Клапаны чугунные 19ч21бр
Клапаны чугунные 19ч21бр: полное техническое описание и сфера применения
Клапан запорный проходной чугунный 19ч21бр представляет собой трубопроводную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах. Это клинкетный (шиберный) клапан с выдвижным шпинделем и ручным управлением посредством маховика. Основное назначение – запорная функция, регулирование расхода среды не предусмотрено. Модель широко применяется в системах холодного и горячего водоснабжения, отопления, в технологических линиях с неагрессивными средами (вода, пар, нефтепродукты) на объектах жилищно-коммунального хозяйства и промышленности.
Расшифровка условного обозначения 19ч21бр
Маркировка выполнена согласно системе условных обозначений трубопроводной арматуры, принятой в ГОСТ и ТУ.
- 19 – обозначение типа арматуры: запорный клапан (вентиль).
- ч – материал корпуса: чугун.
- 21 – номер модели (конструктивное исполнение). Цифра «2» указывает на тип привода – механический (ручной), а «1» – на конкретную модификацию конструкции.
- бр – материал уплотнительных поверхностей или основного материала затвора: бронза (латунь). В данной конструкции из бронзы обычно выполняются клин (затвор) и седла корпуса, что обеспечивает повышенную износостойкость и коррозионную стойкость в паре трения.
- Корпус и крышка из серого чугуна (СЧ20): обеспечивают необходимую прочность и жесткость конструкции при работе с давлением до 1.6 МПа. Чугун обладает хорошими литейными свойствами, что позволяет производить корпуса сложной формы, и приемлемой коррозионной стойкостью в водных средах. Недостаток – хрупкость при ударных и гидравлических нагрузках, особенно при низких температурах.
- Затвор и седла из бронзы (БрАЖМц, БрОЦС): бронзовые уплотнительные поверхности обладают высокой антифрикционностью и стойкостью к задирам. Это критически важно для шиберных клапанов, где происходит трение скольжения клина по седлам. Использование бронзы значительно увеличивает ресурс арматуры по сравнению с полностью чугунным исполнением.
- Шпиндель из нержавеющей стали (20Х13) или углеродистой стали (45): обеспечивает высокую прочность на растяжение и кручение, стойкость к коррозии. Выдвижная часть шпинделя часто хромируется для снижения трения и защиты от атмосферной коррозии.
- Сальниковое уплотнение: традиционно используется асбестовый шнур, однако в современных исполнениях все чаще применяется безасбестовый уплотнитель на основе терморасширенного графита (ТРГ), который выдерживает более высокие температуры и является химически инертным.
- Системы теплоснабжения и ГВС: в качестве запорной арматуры на тепловых пунктах, ответвлениях, для отключения стояков и приборов.
- Водопроводные сети: на магистральных и распределительных трубопроводах холодной воды.
- Технологические линии: в системах, транспортирующих неагрессивные жидкости и газы (масла, воздух, пар низкого давления) на промышленных предприятиях.
- Объекты ЖКХ: в подвалах, элеваторных узлах, ЦТП, ИТП.
- Запрещено использование для сред, вызывающих электрохимическую коррозию чугуна (кислоты, щелочи высокой концентрации).
- Не рекомендуется для сред с высоким содержанием абразивных частиц, которые приводят к ускоренному износу бронзовых уплотнений.
- Не предназначен для использования в качестве регулирующей арматуры. Длительная работа в частично открытом положении приводит к эрозионному износу кромок клина и седел.
- Требует осторожности при монтаже и эксплуатации в условиях возможных гидроударов из-за хрупкости чугуна.
Конструктивные особенности и принцип действия
Клапан 19ч21бр относится к клапанам с параллельным шиберным (ножевым) затвором. В корпусе установлены два параллельных седла. Затвор (клин) выполнен в виде металлической пластины (шибера) или диска, который в крайнем нижнем положении входит в зазор между седлами, перекрывая проход. Уплотнение достигается за счет прижатия затвора к седлам при помощи шпинделя. Шпиндель – выдвижной, при открывании клапана он совершает вращательно-поступательное движение, выдвигаясь из крышки, что позволяет визуально контролировать положение арматуры. Резьбовая пара (шпиндель-ходовая гайка) обычно расположена вне зоны контакта с рабочей средой, что снижает ее износ. Соединение с трубопроводом – фланцевое по ГОСТ 12815-80, что обеспечивает надежный монтаж и демонтаж.
