Фильтры фланцевые Ду 40: конструкция, применение и технические характеристики
Фланцевый фильтр Ду 40 представляет собой трубопроводную арматуру, предназначенную для механической очистки рабочей среды от твердых взвешенных частиц. Условный диаметр (Ду) 40 мм соответствует номинальному проходу, что делает данное изделие востребованным в системах теплоснабжения, водоснабжения, вентиляции и кондиционирования, а также в технологических линиях промышленных предприятий. Основная функция — защита оборудования (насосов, теплообменников, счетчиков, регулирующей арматуры) от абразивного износа, засорения и выхода из строя.
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструкция фланцевого фильтра грубой очистки (грязевика) на Ду 40 является типовой. Корпус, изготавливаемый из углеродистой (Ст20, Ст3) или нержавеющей стали (12Х18Н10Т, 08Х18Н10), чугуна (СЧ20, ВЧ40) или латуни, имеет два патрубка с присоединительными фланцами по ГОСТ 33259 (ранее ГОСТ 12815) на давление Ру 16 или Ру 25. Внутри корпуса установлена фильтрующая сетчатая колба (стакан), выполняемая из нержавеющей стали (сетка латунированная или нержавеющая) с определенным размером ячейки. Ось колбы, как правило, ориентирована перпендикулярно потоку среды. Принцип работы основан на процеживании: поток среды, поступая во входной патрубок, проходит через сетку, где происходит задержание механических примесей. Очищенная среда выходит через выходной патрубок. Накопившиеся загрязнения удаляются через сливную пробку (штуцер), расположенную в нижней части корпуса, либо путем извлечения и промывки сетчатого элемента при откручивании крышки (на болтах или резьбовой заглушке).
Классификация и основные типы
Фланцевые фильтры Ду 40 классифицируются по нескольким ключевым признакам:
- По типу присоединения: Фланцевые (стандартное исполнение). Фланцы могут быть плоскими, с соединительным выступом или под прокладку овального сечения.
- По типу корпуса и способу обслуживания:
- Y-образные (косые): Сетчатый элемент установлен под углом к потоку. Обслуживание (очистка) часто возможно без демонтажа с трубопровода, путем извлечения элемента через заглушку.
- Прямые (грязевики): Корпус в виде расширенной камеры (отстойника). Сетчатый элемент обычно устанавливается вертикально. Обладают большей грязеемкостью.
- По материалу корпуса: Стальные, чугунные, из нержавеющей стали, латунные.
- По типу фильтрующего элемента: Сетчатые (основной тип), магнитно-сетчатые (с дополнительным магнитным улавливателем ферромагнитных частиц).
- По тонкости фильтрации (номинальной сепарации): Определяется размером ячейки сетки.
- Условный диаметр (Ду, DN): 40 мм.
- Условное давление (Ру, PN): 16 или 25 бар (1,6 или 2,5 МПа) — наиболее распространенные ряды. Возможны исполнения на Ру 10, 40, 63.
- Пропускная способность (Kvs): Значение коэффициента пропускной способности, характеризующее гидравлическое сопротивление. Для Ду 40 типичное значение Kvs составляет 25-40 м³/ч в зависимости от конструкции.
- Размер ячейки сетки: Определяет тонкость фильтрации. Измеряется в микрометрах (мкм) или миллиметрах (мм). Стандартный ряд: 500 мкм (0,5 мм), 800 мкм, 1000 мкм (1,0 мм). Для тонкой очистки — 100-300 мкм.
- Рабочая температура: Зависит от материала корпуса и уплотнений. Для стальных и чугунных с паронитовыми прокладками: до +425°С. С резиновыми уплотнениями (EPDM, NBR) обычно до +110°С.
- Рабочая среда: Вода (питьевая, техническая, сетевая), пар, сжатый воздух, нефтепродукты, теплоносители (этиленгликоль, пропиленгликоль).
