Фильтры сетчатые стальные

Фильтры сетчатые стальные: конструкция, типы, применение и подбор

Фильтр сетчатый стальной представляет собой трубопроводную арматуру, основным функциональным элементом которой является сетчатый цилиндр (каркас), предназначенный для улавливания и отделения механических примесей из транспортируемой рабочей среды. Применение данных устройств критически важно для защиты дорогостоящего оборудования (насосов, теплообменников, регулирующей и запорной арматуры, расходомеров) от абразивного износа, заклинивания и выхода из строя, а также для обеспечения чистоты технологического процесса.

Конструкция и основные элементы

Типичный стальной сетчатый фильтр состоит из следующих ключевых компонентов:

• Корпус. Изготавливается из углеродистой (Ст20, 25Л), легированной (09Г2С, 12Х18Н10Т) или нержавеющей стали (AISI 304, 316) методом литья, сварки или комбинацией этих способов. Корпус имеет патрубки для входа и выхода среды, а также часто снабжен дренажным отверстием с пробкой для очистки.
• Крышка (колпак). Съемный элемент, обеспечивающий доступ к фильтрующей сетке. Крепится к корпусу на фланцевом соединении с прокладкой или на резьбовой шпильке.
• Фильтрующий элемент. Сердцевина устройства – цилиндр, изготовленный из металлической сетки. Сетка может быть однослойной или многослойной, навита на каркас или изготовлена в виде плетеного/сварного патрона. Ячейка сетки определяет тонкость фильтрации.
• Уплотнительные элементы. Прокладки (паронит, фторопласт, резина) между корпусом и крышкой, обеспечивающие герметичность.
• Отстойная камера (зонд). Полость в нижней части корпуса ниже уровня установки сетки, где оседают наиболее крупные частицы, что увеличивает межсервисный интервал.

Классификация и типы фильтров

По типу присоединения к трубопроводу:

• Фланцевые (ГОСТ 33259-2015, ASME B16.5). Наиболее распространенный тип для трубопроводов среднего и крупного диаметра (от DN50 и выше). Обеспечивают прочное, разъемное соединение, удобное для монтажа/демонтажа.
• Приварные (муфтовые, под приварку). Присоединяются к трубопроводу посредством сварки. Применяются в высоконапорных системах и там, где недопустимы утечки. Муфтовые (резьбовые) фильтры используются для малых диаметров (до DN50).

По способу очистки:

• Непромывные (грязевики). Требуют остановки системы и разборки для извлечения и ручной очистки сетки. Наиболее простые и дешевые.
• Промывные (самоочищающиеся). Оснащены патрубком и запорной арматурой на отстойной камере, что позволяет производить продувку или промывку фильтра без остановки технологического процесса (прямая или обратная промывка).
• Фильтры с магнитной вставкой. Дополнительно оснащены магнитами для улавливания ферромагнитных частиц (окалины, продуктов износа).

По тонкости фильтрации (номинальной фильтрующей способности):

Определяется размером ячейки сетки. Важно различать абсолютную и номинальную тонкость фильтрации. Номинальная (в микрометрах, мкм) указывает на минимальный размер частиц, задерживаемых с эффективностью 95-98%.

Тип сетки (условно)	Размер ячейки, мкм	Типовое применение
Крупная	800 — 3000	Предварительная (грубая) очистка воды в магистральных трубопроводах, защита насосов первого подъема.
Средняя	200 — 800	Общепромышленная очистка теплоносителя, технологических жидкостей, защита теплообменного оборудования.
Тонкая	50 — 200	Очистка перед регулирующей арматурой, форсунками, точными расходомерами, в системах химводоподготовки.

Ключевые технические характеристики для подбора

• Условный проход (DN). Должен соответствовать диаметру трубопровода. Подбор по заужению недопустим без гидравлического расчета.
• Условное давление (PN). Рабочее/испытательное давление, на которое рассчитан корпус фильтра (PN16, PN25, PN40, Class 150, Class 300).
• Пропускная способность и гидравлическое сопротивление. Определяется площадью фильтрующей поверхности. При загрязнении сопротивление растет, что может привести к падению давления в системе. Важен запас по площади.
• Рабочая температура и среда. Определяют материал корпуса, сетки и уплотнений. Для воды до 120°C подходит углеродистая сталь, для пара, высоких температур и агрессивных сред – нержавеющие стали.
• Тип и материал сетки. Основные виды: плетеная (фильтровая) сетка (ГОСТ 3187-76), сетка сварная (ТУ 14-4-1563-89). Материал: сталь 12Х18Н10Т (AISI 321/304), AISI 316, латунь.

