Фильтры фланцевые Ду 100: конструкция, применение и технические аспекты

Фильтр фланцевый Ду 100 представляет собой трубопроводную арматуру, предназначенную для механической очистки рабочей среды (воды, пара, теплоносителя, газа, нефтепродуктов) от твердых взвешенных частиц. Условный проход (Ду) 100 мм соответствует номинальному диаметру присоединительных фланцев, что позволяет монтировать устройство в трубопроводы аналогичного диаметра. Основная функция – защита дорогостоящего оборудования (насосов, теплообменников, регулирующей арматуры, счетчиков) от абразивного износа, засорения и выхода из строя.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция фланцевого фильтра Ду 100 является типовой для подобных устройств. Корпус, чаще всего изготавливаемый из углеродистой (Ст20, 25Л) или нержавеющей (12Х18Н10Т, 08Х18Н10) стали, чугуна (СЧ20, ВЧ40) или латуни, имеет два патрубка с присоединительными фланцами по ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12815-80). Внутри корпуса установлен фильтрующий элемент – сетчатая или перфорированная цилиндрическая колба. Поток среды, поступая во входной патрубок, проходит через сетку, где происходит задержание примесей, и очищенным выходит через выходной патрубок.

Ключевым узлом является система очистки фильтрующего элемента. В зависимости от нее, фильтры Ду 100 делятся на:

• Непромывные (грязевики): Самые простые и дешевые. Для очистки требуется остановка системы, разборка корпуса (снятие крышки или откручивание пробки-заглушки) и механическая промывка или замена сетки. Применяются в системах с низкими требованиями к непрерывности процесса.
• Промывные с прямой промывкой: Оснащены дренажным патрубком с запорным краном. Промывка осуществляется без разборки: поток направляется в дренаж, унося с собой накопленные загрязнения. Эффективность зависит от давления в системе.
• Промывные с обратной промывкой: Более эффективный вариант. Конструкция позволяет подать промывочную среду в обратном направлении, что лучше отрывает прилипшие частицы от сетки. Часто требуют установки дополнительной запорной арматуры и обводного контура (байпаса).
• Самопромывные: Автоматизированные устройства, оснащенные таймером или дифференциальным реле, контролирующим перепад давления до и после фильтра. При достижении заданного ΔP (обычно 0,5-1 бар) автоматически открывается промывочный клапан и запускается цикл очистки, часто без прерывания основного потока.

Основные технические характеристики и параметры выбора

Выбор фильтра фланцевого Ду 100 осуществляется на основе анализа рабочих параметров системы и требований к фильтрации.

• Условное давление (Ру): Диапазон от Ру10 до Ру160, реже выше. Определяет класс прочности корпуса и фланцев. Для систем отопления и водоснабжения зданий обычно достаточно Ру16. Для технологических процессов в энергетике и промышленности – Ру25, Ру40 и более.
• Тип и размер ячейки фильтрующей сетки: Наиболее критичный параметр, определяющий степень очистки. Измеряется в микрометрах (мкм) или условных единицах (меш). Сетка изготавливается из нержавеющей стали, латуни или синтетических материалов.

Таблица 1. Соответствие размеров ячеек сетки и типичное применение для фильтров Ду 100

Размер ячейки, мкм	Условный проход, дюймы (меш)	Типичное применение
3000 — 5000	—	Грубая очистка воды из открытых источников, защита насосов от крупного мусора.
800 — 1000	—	Предварительная очистка технической воды, теплоносителя в системах ЦО.
500	~30 mesh	Очистка оборотной воды, защита теплообменников и регуляторов давления.
100 — 200	70-80 mesh	Тонкая очистка питательной воды для котлов, защита форсунок, точных расходомеров.
50 — 100	140-200 mesh	Финишная очистка в пищевой, фармацевтической промышленности, микрофильтрация.

• Материал корпуса и уплотнений: Выбирается исходя из химического состава и температуры рабочей среды. Для воды до 90°C подходит чугун, для пара и высокотемпературных жидкостей – сталь. Нержавеющая сталь используется для агрессивных сред или высоких требований к санитарии. Уплотнения (прокладки между фланцами, сальниковые набивки) выполняются из паронита, терморасширенного графита, PTFE (тефлона) или EPDM.
• Присоединение: Фланцы по ГОСТ 33259-2015 с исполнением уплотнительной поверхности (тип 1 – плоская, тип 2 – выступ-впадина, тип 3 – шип-паз). Давление и среда определяют выбор исполнения. Обязательно согласование с фланцами на трубопроводе (ряд, стандарт).
• Гидравлическое сопротивление (перепад давления): Указывается в паспорте на изделие для чистой сетки. Зависит от тонкости фильтрации. Важно учитывать, что по мере загрязнения ΔP растет, что может привести к снижению расхода в системе.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Фильтры Ду 100 находят широкое применение благодаря универсальности и распространенности трубопроводов данного диаметра.

