МПа) при температуре рабочей среды 20°C. При повышении температуры допустимое давление падает.

Как бороться с заклиниванием шибера в закрытом положении?

Основные причины: отложение осадка, коррозия, прикипание. Для профилактики необходим периодический (хотя бы раз в 3 месяца) цикл «открыть-закрыть». Перед монтажом следует убедиться в чистоте полости корпуса. При заклинивании нельзя прикладывать чрезмерное усилие к маховику — это может сломать шпиндель. Требуется разборка и очистка.

Каков средний срок службы шиберной задвижки DN 150?

При корректном подборе под среду, правильном монтаже и соблюдении регламента ТО срок службы составляет от 10 до 15 лет. Наиболее быстроизнашиваемые элементы — уплотнения и режущая кромка шибера, их замена проводится по мере необходимости и может значительно продлить общий ресурс изделия.

Заключение

Шиберная задвижка DN 150 представляет собой специализированную запорную арматуру, оптимальную для трубопроводных систем, транспортирующих сточные воды, шламы, пульпы и другие неоднородные среды. Ее выбор требует тщательного анализа рабочих параметров: давления, температуры, химического и абразивного состава потока. Правильный подбор материалов корпуса, шибера и уплотнений, а также соблюдение правил монтажа и эксплуатации являются ключевыми факторами для обеспечения долговечной и надежной работы узла в составе энергетических, промышленных и коммунальных систем.