Основные технические характеристики
Технические параметры клапана 19ч21бр определяются нормативной документацией (ТУ 3742-014-00220314-99 и др.) и могут незначительно варьироваться у разных производителей.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Условный диаметр (DN) | 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200 мм |
| Условное давление (PN) | 16 кгс/см² (1,6 МПа, Ру16) |
| Рабочая температура среды | До +225 °C (для водяного пара – до +225°C, для воды – до +200°C) |
| Рабочая среда | Вода, пар, нефтепродукты, неагрессивные жидкости и газы |
| Тип присоединения | Фланцевое, межфланцевое расстояние по ГОСТ 12815-80 |
| Направление подачи среды | Любое (универсальное). Рекомендуется установка маховиком вверх. |
| Климатическое исполнение | У1, У2, У3, ХЛ1 по ГОСТ 15150-69 |
| Материал корпуса и крышки | Серый чугун марки СЧ20 (ГОСТ 1412-85) |
| Материал затвора (клина) и седел | Бронза (латунь) |
| Материал шпинделя | Сталь 20Х13 (нержавеющая) или сталь 45 |
| Материал уплотнения | Сальниковое уплотнение – Асбестовый шнур или терморасширенный графит (ТРГ) |
| Стандарты | ТУ 3742-014-00220314-99, ГОСТ 12815-80, ГОСТ 5762-2002 |
Материалы изготовления и их влияние на эксплуатацию
Выбор материалов для клапана 19ч21бр обусловлен требованиями к прочности, износостойкости и стоимости.
Область применения и ограничения
Клапаны 19ч21бр нашли широкое применение благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.
Ограничения к применению:
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечной работы клапана. Установка должна производиться на прямых горизонтальных или вертикальных участках трубопровода с обеспечением свободного доступа к маховику. Перед монтажом необходимо проверить чистоту внутренней полости клапана и фланцев трубопровода. Запрещается приложение чрезмерных усилий для компенсации несоосности труб путем подтяжки фланцевых болтов – это приводит к перекосу корпуса и заклиниванию затвора. При эксплуатации усилие на маховик должно быть плавным, без рывков. В конце хода закрывания не следует прилагать избыточное усилие, чтобы не повредить уплотнительные поверхности. Техническое обслуживание включает периодическую проверку на герметичность сальникового уплотнения и его подтяжку или замену, а также смазку ходовой резьбы шпинделя.
Сравнение с другими типами запорной арматуры
Клапан 19ч21бр часто сравнивают с шаровыми кранами и задвижками.
| Тип арматуры | Преимущества | Недостатки | Предпочтительная область применения |
|---|---|---|---|
| Клапан 19ч21бр (шиберный) | Простая и ремонтопригодная конструкция. Выдвижной шпиндель для визуального контроля. Универсальность по направлению потока. Относительно низкая стоимость при больших DN. | Большая строительная высота (из-за выдвижного шпинделя). Большое усилие на маховик при высоких давлениях. Возможность заклинивания при загрязнении среды. | Стационарные трубопроводы больших диаметров (DN≥50) с чистой средой, где важна ремонтопригодность. |
| Шаровой кран | Малая строительная длина и высота. Быстрое открытие/закрытие (¼ оборота). Высокая герметичность. Малое усилие на рукоятку. | Высокая стоимость на большие диаметры. Сложный ремонт, часто требующий замены. Возможность заклинивания шара при длительном простое в одном положении. | Трубопроводы малых и средних диаметров (до DN150), где критичны габариты и скорость переключения. |
| Задвижка с выдвижным шпинделем | Малое гидравлическое сопротивление в открытом состоянии. Прямолинейный поток. Пригодность для вязких сред. | Большая строительная высота. Быстрый износ уплотнений в крайних положениях. Сложность ремонта при износе седел в корпусе. | Магистральные трубопроводы, где минимальные потери давления являются приоритетом. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие клапана 19ч21бр от задвижки?