• Теплоэнергетика и ЖКХ: Установка на вводах тепловых пунктов (ИТП, ЦТП) для очистки сетевой воды; защита пластинчатых теплообменников, циркуляционных и подпиточных насосов; фильтрация теплоносителя в системах отопления крупных зданий; очистка конденсата.
• Водоснабжение и водоотведение: Предварительная очистка воды на насосных станциях первого и второго подъема; защита ротационных счетчиков воды большого диаметра; фильтрация сточных вод перед сбросом или дальнейшей очисткой.
• Промышленные технологические процессы: Обеспечение чистоты технологических жидкостей и газов в химической, нефтегазовой, пищевой промышленности; защита компрессорного оборудования, горелочных устройств, форсунок распыления.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж фланцевого фильтра Ду 100 должен производиться на прямом горизонтальном участке трубопровода с учетом направления потока, которое всегда указывается стрелкой на корпусе. Перед фильтром рекомендуется установить запорную арматуру для его отключения. Для обслуживаемых моделей необходимо обеспечить свободный доступ к крышке или пробке. При монтаже важно не допустить перекоса фланцевого соединения и обеспечить равномерную затяжку крепежных шпилек.

Эксплуатация включает регулярный контроль перепада давления с помощью манометров, установленных до и после фильтра, или по показаниям встроенного дифференциального манометра (для автоматических моделей). Ручная очистка должна выполняться при увеличении ΔP на 0,3-0,5 бар от начального значения. Сетку извлекают, промывают щеткой в воде, при сильных загрязнениях – химически или ультразвуком. Поврежденные сетки подлежат замене. Для систем с непрерывным процессом рекомендуется установка двух фильтров параллельно с байпасной линией (дуплексная схема).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как правильно подобрать тонкость фильтрации (размер ячейки) для системы отопления?

Для закрытых систем отопления и теплоснабжения с целью защиты теплообменного оборудования (пластинчатых теплообменников, котлов) и циркуляционных насосов рекомендуется установка фильтров с размером ячейки не более 500 мкм (предпочтительно 200-300 мкм). Для защиты регулирующих клапанов и расходомеров – не более 100-150 мкм.

Чем отличается фильтр фланцевый от муфтового того же Ду 100?

Принцип действия идентичен. Разница в типе присоединения к трубопроводу. Фланцевое соединение (ГОСТ 33259) предназначено для трубопроводов среднего и высокого давления (от Ру16), отличается разъемностью, надежностью, но требует больше места и правильной затяжки. Муфтовое (резьбовое) соединение (внутренняя резьба) применяется для малых давлений (обычно до Ру16) и небольших диаметров, реже для Ду 100, так как нарезка резьбы на трубе такого диаметра сложна, а соединение менее надежно.

Как часто необходимо обслуживать (промывать) фильтр Ду 100 в системе горячего водоснабжения?

Периодичность зависит исключительно от степени загрязненности воды. На первых порах после ввода в эксплуатацию или после гидравлических испытаний трубопровода промывка может требоваться еженедельно. В штатном режиме – раз в 1-3 месяца. Наиболее объективный критерий – рост перепада давления на 0,3-0,5 бар относительно чистого состояния фильтра.

Можно ли установить фильтр Ду 100 вертикально?

Да, но только при условии, что конструкция фильтра это предусматривает (указано в паспорте). При вертикальном монтаже поток, как правило, должен быть направлен сверху вниз, чтобы загрязнения оседали в нижней части – грязесборнике. Неправильная ориентация может привести к неэффективному сбору шлама или невозможности его удаления.

Что такое «длина корпуса» фильтра и почему она важна?

Длина корпуса (строительная длина) – это габаритный размер между торцами присоединительных фланцев. Она стандартизирована (например, по ГОСТ 27477-87 для сетчатых фильтров) и критична для проектировщиков и монтажников, так как определяет, насколько фильтр «впишется» в существующий трубопровод. Для фильтров Ду 100 этот размер может варьироваться в зависимости от типа (прямой, Y-образный) и производителя.

Заключение

Фильтр фланцевый Ду 100 является обязательным и критически важным элементом защиты инженерных систем в энергетике, ЖКХ и промышленности. Его правильный выбор, основанный на анализе давления, температуры, химической совместимости и требуемой тонкости фильтрации, определяет надежность и долговечность последующего оборудования. Эксплуатация в соответствии с рекомендациями производителя, регулярное техническое обслуживание и мониторинг перепада давления обеспечивают стабильную работу трубопроводной системы в целом, снижая эксплуатационные расходы и предотвращая аварийные ситуации.