Задвижки чугунные шиберные
Задвижки чугунные шиберные: конструкция, применение и технические аспекты
Чугунная шиберная задвижка представляет собой запорное устройство, в котором поток рабочей среды перекрывается плоским затвором (шибером), перемещающимся перпендикулярно оси трубопровода через уплотнительные кольца. Основное назначение – полное перекрытие потока в системах с неагрессивными средами: вода (холодная, горячая, техническая), пар, сточные воды, воздух, нейтральные газы и масла. Принципиальное отличие от клиновых задвижек заключается в конструкции затвора – это одно- или двухдисковый параллельный нож, который в крайнем положении входит в специальный паз (седло) в корпусе, обеспечивая высокую герметичность.
Материальное исполнение и конструктивные особенности
Основным материалом корпуса и крышки служит чугун марки СЧ20 (серый чугун) или ВЧШГ (высокопрочный чугун с шаровидным графитом), что обеспечивает высокую коррозионную стойкость и прочность при умеренной стоимости. Затвор (шибер) изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали для обеспечения необходимой жесткости и износостойкости режущей кромки. Уплотнительные поверхности седел часто выполняются из латуни, бронзы или нержавеющей стали, либо имеют резиновые/EPDM вставки для обеспечения герметичности.
Конструктивно выделяют два основных типа:
- С выдвижным шпинделем: Резьбовая часть шпинделя и ходовая гайка расположены вне полости задвижки, над сальниковым уплотнением. Это исключает контакт этих узлов с рабочей средой, снижает коррозию и износ, облегчает техническое обслуживание. Характерен значительный строительный размер по высоте.
- С невыдвижным шпинделем: Резьбовое соединение шпинделя и затвора находится внутри полости корпуса, контактируя со средой. Конструкция более компактна по высоте, но подвержена воздействию абразивных частиц и коррозии, что ограничивает применение неагрессивными чистыми средами.
- Водоснабжение и водоотведение: На магистральных и технологических трубопроводах холодной и горячей воды, в системах канализации и очистки сточных вод.
- Теплоэнергетика: В системах теплоснабжения (сетевая вода, пар низкого давления), в узлах ввода и на ответвлениях.
- Промышленность: В пневмотранспорте, системах аспирации, на трубопроводах с вязкими и шламовыми средами (благодаря конструкции без застойных зон).
- Пожаротушение: В качестве запорной арматуры на магистралях противопожарного водопровода.
- Условный диаметр (DN/Dу): Стандартный ряд от DN50 до DN1000 и более.
- Условное давление (PN/Ру): Наиболее распространенные ряды: PN6, PN10, PN16. Для ВЧШГ может достигать PN25.
- Рабочая среда и температура: Определяет материал уплотнений и тип сальникового набивочного материала (например, графит для повышенных температур).
- Климатическое исполнение и место установки: Для наружного монтажа требуется утепленный шток или кожух, исполнение корпуса должно соответствовать температурному диапазону региона.
- Тип управления: Для диаметров свыше DN300 рекомендуется установка редуктора или электропривода для снижения крутящего момента.
- Проверка герметичности сальникового уплотнения (допустима минимальная капельная протечка для охлаждения и смазки штока).
- Контроль легкости хода шпинделя. При затрудненном ходе – диагностика на предмет перекоса или попадания инородного тела.
- Для задвижек, находящихся длительное время в одном положении, рекомендуется выполнять профилактическое открытие/закрытие (на 1-2 оборота) для предотвращения прикипания затвора.
- Малое гидравлическое сопротивление в полностью открытом положении (шибер полностью выходит из проточной части).
- Конструктивная простота и ремонтопригодность.
- Возможность применения для сред с высокой вязкостью и содержанием взвесей (включая сточные воды).
- Относительно небольшая строительная длина по сравнению с шаровыми кранами больших диаметров.
- Надежность и долговечность в штатных условиях эксплуатации.
- Большая строительная высота (у моделей с выдвижным шпинделем).
- Высокое усилие на привод для больших диаметров и давлений.
- Износ уплотнительных поверхностей при частых циклах срабатывания.
- Невозможность применения для регулирования потока.
- Более длительное время открытия/закрытия по сравнению с шаровым краном.
Управление осуществляется вручную (маховым колесом через редуктор) или с помощью электропривода. Соединение с трубопроводом – фланцевое по ГОСТ 12815-80 или DIN/EN, реже – межфланцевое (стяжное).
Область применения и ограничения
Шиберные задвижки нашли широкое применение в следующих отраслях:
Ограничения: Не рекомендуется применение для сред с высокой температурой (выше +300°C для СЧ20) и давлением (как правило, до PN16/Ру16). Не предназначены для использования в системах с резкими перепадами давления и гидроударами, а также для регулирования расхода – только для полного открытия или закрытия.
