Затворы дисковые межфланцевые Ду 150
Затворы дисковые межфланцевые Ду 150: конструкция, применение и технические аспекты
Затвор дисковый межфланцевый (поворотный дисковый затвор) диаметром условного прохода 150 мм (Ду 150) представляет собой запорное, регулирующее или отсечное устройство, устанавливаемое между фланцами трубопровода. Его основная функция – управление потоком рабочей среды (вода, пар, газ, химические вещества, сточные воды) путем поворота диска (заслонки) вокруг оси, расположенной перпендикулярно или под углом к направлению потока. Устройство отличается компактной строительной длиной, малым весом и относительно низкой стоимостью по сравнению с задвижками аналогичного диаметра.
Конструктивные особенности и материалы исполнения
Конструкция межфланцевого затвора Ду 150 является модульной и включает несколько ключевых компонентов:
- Корпус: Выполняется, как правило, в виде цельного или реже составного кольца. Для Ду 150 наиболее распространены корпуса из чугуна (GG-25, EN-GJL-250), углеродистой стали (WCB, Ст20), нержавеющей стали (CF8/304, CF8M/316) и различных сплавов (например, дуплексная сталь). В межфланцевом исполнении корпус не имеет собственных присоединительных элементов, что и определяет его монтаж между фланцами трубопровода.
- Диск (заслонка): Элемент, непосредственно перекрывающий поток. Для Ду 150 диски изготавливают из нержавеющей стали, углеродистой стали с покрытием (эпоксидное, никелевое), чугуна с покрытием или полностью из коррозионностойких сплавов. Форма диска (чаще всего двояковыпуклая, линзовидная) оптимизирована для обеспечения герметичности и минимального гидравлического сопротивления в открытом положении.
- Уплотнение: Наиболее критичный элемент, определяющий класс герметичности. Существует два основных типа:
- Уплотнение «металл по металлу»: Диск и седло в корпусе выполнены из износостойких металлических сплавов. Применяется для сред с высокой температурой и абразивными включениями.
- Мягкое уплотнение (резиновое, полимерное): Эластичное кольцо (седло) монтируется в корпус или непосредственно на диск. Материал седла выбирается исходя из характеристик среды: EPDM (вода, пар до 140°C, щелочи, слабые кислоты), NBR (нефтепродукты, масла), Viton/FKM (высокие температуры, углеводороды, агрессивные химикаты). Класс герметичности по ГОСТ 9544-2017 или ISO 5208 достигает уровня «А» (нулевая утечка).
- Вал (шпиндель): Передает крутящий момент от привода на диск. Для затворов Ду 150 может быть выполнен как цельным (сквозным), так и раздельным (состоящим из основного и приводного валов). Материал – обычно нержавеющая сталь (например, 2Cr13, 304SS). Уплотнение вала обеспечивается сальниковыми или торцевыми (сильфонными) узлами.
- Привод: Управление может осуществляться вручную (с помощью рычажного механизма или редуктора с маховиком) или автоматически – посредством электрического, пневматического или гидравлического привода. Выбор привода зависит от требуемого времени срабатывания, наличия источника энергии и необходимости дистанционного управления.
- Против задвижки клиновой Ду 150: Затвор значительно короче и легче, имеет меньшее время срабатывания, но, как правило, более низкое допустимое давление и худшие характеристики для регулирования потока. Задвижка обеспечивает более прямолинейный поток и меньшие потери давления в полностью открытом состоянии.
- Против шарового крана Ду 150: Шаровой кран обычно имеет более высокий класс герметичности и может использоваться для регулирования, но его стоимость, особенно на нержавеющих исполнениях, существенно выше. Затвор выигрывает в цене и часто в ремонтопригодности на больших диаметрах.
- Против поворотного обратного клапана (захлопки) Ду 150: Конструктивно схожи, но обратный клапан работает автономно, предотвращая обратный поток. Затвор – устройство управляемое.
Области применения и ограничения
Затворы Ду 150 широко применяются в системах теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, вентиляции и кондиционирования, на технологических линиях пищевой и химической промышленности, в судовых системах, энергетике (вспомогательные контуры). Их использование оптимально там, где требуется надежное перекрытие потока при умеренных давлениях и где важны габариты и вес арматуры. Основное ограничение – давление. Межфланцевые затворы Ду 150, как правило, рассчитаны на номинальное давление PN10 или PN16 (реже PN25), что соответствует 1.0, 1.6 и 2.5 МПа соответственно. При более высоких давлениях предпочтение отдается задвижкам или шаровым кранам. Также не рекомендуется использовать стандартные затворы для чистого регулирования потока в частично открытом положении из-за повышенного износа уплотнения и кавитационных явлений.
