Задвижки клиновые фланцевые Ду 100
Задвижки клиновые фланцевые Ду 100: конструкция, применение и технические аспекты
Задвижка клиновая фланцевая с условным проходом Ду 100 – это трубопроводная арматура, предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах диаметром 100 мм. Ее основная функция – запорная, регулирование расхода не предусмотрено. Конструкция основана на клиновом затворе, который перемещается перпендикулярно оси потока, и фланцевых концах для присоединения к трубопроводу. Данный типоразмер широко распространен в системах водоснабжения, теплосетях, нефтегазовой промышленности, энергетике и на промышленных предприятиях.
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструкция задвижки включает корпус, крышку, клиновой затвор, шпиндель (шток), сальниковое уплотнение и маховик или приводной узел. Корпус и крышка, образующие рабочую полость, отливаются из чугуна (ЧЧ), стали (СЧ, ЛС) или нержавеющей стали. Фланцы на концах корпуса соответствуют ГОСТ, DIN или ANSI стандартам и имеют отверстия под шпильки или болты для соединения с ответными фланцами трубопровода. Уплотнительные поверхности фланцев могут быть гладкими, с выступом/впадиной или под прокладку овального сечения.
Клиновой затвор – ключевой элемент. В задвижках Ду 100 применяются три основных типа клина:
- Жесткий клин. Цельная металлическая деталь с уплотнительными поверхностями, расположенными под углом друг к другу. Прост в изготовлении, но требует высокой точности при обработке корпуса для предотвращения заклинивания при температурных деформациях.
- Двухдисковый (упругий) клин. Состоит из двух дисков, соединенных между собой упругим элементом. Диски могут самоустанавливаться относительно седел, что снижает риск заклинивания, улучшает герметичность и уменьшает износ. Наиболее распространенный тип для современных стальных задвижек.
- Цельный упругий клин. Монолитный клин с прорезью в центральной части, придающей некоторую упругость. Компромиссный вариант между жестким и двухдисковым клином.
- Чугунные задвижки (30ч6бр, 30ч39р). Применяются для воды, пара, неагрессивных сред при температуре от -15 до +200°C и давлении до 16 бар. Фланцы обычно исполняются под прокладку.
- Условный проход (Ду, DN): 100 мм.
- Условное давление (Ру, PN): 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160 бар.
- Строительная длина: Определяется стандартом. Для Ру16: по ГОСТ 3706-93 – 430 мм (с выдвижным шпинделем), по DIN 3202 F4/F5 – 450 мм.
- Присоединение: Фланцевое по ГОСТ 33259 (ранее ГОСТ 12815), DIN EN 1092-1, ASME B16.5.
- Класс герметичности: По ГОСТ 9544 – классы А, В, С (без видимых протечек). Для воды и пара обычно класс В.
- Температурный диапазон: Зависит от материала корпуса и уплотнений.
- Параметры среды: Давление (Ру), температура, химический состав (коррозионная активность, абразивность).
- Материал: Чугун для неагрессивных сред низкого давления, сталь – для высоких параметров и ответственных систем.
- Тип клина: Двухдисковый клин предпочтителен для систем с перепадами температур и высокими требованиями к герметичности.
- Тип управления: Ручное – при редких переключениях и доступности, электропривод – при автоматизации, дистанционном управлении или больших усилиях на шпинделе.
- Стандарт фланцев: Должен соответствовать стандарту фланцев на трубопроводе (ГОСТ, DIN, ANSI).
- Производитель и соответствие ТР ТС 010/2011: Наличие сертификата соответствия на арматуру для опасных производственных объектов обязательно.
- 30 – тип арматуры (задвижка).
- с – материал корпуса (сталь углеродистая).
- 41 – номер модели.
- нж – материал уплотнительных поверхностей (нержавеющая сталь).
Шпиндель может быть выдвижным (невыдвижным). В задвижках Ду 100, как правило, применяется выдвижной шпиндель. При открывании резьбовая часть шпинделя выходит за пределы сальникового узла, что исключает контакт с рабочей средой, снижает коррозию и позволяет легко контролировать положение затвора. Управление осуществляется вручную (маховиком) или с помощью электропривода, реже – пневмо- или гидропривода.
Материалы исполнения и рабочие среды
Выбор материала определяется давлением, температурой и агрессивностью рабочей среды.
Стальные задвижки (30с41нж, 30с64нж, 30лс41нж). Универсальны. Работают с водой, паром, нефтепродуктами, газами, слабоагрессивными средами. Диапазон температур от -60 до +450°C, давление до 160 бар (Ру16) и выше. Наиболее распространенный материал – углеродистая сталь. Для агрессивных сред (кислоты, щелочи) или высоких параметров используют легированные (13ХФА) и нержавеющие стали (12Х18Н10Т).