Основное отличие – в конструкции затвора и его перемещении. В клапане 19ч21бр затвор (клин) перемещается перпендикулярно потоку, перекрывая его по принципу ножниц или шибера, прижимаясь к двум параллельным седлам. В задвижке затвор (шибер, клин или диски) также движется перпендикулярно, но перекрывает проход, входя в седла, расположенные под углом или параллельно. Конструкция клапана 19ч21бр часто обеспечивает лучшее уплотнение в загрязненных средах, но создает большее гидравлическое сопротивление в открытом положении по сравнению с задвижкой.
Можно ли устанавливать клапан 19ч21бр в любом положении (маховиком вниз, горизонтально)?
Согласно технической документации, клапан допускает установку в любом положении. Однако классическим и рекомендуемым является положение маховиком вверх. Установка маховиком вниз или горизонтально может привести к скоплению абразивных частиц в зоне сальникового уплотнения и резьбовой пары шпинделя, что ускорит их износ. Кроме того, при горизонтальной установке с маховиком в сторону возникает неравномерная нагрузка на шпиндель.
Каков ресурс клапана и от чего он зависит?
Номинальный ресурс (срок службы) до капитального ремонта составляет порядка 800-1500 циклов «открыто-закрыто» в зависимости от производителя. Фактический ресурс зависит от условий эксплуатации: чистоты рабочей среды (наличие абразива), корректности монтажа, частоты использования, соблюдения температурного режима. Наиболее быстро изнашиваются бронзовые уплотнительные поверхности клина и седел, а также сальниковое уплотнение.
Как правильно подобрать уплотнение для сальника?
Для сред с температурой до +225°C традиционно используется асбестовый шнур АП-31 (ГОСТ 1779-72). В современных условиях, особенно для систем с питьевой водой и при повышенных требованиях к экологии и температуре, рекомендуется использовать безасбестовые уплотнения на основе терморасширенного графита (ТРГ) в виде шнура или колец. Графитовый сальник химически инертен, термостоек (до +450°C в инертной среде) и обеспечивает отличную герметичность.
Что делать, если клин заклинило и маховик не проворачивается?
Заклинивание обычно происходит из-за коррозии, попадания твердых частиц между клином и седлами или чрезмерного усилия при закрывании. Нельзя прикладывать избыточное усилие к маховику – это может привести к поломке шпинделя. Необходимо:
1. Попытаться слегка приоткрыть клапан (дать обратный ход).
2. Применить мягкие ударные воздействия на корпус в районе седел для «встряски» затвора.
3. В случае коррозии – обработать резьбу шпинделя и зону клина проникающей смазкой (например, WD-40) и выждать время.
Если меры не помогают, требуется демонтаж и разборка клапана для механической очистки и ревизии.
Допустимо ли использование клапана 19ч21бр для пара?
Да, допустимо. Клапан рассчитан на работу с насыщенным водяным паром с температурой до +225°C и давлением до 1.6 МПа (16 кгс/см²). При этом важно убедиться, что в маркировке и паспорте изделия указано соответствующее давление и температура для пара. Для паровых систем особенно критично состояние сальникового уплотнения – рекомендуется использование графитового сальника.
Существуют ли модификации с другим типом привода?
Базовая модель 19ч21бр имеет ручной привод (маховик). Однако существуют модификации, предусматривающие установку на клапан электропривода (например, типа МЭО). Такие клапаны получают отдельное обозначение (например, 19ч21бр-Э) и используются в системах автоматического или дистанционного управления. Привод монтируется на стандартный ходовой узел вместо маховика.
Заключение
Клапан запорный чугунный 19ч21бр остается востребованным элементом трубопроводных систем благодаря отработанной за десятилетия конструкции, ремонтопригодности и оптимальному соотношению цены и надежности для широкого диапазона диаметров. Его правильный выбор, монтаж и эксплуатация с учетом ограничений по материалу корпуса и типу рабочей среды обеспечивают длительный и безотказный срок службы на объектах теплоснабжения, водоснабжения и промышленности. При проектировании новых систем или модернизации существующих необходимо учитывать его сравнительные характеристики с шаровой и другой запорной арматурой, делая выбор в пользу технико-экономической целесообразности для конкретных условий эксплуатации.