Ключевые технические характеристики и параметры выбора
При подборе затвора дискового межфланцевого Ду 150 необходимо учитывать следующий комплекс параметров:
| Параметр | Типовые значения/варианты для Ду 150 | Комментарий |
|---|---|---|
| Условный диаметр (Ду, DN) | 150 мм | Соответствует наружному диаметру трубопровода 159-168 мм. |
| Номинальное давление (Ру, PN) | PN6, PN10, PN16, PN25 | Наиболее распространен PN16. Давление определяет конструктивную прочность корпуса и тип фланцевого соединения. |
| Температура рабочей среды | От -20°C до +200°C (зависит от материала седла) | Для EPDM: -20…+120°C; для NBR: -20…+80°C; для FKM: -20…+150°C; для металлических седел до +400°C и выше. |
| Класс герметичности | «А», «В», «С» по ГОСТ 9544 (соотв. «А» — нулевая утечка) | Класс «А» достигается на затворах с эластомерными седлами. |
| Материал корпуса | Чугун, углеродистая сталь, нержавеющая сталь | Выбор зависит от агрессивности среды и внешних условий. |
| Материал уплотнения (седла) | EPDM, NBR, FKM/Viton, PTFE, металл | Критичный параметр для химической совместимости и температуры. |
| Тип управления | Ручной (рычаг, редуктор), электрический привод, пневмопривод | Выбор определяется необходимостью автоматизации и доступным моментом управления. |
| Крутящий момент | ~250-400 Нм (зависит от давления и конструкции) | Определяет необходимую мощность или усилие привода. |
| Стандарт фланцев | ГОСТ 33259 (ЕН 1092-1), DIN 2633/2634, ASME B16.5 | Должен соответствовать фланцам на трубопроводе. |
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж межфланцевого затвора Ду 150 требует соблюдения строгой последовательности. Перед установкой необходимо убедиться в чистоте фланцев трубопровода и отсутствии на них механических повреждений. Затвор устанавливается между фланцами в открытом положении (диск повернут на 90°), чтобы избежать повреждения уплотнительных поверхностей. Стягивание шпилек/болтов должно производиться крест-накрест с равномерным усилием, указанным в паспорте изделия, чтобы не допустить перекоса корпуса и нарушения герметичности. В процессе эксплуатации необходимо периодически проверять состояние наружных поверхностей, работу привода и отсутствие протечек по штоку и фланцевым соединениям. Для затворов с мягким уплотнением длительная работа в приоткрытом положении (регулирование) не рекомендуется, так как приводит к эрозии кромки седла. Техническое обслуживание, как правило, заключается в проверке и подтяжке крепежа, смазке элементов привода и, в случае износа, замене уплотнительных элементов.
Сравнение с другими типами запорной арматуры на Ду 150
Для понимания места межфланцевого затвора в номенклатуре арматуры полезно провести сравнительный анализ:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное отличие межфланцевого затвора от фланцевого?
Межфланцевый затвор не имеет собственных фланцев. Он монтируется между фланцами трубопровода, стягиваемыми шпильками или болтами, проходящими через корпус затвора или охватывающими его. Фланцевый затвор имеет собственные присоединительные фланцы, которые болтами крепятся к фланцам трубопровода. Межфланцевое исполнение компактнее и легче, но его монтаж/демонтаж может быть сложнее, особенно на уже существующей линии.
Можно ли использовать затвор Ду 150 для регулирования расхода среды?
Стандартные затворы с эластомерным уплотнением не предназначены для постоянного регулирования. В частично открытом положении поток вызывает вибрацию и кавитацию, что быстро разрушает кромку уплотнительного седла. Для задач регулирования существуют специальные регулирующие затворы с металлическими седлами и профилированными дисками, рассчитанные на такие условия работы.
Как правильно подобрать материал уплотнения (седла) для затвора Ду 150?
Выбор основывается на трех ключевых параметрах: химический состав и агрессивность среды, температура среды, абразивность. Необходимо запросить у производителя таблицу химической совместимости материала седла. Например, EPDM несовместим с маслами и углеводородами, NBR – с сильными окислителями, FKM имеет широкую, но не универсальную стойкость. Температурный диапазон также строго регламентирован для каждого эластомера.
Какой крутящий момент необходим для управления затвором Ду 150 вручную?
Момент зависит от давления в системе и размера затвора. Для затвора Ду 150 при давлении PN16 момент полного открытия/закрытия может составлять от 250 до 400 Нм. Это означает, что ручное управление рычагом (обычно длиной не более 4-5 диаметров) может потребовать значительного усилия. Для комфортной и безопасной эксплуатации рекомендуется использовать редукторный механизм (маховое колесо) или установку приводного устройства.
Требуется ли техобслуживание затвора, и если да, то в чем оно заключается?
Да, плановое техническое обслуживание обязательно. Оно включает визуальный осмотр на предмет наружных повреждений и протечек, проверку и равномерную подтяжку фланцевых болтов (после первых циклов нагрева-охлаждения), контроль состояния уплотнения штока, смазку всех трущихся элементов привода и шарнирных соединений. Периодичность ТО устанавливается инструкцией завода-изготовителя и зависит от интенсивности работы и агрессивности среды.
Что означает маркировка «DN150 PN16» на корпусе затвора?
Данная маркировка расшифровывается следующим образом: DN150 (Diameter Nominal) – условный проход, соответствующий 150 мм; PN16 (Pressure Nominal) – номинальное давление 16 бар (1,6 МПа) при температуре рабочей среды 20°C. С повышением температуры допустимое рабочее давление, как правило, снижается, что необходимо учитывать согласно графикам в технической документации.
Заключение
Затвор дисковый межфланцевый Ду 150 является универсальным и экономически эффективным решением для систем с большими диаметрами трубопроводов, где требуются надежное запорное устройство с минимальными габаритами и весом. Его корректная работа и долговечность напрямую зависят от грамотного подбора по параметрам среды (давление, температура, химический состав), качества монтажа и соблюдения регламентов технического обслуживания. Понимание конструктивных особенностей, материалов исполнения и областей применения позволяет инженерно-техническому персоналу оптимально интегрировать данную арматуру в проекты и эксплуатировать ее с максимальной эффективностью.