Технические характеристики и стандарты
Для задвижки Ду 100 ключевыми параметрами являются:
| Тип / Марка | Материал корпуса | Ру, бар | Основная среда | Темп. диапазон, °C | Преимущества |
|---|---|---|---|---|---|
| 30ч6бр | Чугун | 10, 16 | Вода, пар | -15…+200 | Низкая стоимость, коррозионная стойкость |
| 30с41нж | Сталь углеродистая | 16, 25, 40 | Вода, пар, нефть, газ | -40…+425 | Прочность, широкий диапазон давлений и температур |
| 30нж41нж | Сталь нержавеющая | 16, 25, 40 | Агрессивные среды, пищевая промышленность | -60…+450 | Коррозионная стойкость, долговечность |
| 30лс41нж | Сталь легированная | 16, 25, 40 | Высокотемпературный пар, нефтепродукты | -60…+450 | Повышенная жаропрочность |
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж фланцевой задвижки Ду 100 требует соблюдения строгой последовательности. Необходимо проверить чистоту фланцевых соединений и уплотнительных поверхностей, состояние прокладки (паронит, фторопласт, металлическая). Задвижка должна быть установлена в закрытом состоянии. Болтовое соединение затягивается крест-накрест с рекомендуемым моментом затяжки, чтобы избежать перекоса. Направление потока, как правило, не регламентировано, но рекомендуется ориентировать задвижку так, чтобы давление под затвором помогало открыванию. При установке с электроприводом необходима проверка работы «открыто-закрыто» и настройка концевых выключателей.
Эксплуатация: Задвижка – арматура запорная, не предназначена для регулирования. Открытие и закрытие должны производиться плавно, до крайних положений. Не допускается приложение чрезмерных усилий к маховику. В системах с высокими температурами необходимо учитывать тепловое расширение трубопровода, которое может привести к нагрузкам на корпус.
Обслуживание включает периодическую проверку герметичности сальникового уплотнения (при необходимости – подтяжку нажимной втулки или добавление сальникового наполнителя), смазку резьбовой части шпинделя и ходовой гайки, проверку легкости хода. При длительном простое рекомендуется периодически (раз в квартал) проворачивать шпиндель.
Критерии выбора задвижки Ду 100
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается задвижка Ду 100 Ру16 от Ру25?
Основное отличие – в толщине стенок корпуса, конструкции и материале седел, а также в испытательном и рабочем давлении. Задвижка Ру25 рассчитана на более высокое давление, поэтому ее корпус массивнее, фланцы толще. Использование задвижки Ру16 в системе на Ру25 недопустимо по условиям прочности. Обратная замена (Ру25 вместо Ру16) возможна, но экономически нецелесообразна.
Можно ли использовать чугунную задвижку на паре?
Да, но с строгими ограничениями. Чугунные задвижки (например, 30ч6бр) применяются на насыщенном паре с температурой до 200°C и давлением до 16 бар. Для перегретого пара или более высоких параметров необходимы стальные задвижки.
Что означает маркировка «30с41нж»?
Это условное обозначение по системе ВНИИАОЧ:
Почему задвижку с электроприводом необходимо устанавливать только в закрытом состоянии?
Это требование связано с обеспечением соосности фланцев трубопровода и задвижки. Монтаж в открытом состоянии создает риск перекоса затвора внутри корпуса, что может привести к его повреждению при первом же закрытии, утечкам или заклиниванию.
Как часто нужно обслуживать сальниковое уплотнение?
Периодичность зависит от условий эксплуатации (температура, давление, цикличность). Рекомендуется проводить визуальный осмотр на предмет подтеканий не реже 1 раза в месяц. При появлении капель на шпинделе в закрытом состоянии необходима подтяжка сальника. Полную перепаковку сальника выполняют согласно регламенту производителя или при исчерпании ресурса подтяжки.
Что выбрать для воды Ду 100: задвижку или шаровой кран?
Задвижка имеет меньшую строительную длину, но большую высоту. Шаровой кран обеспечивает более быстрое и герметичное перекрытие, но, как правило, дороже для больших диаметров и высоких давлений. Для магистральных линий с редкими переключениями традиционно выбирают задвижки из-за надежности и ремонтопригодности. Для частых операций или в стесненных условиях по высоте может быть предпочтительнее шаровой кран. Также задвижка менее чувствительна к качеству среды (присутствию взвесей).
Заключение
Задвижка клиновая фланцевая Ду 100 остается одним из наиболее востребованных типов запорной арматуры для трубопроводов среднего диаметра. Ее выбор требует тщательного анализа рабочих условий: давления, температуры, химических свойств среды и режима эксплуатации. Правильный монтаж, соблюдение правил эксплуатации и своевременное техническое обслуживание являются залогом длительной и безотказной службы данного узла на протяжении всего срока эксплуатации, который может превышать 20-30 лет. При проектировании новых и реконструкции существующих систем необходимо руководствоваться актуальными нормативными документами и каталогами производителей, отдавая предпочтение изделиям с двухдисковым клином и выдвижным шпинделем для ответственных применений.