Затвор дисковый межфланцевый Ду 80
Затвор дисковый межфланцевый Ду 80: конструкция, применение и технические аспекты
Затвор дисковый межфланцевый (или поворотный дисковый затвор) условным диаметром Ду 80 – это тип трубопроводной арматуры, предназначенный для полного перекрытия или регулирования потока рабочей среды в трубопроводах диаметром 80 мм. Его ключевая особенность – установка между фланцами трубопровода без необходимости собственных присоединительных фланцев, что обеспечивает компактность, меньший вес и упрощенный монтаж по сравнению с задвижками или кранами. Основными сферами применения являются системы водоснабжения и водоотведения, теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования, а также технологические линии в пищевой, химической и энергетической отраслях, где не требуются высокие давления.
Конструктивные особенности и материалы исполнения
Конструкция межфланцевого затвора Ду 80 включает несколько базовых компонентов, от качества и сочетания которых зависят его эксплуатационные характеристики.
- Корпус: Выполняется, как правило, литым или штампованным. Материалами служат чугун (GG25, EN-GJL-250), углеродистая сталь (WCB, 25Л), нержавеющая сталь (CF8/304, CF8M/316) или алюминиевые сплавы. Корпус имеет цилиндрическую или прямоугольную форму с проушинами под шпильки для стягивания между фланцами.
- Диск (затвор): Это основной запорный или регулирующий элемент. Для Ду 80 он имеет диаметр, соответствующий проходу трубопровода. Изготавливается из нержавеющей стали, чугуна с покрытием (никелирование, эпоксидное покрытие), а также из биметаллических комбинаций. Форма диска оптимизирована для обеспечения герметичности и минимального гидравлического сопротивления в открытом положении.
- Уплотнение: Наиболее критичный узел. Существует два основных типа:
- Уплотнение по диску (резиновое или полимерное седло): Эластомерное кольцо (EPDM, NBR, Viton) завулканизировано или установлено в паз на внутренней поверхности корпуса. Диск, поворачиваясь, прижимается к этой мягкой поверхности, обеспечивая герметичность. Наиболее распространенный вариант для средних условий.
- Уплотнение по периметру диска (металл-металл или с мягким кольцом на диске): Резиновое или PTFE кольцо установлено в паз на самом диске. При закрытии диск поворачивается, и это кольцо прижимается к отполированной поверхности корпуса. Такая конструкция часто облегчает замену уплотнения.
- Шпиндель (вал): Связывает диск с органом управления. Может быть цельным (регулируемые затворы) или раздельным (многие полнопроходные затворы). Материал – нержавеющая сталь (AISI 420, 431). Вал проходит через корпус с помощью уплотнительных сальниковых узлов или манжет.
- Управление: Затвор Ду 80 может комплектоваться рукояткой (рычагом) с фиксатором, редуктором (червячным или цилиндрическим) для уменьшения усилия или маховиком. Для автоматизации на вал устанавливается электрический, пневматический или гидравлический привод.
- Компактность и малый строительный вес: Значительно короче и легче задвижки того же диаметра, что экономит пространство и снижает нагрузку на трубопровод.
- Простота и скорость монтажа/демонтажа: Установка между фланцами с помощью шпилек или болтов, без необходимости дополнительных опор.
- Быстрое срабатывание: Поворот диска на 90° осуществляется за несколько секунд.
- Удобство обслуживания: Во многих конструкциях возможно обслуживание без извлечения из линии.
- Относительно низкая стоимость: Обусловлена простотой конструкции и меньшим расходом металла.
- Пригодность для регулирования: Многие модели, особенно с эксцентриковым шпинделем, позволяют плавно регулировать поток.
- Ограниченное давление: Как правило, до PN25, реже до PN40. Неприменимы для высоконапорных магистралей.
- Гидравлическое сопротивление: Даже в открытом положении диск создает большее сопротивление потоку, чем полнопроходная задвижка или шаровой кран.
- Чувствительность к чистоте среды: Абразивные включения могут повредить уплотнительные поверхности.
- Ограничения по температуре: Определяются материалом уплотнения.
- Падение давления на регулирующем элементе: При дросселировании возможно возникновение кавитации, что требует специальных исполнений.
- Подготовка: Проверить чистоту фланцев трубопровода, отсутствие задиров и перекосов. Убедиться, что между фланцами предусмотрен правильный зазор для установки затвора.
- Установка: Затвор размещается между фланцами без перекоса. Шпильки или болты должны проходить свободно. Затяжка производится крест-накрест (по диагонали) динамометрическим ключом с моментом, указанным в паспорте изделия, чтобы избежать деформации корпуса и заклинивания диска.
- Эксплуатация: Перед вводом в линию рекомендуется несколько раз полностью открыть и закрыть затвор. Не использовать чрезмерное усилие на рычаге. Для регулирования потока не рекомендуется фиксировать диск в промежуточном положении близком к 5-15°, где возможны вибрации и износ.
- Обслуживание: Регулярная проверка состояния внешних уплотнений шпинделя, смазка подшипниковых узлов (если предусмотрена), проверка легкости хода. При потере герметичности может потребоваться замена уплотнительного кольца (седла) или диска в сборе.