Ключевые технические характеристики и параметры выбора
При подборе задвижки необходимо учитывать следующие параметры:
| Параметр | Корпус из серого чугуна (СЧ20) | Корпус из ВЧШГ |
|---|---|---|
| Максимальное давление (PN) | 10, 16 | 16, 25 |
| Температурный диапазон | -15…+300°C* | -30…+350°C |
| Ударная вязкость | Низкая | Высокая (близка к стали) |
| Стойкость к гидроударам | Ограниченная | Хорошая |
| Стоимость | Ниже | Выше |
*При отрицательных температурах требуется защита от замерзания среды в полости корпуса.
| Рабочая среда | Материал седла/уплотнения затвора | Материал сальникового уплотнения |
|---|---|---|
| Холодная вода, воздух | Латунь, EPDM | Терморасширенный графит, EPDM |
| Горячая вода, пар до +180°C | Нержавеющая сталь, латунь | Терморасширенный графит |
| Сточные воды, шламы | Нержавеющая сталь (режущая кромка) | Терморасширенный графит |
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж должен осуществляться на прямых горизонтальных или вертикальных участках трубопровода с обеспечением доступа к шпинделю и приводу. Обязательна проверка чистоты внутренней полости корпуса и фланцевых соединений перед установкой. Задвижка устанавливается в закрытое положение. Фланцевые болты должны затягиваться крест-накрест с рекомендованным моментом без перекоса. Запрещается использовать задвижку в качестве опоры для трубопровода или применять маховик/привод для компенсации несоосности.
Эксплуатация требует периодического контроля:
Техническое обслуживание включает подтяжку или замену сальниковой набивки, смазку резьбовой части выдвижного шпинделя и шестерен редуктора согласно регламенту производителя.
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами запорной арматуры
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между шиберной и клиновой чугунной задвижкой?
Затвор клиновой задвижки имеет клиновидную форму и садится в наклонные седла, что обеспечивает герметичность за счет уплотнения по контактным поверхностям. Шиберная задвижка имеет плоский затвор, который в конце хода входит в паз (гнездо) в корпусе. Шиберная конструкция лучше подходит для сред с взвесями, так как менее склонна к заклиниванию и имеет режущую кромку, способную перерезать мелкие включения.
Можно ли использовать чугунную шиберную задвижку для пара?
Да, при условии соответствия заявленным производителем параметрам по давлению и температуре (обычно до +300°C и PN16). Критически важно применение соответствующих уплотнительных материалов (графит) и типа сальниковой набивки. Предпочтительны задвижки с выдвижным шпинделем.
Как правильно выбрать тип привода для задвижки DN400?
Для диаметра DN400 ручное управление маховым колесом возможно, но требует значительных физических усилий. Обязателен расчет требуемого крутящего момента (Mh) с учетом рабочего давления и состояния среды. На основе этого значения подбирается редуктор с соответствующим передаточным числом или электропривод с запасом по моменту (как правило, не менее 1.5 от Mh). Для ответственных или дистанционно управляемых систем установка электропривода является необходимостью.
Что означает маркировка «30с941нж» на задвижке?
Это условное обозначение по системе ЦКБА: «30» – задвижка, «с» – привод электрический, «9» – модификация (в данном случае с выдвижным шпинделем), «41» – номер конструкции, «нж» – материал уплотнительных поверхностей (нержавеющая сталь). Полная расшифровка требует обращения к каталогам ЦКБА или документации производителя.
Почему возникает протечка по сальнику и как ее устранить?
Протечка возникает вследствие износа, уплотнения или деформации сальниковой набивки. Устранение: подтянуть сальниковые гайки равномерно на 1-2 оборота (без перетяжки, чтобы не зажать шпиндель). Если подтяжка не помогает – необходимо выполнить перепаковку сальниковой камеры новым набивочным материалом, рекомендованным производителем для данной рабочей среды.
Каков средний срок службы чугунной шиберной задвижки?
При соблюдении условий эксплуатации (среда, давление, температура), регулярном техническом обслуживании и отсутствии гидроударов, срок службы может составлять 20-30 лет. Наиболее подвержены износу уплотнительные поверхности седла и затвора, а также сальниковый узел, которые могут потребовать ремонта или замены в течение этого срока.
Допустимо ли горизонтальное расположение шпинделя при монтаже?
Да, большинство современных шиберных задвижек допускают монтаж в любом пространственном положении. Однако при горизонтальном расположении шпинделя необходимо обеспечить защиту сальникового узла от прямого попадания атмосферных осадков и грязи, а также предусмотреть технические решения для удобства обслуживания.