Области применения в энергетике и промышленности

• Теплоэнергетика. Фильтрация питательной, сетевой и подпиточной воды в котельных и ТЭЦ. Защита подогревателей, насосов сетевой воды, регуляторов давления и температуры.
• Водоснабжение и водоотведение. Установка на всасывающих и напорных линиях насосных станций, перед системами водоподготовки и приборами учета.
• Химическая и нефтегазовая промышленность. Очистка технологических потоков, углеводородных сред, реагентов. Применяются фильтры из коррозионностойких сталей.
• Системы вентиляции и кондиционирования (ОВиК). Фильтры-грязевики в системах чиллер-фанкойл и центрального кондиционирования для защиты теплообменников.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж должен осуществляться с учетом направления потока, указанного стрелкой на корпусе. Фильтр устанавливается, как правило, на горизонтальном участке трубопровода колпаком вниз, что обеспечивает удобство обслуживания. Перед фильтром рекомендуется установить запорную арматуру. В системах с критически важным оборудованием применяется схема с двумя фильтрами (основной и резервный) на обводной линии (байпасе).

Эксплуатация требует регулярного контроля перепада давления на фильтре (по установленным манометрам до и после). Увеличение перепада сверх паспортных значений (обычно 0.05-0.1 МПа) сигнализирует о загрязнении. Для непромывных фильтров необходимо:

1. Остановить участок трубопровода, сбросить давление.
2. Открыть крышку, извлечь сетчатый элемент.
3. Произвести механическую очистку щеткой, промывку водой или химическую очистку в специальном растворе.
4. Осмотреть уплотнения, при необходимости заменить.
5. Собрать фильтр в обратной последовательности.

Для промывных фильтров процедура упрощается открытием дренажного крана и промывкой прямым или обратным потоком.

Преимущества и недостатки стальных сетчатых фильтров

Преимущества:

• Высокая механическая прочность и долговечность.
• Устойчивость к высоким температурам и давлениям.
• Возможность регенерации (очистки) и многократного использования.
• Простота конструкции и обслуживания.
• Широкий диапазон типоразмеров и тонкостей фильтрации.

Недостатки:

• Ограниченная тонкость фильтрации (обычно не менее 50 мкм). Для более тонкой очистки требуются иные типы фильтров (патронные, дисковые).
• Рост гидравлического сопротивления при загрязнении.
• Необходимость остановки системы для обслуживания непромывных моделей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как правильно подобрать тонкость фильтрации (размер ячейки сетки)?

Тонкость фильтрации выбирается исходя из требований защищаемого оборудования. Для насосов с большими зазорами достаточно 300-500 мкм, для пластинчатых теплообменников – 100-200 мкм, для регулирующих клапанов и турбинных расходомеров – 50-100 мкм. Всегда следует сверяться с паспортами на защищаемое оборудование. Более тонкая фильтрация, чем необходимо, ведет к частому засорению и росту затрат на обслуживание.

Чем отличается фильтр-грязевик от сетчатого фильтра?

Термин «грязевик» часто используется как синоним непромывного сетчатого фильтра грубой очистки. Однако классический грязевик (например, вертикальный) может иметь перфорированную стальную кассету или вовсе не иметь сетки, работая по принципу отстойника за счет снижения скорости потока. Сетчатый фильтр – более общее понятие, подразумевающее наличие именно сетчатого элемента.

Как часто нужно чистить сетчатый фильтр?

Строгого регламента нет. Частота зависит от степени загрязненности среды. Основной критерий – перепад давления. Чистку необходимо производить при превышении перепада в 1.5-2 раза относительно чистого фильтра или при достижении значения, указанного в инструкции. В новых системах или после ремонтов рекомендуется проверять фильтр в первые дни эксплуатации ежедневно.

Можно ли установить фильтр на вертикальном трубопроводе?

Да, но только при условии, что направление потока – сверху вниз. Это обеспечит попадание частиц в отстойную камеру. При потоке снизу вверх осадок будет постоянно взмываться и забивать сетку. Колпак (крышка) при вертикальном монтаже должна быть ориентирована так, чтобы обеспечить доступ для обслуживания.

Что такое «абсолютная» и «номинальная» тонкость фильтрации?

Номинальная тонкость фильтрации – размер частиц, которые задерживаются фильтром с эффективностью 95-98%. Абсолютная тонкость – размер частиц, задерживаемых на 100% (максимальный размер частиц, которые гарантированно пройдут через фильтр). В технической документации на сетчатые фильтры чаще указывается номинальная тонкость. Абсолютная всегда меньше номинальной.

Какой материал сетки выбрать для фильтрации воды?

Для неагрессивных сред (техническая, питьевая вода до 90°C) часто применяется латунная сетка. Для горячей воды, пара, а также для сред с повышенными требованиями к коррозионной стойкости (морская вода, слабые растворы) предпочтительна сетка из нержавеющей стали AISI 304 (12Х18Н10Т). Для агрессивных химических сред – AISI 316 (10Х17Н13М2).

Нужно ли устанавливать манометры до и после фильтра?

Установка контрольных манометров (или одного дифференциального манометра) является крайне рекомендуемой мерой для оперативного контроля степени загрязнения. Это позволяет перейти от обслуживания по графику (который может быть неоптимальным) к обслуживанию по фактическому состоянию, что повышает надежность и экономит ресурс.