- Присоединительные размеры фланцев: По ГОСТ 33259 для Ду 40, Ру 16: диаметр фланца D=150 мм, диаметр окружности болтов D1=110 мм, количество и диаметр болтов — 4хМ18.
- ГОСТ 33259-2015: Фланцы стальные приварные встык для трубопроводов. Технические условия (определяет присоединительные размеры).
- ГОСТ Р 55018-2012 (ЕН 1092-1): Фланцы и их соединения.
- ГОСТ 26349-87: Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные (условные). Ряды.
- ОСТ 34-42-663-84, ОСТ 34-42-664-84: Фильтры сетчатые на Ру 16 и 25 (устаревшие, но часто используемые как конструктивная основа).
- ТУ 3742-001-XXXXXXXX, ТУ 26-07-XXXX-XXXX: Технические условия конкретных производителей.
- √(ΔP), где Q — расход, ΔP — перепад давления на фильтре. Проектировщики выбирают фильтр так, чтобы его гидравлическое сопротивление не превышало допустимых для системы значений.
- Паронит (ПОН, ПМБ): Для высоких температур (до +450°С), пара, масла.
- Резина (EPDM, NBR): Для холодной и горячей воды (до +110°С), низкоагрессивных сред.
- Фторопласт (PTFE): Для агрессивных химических сред, широкого температурного диапазона.
- Терморасширенный графит: Для высоких температур и давлений, агрессивных сред.
Технические характеристики и параметры выбора
При подборе фланцевого фильтра Ду 40 необходимо учитывать комплекс параметров, отраженных в технической документации (паспорте изделия).
Основные параметры:
Таблица 1. Сравнительные характеристики фильтров Ду 40 из разных материалов
| Материал корпуса | Макс. рабочее давление, Ру | Макс. температура, °C | Коррозионная стойкость | Типовые области применения |
|---|---|---|---|---|
| Чугун (СЧ20) | 16, 25 | до 300 | Средняя (требуется покрытие) | Системы отопления, техническая вода, неагрессивные среды. |
| Углеродистая сталь (Ст20) | 16, 25, 40 | до 425 | Низкая (требуется антикоррозионное покрытие) | Пар, высокотемпературные теплоносители, магистральные трубопроводы. |
| Нержавеющая сталь (AISI 304, 316) | 16, 25, 40 | до 400 | Высокая | Пищевая, химическая, фармацевтическая промышленность, морская вода. |
| Латунь | 16, 25 | до 120 | Высокая к воде и пару | Водоснабжение, системы ГВС, сжатый воздух. |
Таблица 2. Зависимость тонкости фильтрации от размера ячейки сетки
| Размер ячейки, мкм (мм) | Условная степень очистки | Тип защищаемого оборудования |
|---|---|---|
| 100 — 300 | Тонкая механическая очистка | Точные регуляторы, расходомеры, сопловые аппараты. |
| 500 (0.5) | Стандартная грубая очистка | Циркуляционные насосы, теплообменники, шаровые краны. |
| 800 — 1000 (0.8 — 1.0) | Грубая очистка (предфильтрация) | Входные линии, защита перед другими фильтрами, оборудование с большими зазорами. |
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж фланцевого фильтра Ду 40 должен производиться на прямом горизонтальном или вертикальном участке трубопровода с учетом направления потока, указанного стрелкой на корпусе. Перед фильтром рекомендуется установить запорную арматуру для отключения при обслуживании. Для Y-образных фильтров важно, чтобы колба (стакан) была направлена вниз, что обеспечивает сбор осадка и возможность его удаления. При монтаже необходимо обеспечить соосность фланцев, использовать прокладки, соответствующие рабочей среде и параметрам, и равномерно затягивать крепежные болты.
