Задвижки клиновые Ду 100

Задвижки клиновые Ду 100: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Задвижка клиновая Ду 100 — это трубопроводная арматура с условным проходом 100 мм, предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах. Ее основная функция — запорная, и она не предназначена для регулирования расхода или работы в частично открытом положении. Конструктивной особенностью является клиновидный затвор, который перемещается перпендикулярно оси потока среды и в крайнем нижнем положении садится в конические или плоскопараллельные седла корпуса, обеспечивая герметичное перекрытие.

Конструктивные особенности и принцип действия

Основными элементами задвижки клиновой Ду 100 являются: литой, кованый или штампованный корпус (чаще всего из чугуна, стали, нержавеющей стали), клиновой затвор, шпиндель (шток), сальниковое уплотнение, маховик (или приводной фланец для монтажа привода). Шпиндель может быть выдвижным (неповоротным) или невыдвижным. В задвижках с выдвижным шпинделем резьбовая часть штока и ходовая гайка вынесены за пределы зоны рабочей среды, что повышает их коррозионную стойкость и ремонтопригодность, что критически важно для энергетики и ЖКХ.

Клиновой затвор бывает нескольких типов:

• Жесткий клин. Цельная деталь с точным углом. Требует высокой точности изготовления седел для обеспечения герметичности. Недостаток — риск заклинивания при перепадах температур или износе.
• Двухдисковый (упругий) клин. Состоит из двух дисков, соединенных между собой элементом, допускающим их небольшой взаимный поворот. Это позволяет затвору самоустанавливаться относительно седел, снижая риск заклинивания и повышая герметичность. Наиболее распространенный тип для современных стальных задвижек.
• Двухдисковый (шаровой) составной клин. Диски соединены плавающей сферической вставкой, что обеспечивает еще лучшую самоустановку. Часто применяется в арматуре для сред с высокой температурой.

Материалы исполнения и типы присоединения

Выбор материала определяется параметрами рабочей среды (давление, температура, химическая агрессивность).

• Чугунные (Ч, GGG-40): Для воды, пара, неагрессивных сред при температуре до 175°C и давлении до 16 бар. Присоединение — фланцевое по ГОСТ 12815 (чаще всего).
• Стальные (С, 20, 25Л, 09Г2С, A216 WCB): Универсальны. Применяются для воды, пара, нефтепродуктов, агрессивных сред (в соответствующем исполнении) при температурах от -40 до +425°C и давлениях до 100 бар и выше. Основной материал для энергетики.
• Нержавеющие стали (Н, 12Х18Н9Т, A351 CF8): Для химически агрессивных сред, пищевой промышленности.

Типы присоединения для Ду 100:

• Фланцевое (ГОСТ 12815, ГОСТ 33259 (ASME B16.5)): Наиболее распространено. Обеспечивает прочное, разъемное соединение, удобное для монтажа/демонтажа. Фланцы могут быть плоскими, выступающими, под приварку встык.
• Под приварку: Присоединительные патрубки арматуры привариваются непосредственно к трубопроводу. Создает неразъемное, абсолютно герметичное соединение, исключающее риск фланцевых протечек. Широко используется на критичных участках в энергетике.
• Муфтовое (резьбовое): Для Ду 100 встречается реже, в основном в специальном исполнении.

Основные технические характеристики и параметры выбора

При подборе задвижки клиновой Ду 100 необходимо учитывать комплекс параметров, выходящих за рамки условного диаметра.

Таблица 1. Ключевые параметры выбора задвижки клиновой Ду 100

Параметр	Типовые значения/варианты	Комментарий
Условный диаметр (Ду, DN)	100 мм	Соответствует внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода.
Условное давление (Ру, PN)	PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100, Class 150, Class 300 (по ASME)	Определяет максимальное избыточное давление при температуре 20°C, на которое рассчитана арматура.
Рабочая температура	От -60°C до +600°C (в зависимости от материала)	Указывается для конкретного исполнения. Влияет на выбор материала корпуса, уплотнений, тип сальниковой набивки.
Рабочая среда	Вода, пар, природный газ, нефтепродукты, аммиак, масла, химические вещества	Определяет материал корпуса, тип уплотнения затвора (латунь, фторопласт, нержавеющая сталь).
Тип управления	Ручное (маховик), редукторный привод, электропривод, пневмопривод, гидропривод	Выбор зависит от места установки, частоты использования, необходимости дистанционного управления или включения в АСУ ТП.
Климатическое исполнение	У, УХЛ, ХЛ, Т (по ГОСТ 15150)	Важно для наружной установки или работы в неотапливаемых помещениях.
Класс герметичности затвора	А, В, С (по ГОСТ 9544), или утечка в см³/мин (по ISO 5208)	Класс А — самый высокий (нулевая утечка). Для большинства систем ЖКХ достаточно класса В или С.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Задвижки клиновые Ду 100 находят широкое применение благодаря надежности и простой конструкции.