Технические характеристики и параметры выбора
При подборе затвора дискового межфланцевого Ду 80 необходимо анализировать следующие ключевые параметры.
| Параметр | Типовые значения/варианты для Ду 80 | Комментарий |
|---|---|---|
| Условный диаметр (Ду, DN) | 80 мм | Соответствует внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода. Присоединение – фланцевое по ГОСТ 33259 (ранее ГОСТ 12815), EN 1092, DIN, ASME B16.5. |
| Условное давление (Ру, PN) | PN6, PN10, PN16, PN25 | Наиболее распространены PN10 и PN16. Указывает на максимальное избыточное давление при температуре 20°C. Для высоких температур требуется коррекция. |
| Рабочая среда | Вода, пар, воздух, газ, нефтепродукты, слабоагрессивные среды | Определяет выбор материалов корпуса, диска и, главным образом, уплотнения. |
| Температура рабочей среды | От -20°C до +120°C (для EPDM), до +200°C (для NBR), до +180°C (для PTFE) | Зависит от материала уплотнения. Для экстремальных температур используются специальные эластомеры или металлические уплотнения. |
| Тип уплотнения | EPDM, NBR, Viton (FKM), PTFE, металл-металл | EPDM – для воды, пара; NBR – для нефтепродуктов; Viton – для агрессивных сред; PTFE – химическая стойкость. |
| Класс герметичности | «А» (нулевая утечка), «В», «С» (по ГОСТ 9544) | Класс «А» соответствует стандартам ISO 5208 Rate A. Достигается в затворах с конструктивными особенностями. |
| Крутящий момент | Зависит от давления и конструкции, ~120-250 Нм при PN16 | Критичен для выбора привода. Пиковый момент – в момент открытия/закрытия. |
| Положение монтажа | Любое | Вал может располагаться горизонтально или вертикально. Не рекомендуется установка диском вниз в закрытом положении для сред с взвесями. |
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами арматуры
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечной работы затвора Ду 80.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между затвором Ду 80 и шаровым краном Ду 80?
Затвор имеет диск, вращающийся вокруг оси, перпендикулярной потоку, а шар – сферическую пробку со сквозным отверстием. Шаровой кран обычно полнопроходный (гидравлические потери минимальны), обладает более высокой герметичностью и может работать на более высоких давлениях, но, как правило, дороже, тяжелее и имеет больший строительный размер. Затвор компактнее, дешевле и часто лучше приспособлен для регулирования.
Можно ли использовать затвор Ду 80 PN16 для пара?
Да, но с критическими оговорками. Необходимо исполнение с соответствующим материалом уплотнения (обычно EPDM для насыщенного пара до +140°C) и корпусом из чугуна или стали. Важно учитывать падение допустимого давления при росте температуры. Для пара высоких параметров (высокотемпературного, высокого давления) требуются специальные стальные затворы с расчетом на конкретные условия.
Что означает «эксцентриковый» дисковый затвор?
Это усовершенствованная конструкция, где ось вращения диска смещена (эксцентриситет) относительно центральной оси диска и оси прохода. Это позволяет диску при открытии/закрытии отходить от седла без трения, значительно увеличивая ресурс уплотнения. Часто используется двойной или тройной эксцентриситет, что делает затвор пригодным для более высоких давлений и температур, а также для работы в качестве регулирующего элемента.
Как подобрать материал уплотнения для затвора Ду 80?
Выбор основан на химическом составе, температуре и абразивности среды. EPDM подходит для горячей/холодной воды, пара, щелочей, слабых кислот. NBR – для масел, топлива, сжиженного газа. Viton (FKM) – для агрессивных химических сред, углеводородов. PTFE – для высокоагрессивных сред и высоких температур. Необходимо сверяться с таблицами химической стойкости производителя.
Почему затвор Ду 80 после установки не закрывается до конца или требует чрезмерных усилий?
Наиболее вероятные причины: 1) Деформация корпуса из-за чрезмерной затяжки фланцевых шпилек. 2) Попадание твердых частиц в зону уплотнения. 3) Перекос при монтаже. 4) Несоосность фланцев трубопровода, создающая нагрузку на корпус. Необходимо ослабить затяжку, проверить соосность, промыть трубопровод и убедиться в свободном ходе диска до окончательной затяжки.
Требуется ли обслуживание подшипникового узла шпинделя?
В стандартных затворах для воды и воздуха обслуживание часто не требуется, так как используются самосмазывающиеся втулки. В затворах для агрессивных сред или с редукторным/приводным управлением могут быть установлены подшипники качения, требующие периодической проверки и смазки согласно регламенту производителя.
Заключение
Затвор дисковый межфланцевый Ду 80 представляет собой оптимальное техническое решение для широкого спектра инженерных систем, где важны надежность, компактность и экономическая эффективность. Его корректная работа напрямую зависит от грамотного выбора, учитывающего давление, температуру, химический состав среды и правильность монтажа. Понимание конструктивных особенностей, таких как тип эксцентриситета и материал уплотнения, позволяет инженерам и специалистам по закупкам точно интегрировать данную арматуру в технологические схемы, обеспечивая длительный и безотказный ресурс трубопроводных систем.