Эксплуатация требует регулярного контроля перепада давления на фильтре (по установленным манометрам до и после). Увеличение перепада свидетельствует о загрязнении сетки. Техническое обслуживание заключается в периодической очистке фильтрующего элемента. Процедура включает: отключение участка, сброс давления через сливной штуцер, вскрытие заглушки или крышки, извлечение, промывку или продувку сетки, осмотр и замена уплотнений при необходимости, сборку и последующую опрессовку на герметичность. Периодичность обслуживания определяется условиями эксплуатации и степенью загрязненности среды.
Нормативная документация и стандарты
Производство и поставка фланцевых фильтров Ду 40 регламентируется рядом межгосударственных и отраслевых стандартов:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Как правильно выбрать размер ячейки сетки для фильтра Ду 40?
Размер ячейки выбирается исходя из требований защищаемого оборудования. Рекомендуется, чтобы размер ячейки был в 1.5-2 раза меньше минимального зазора в оборудовании. Для циркуляционных насосов систем отопления обычно достаточно 500 мкм (0.5 мм). Для пластинчатых теплообменников может потребоваться 300 мкм. Для предварительной защиты на вводе — 800-1000 мкм.
Чем отличается фланцевый фильтр от муфтового на Ду 40?
Основное отличие — тип присоединения к трубопроводу. Фланцевое соединение (на болтах) предназначено для трубопроводов среднего и высокого давления (от Ру 16), отличается разъемностью, надежностью, но большими габаритами. Муфтовое (резьбовое) соединение (внутренняя или внешняя резьба) применяется для трубопроводов меньших диаметров и давлений (часто до Ру 16), более компактно, но требует нарезания резьбы на трубе.
Как часто нужно чистить фильтр грубой очистки Ду 40?
Строгого регламента нет. Первичную проверку следует провести через 2-4 недели после запуска системы, когда в ней максимальное количество монтажного мусора. Далее периодичность устанавливается по фактическому перепаду давления или по графику (например, 1-2 раза в отопительный сезон для систем теплоснабжения, ежеквартально для систем водоподготовки). При постоянном высоком загрязнении среды может потребоваться установка фильтра с большей грязеемкостью или самопромывной конструкции.
Можно ли установить фильтр Ду 40 на вертикальный трубопровод потоком вверх?
Для Y-образных фильтров установка на вертикальный трубопровод с потоком, направленным вверх, не рекомендуется, так как это затрудняет осаждение частиц и их удаление. Предпочтительна установка на горизонтальном участке. Если альтернативы нет, необходимо выбрать специальное исполнение или модель, допускающую такую установку согласно паспорту. Прямые грязевики (с вертикальным отстойником) на вертикальных линиях, как правило, не устанавливаются.
Что такое Kvs фильтра и как его использовать при подборе?
Kvs — коэффициент пропускной способности, численно равный расходу воды (в м³/ч) через полностью открытый фильтр при перепаде давления в 1 бар. При подборе необходимо, чтобы значение Kvs выбранного фильтра было не меньше требуемого для данного участка трубопровода. Для расчета используется формула: Q = Kvs
Какие уплотнительные материалы используются во фланцевых соединениях фильтров Ду 40?
Для фланцевых соединений «фланец-фланец» применяются плоские прокладки из материалов:
Уплотнение между корпусом и крышкой часто обеспечивается кольцевыми прокладками круглого сечения (силикон, EPDM, Viton) или фторопластовыми сальниковыми набивками.
Заключение
Фланцевый фильтр Ду 40 является критически важным элементом защиты инженерных систем и технологического оборудования. Его корректный выбор, учитывающий давление, температуру, химический состав среды, требуемую тонкость фильтрации и гидравлические параметры, определяет надежность и долговечность работы всей системы. Соблюдение правил монтажа (ориентация, направление потока) и регламента технического обслуживания (регулярная очистка) обеспечивает бесперебойную эксплуатацию. Применение фильтров, соответствующих действующим стандартам и техническим условиям, является обязательным условием для проектов в энергетике, ЖКХ и промышленности.