• Теплоэнергетика и тепловые сети: На трубопроводах сетевой воды (подача и обратка), пара низкого и среднего давления, на подпиточных линиях. Исполнение — стальное, на PN16-40, с выдвижным шпинделем, под электропривод для дистанционного отключения участков.
• Водоснабжение и водоотведение: На магистральных и распределительных водоводах, на вводах в здания, на технологических линиях очистных сооружений. Часто применяются чугунные задвижки с обрезиненным клином (например, Hawle, BIV) или стальные.
• Нефтегазовая промышленность: На вспомогательных технологических линиях, системах пожаротушения, трубопроводах топливного газа.
• Промышленные предприятия: В качестве общего запорного устройства на различных технологических линиях, транспортирующих неагрессивные среды.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж должен производиться в соответствии с проектной документацией и инструкцией завода-изготовителя. Задвижка устанавливается на прямом участке трубопровода, преимущественно в горизонтальном положении маховиком вверх. Допускается вертикальный монтаж при условии, что конструкция шпинделя это позволяет. Перед монтажом необходимо проверить чистоту внутренних полостей и отсутствие повреждений уплотнительных поверхностей. Нагрузки от трубопровода (растягивающие, сжимающие, изгибающие) не должны передаваться на корпус арматуры.

Эксплуатация: Задвижка — устройство полного открытия/закрытия. Работа в промежуточном положении приводит к гидроабразивному износу седел и затвора, потере герметичности. При закрытии/открытии не следует прикладывать чрезмерных усилий. Полное закрытие фиксируется количеством оборотов маховика.

Техническое обслуживание включает:

• Периодическую проверку на отсутствие внешних протечек по сальнику и фланцам.
• Подтяжку сальникового уплотнения при появлении капельной утечки по шпинделю.
• Смазку ходовой пары (шпиндель-гайка) и резьбовых соединений.
• Приводную арматуру — проверку работоспособности и настройку концевых выключателей.
• Оперативное открытие/закрытие для проверки хода (не реже 1 раза в 3-6 месяцев для редко используемой арматуры).

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Малое гидравлическое сопротивление в полностью открытом положении (затвор убран из проточной части).
• Относительная простота конструкции и обслуживания.
• Возможность применения для сред высокой вязкости.
• Большой выбор материалов и типоразмеров.
• Прямолинейность потока, что минимизирует эрозию.

Недостатки:

• Большая строительная высота (особенно у моделей с выдвижным шпинделем).
• Значительное время на открытие/закрытие (много оборотов маховика).
• Износ уплотнительных поверхностей в промежуточных положениях.
• Сложность ремонта изношенных седел и затвора в полевых условиях.
• Высокое усилие на маховик или привод при больших перепадах давления.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается задвижка Ду 100 с выдвижным шпинделем от невыдвижного?

У задвижки с выдвижным шпинделем резьбовая часть и ходовая гайка расположены снаружи, за пределами корпуса. При открытии шпиндель выдвигается из крышки на величину хода затвора. Это защищает резьбу от коррозии и воздействия среды, облегчает обслуживание, но увеличивает габаритную высоту. У задвижки с невыдвижным (вращаемым) шпинделем резьба находится внутри, в контакте со средой. Конструкция более компактна, но подвержена коррозии и применяется в основном для неагрессивных сред (вода, масло) и небольших давлений.

Как правильно подобрать тип клина для задвижки на пар?

Для трубопроводов насыщенного и перегретого пара при температурах свыше 175°C и давлениях выше 16 бар следует применять стальные задвижки с двухдисковым клином (упругим или шаровым). Это исключает риск заклинивания затвора из-за тепловой деформации корпуса и обеспечивает надежную герметичность. Жесткий клин в таких условиях не рекомендуется.

Какое уплотнение сальника предпочтительнее для работы при высокой температуре?

Для температур выше 250-300°C традиционная сальниковая набивка из графита или асбеста (АП-31) заменяется на набивку из терморасширенного графита (фольги) в кольцах или бессальниковое уплотнение «сильфон-сальник». Сильфон, установленный в нижней части шпинделя, обеспечивает абсолютную герметичность, что критично для опасных сред.

Можно ли устанавливать задвижку Ду 100 с электроприводом в любом положении?

Нет, возможность монтажа в нестандартном положении (например, маховиком вниз или горизонтально) необходимо уточнять в паспорте на конкретную модель арматуры и электропривода. Большинство стандартных электроприводов рассчитаны на работу в положении «шпиндель вертикально вверх». Изменение положения может требовать специальной модификации привода, дополнительных опор и смазки.

Как интерпретировать маркировку 30с41нж Ду100 Ру16?

Это обозначение по российскому стандарту:

• 30 — номер типа (задвижка).
• с — материал корпуса (сталь).
• 41 — тип привода (электропривод). Если бы был ручной, стояла бы цифра 5 или 9 (для задвижек с обрезиненным клином).
• нж — материал уплотнения затвора (нержавеющая сталь).
• Ду100 — условный проход 100 мм.
• Ру16 — условное давление 16 бар (1,6 МПа).

Что важнее при выборе для теплосети: класс герметичности или материал?

Оба параметра критичны, но первичен материал и давление. Для тепловых сетей (вода до 150°C, давление до 25 бар) выбирается стальная задвижка (например, из стали 09Г2С) на соответствующее давление (PN25). Класс герметичности затвора для таких систем обычно принимается не ниже «В» по ГОСТ 9544. Более высокий класс «А» оправдан для ответственных участков, но увеличивает стоимость.