Клапаны фланцевые Ду 100: конструкция, типы, применение и подбор
Фланцевый клапан Ду 100 представляет собой трубопроводную арматуру с условным проходом 100 мм, предназначенную для полного перекрытия или регулирования потока рабочей среды. Ключевая особенность — присоединительные фланцы по ГОСТ, ISO или DIN, обеспечивающие надежное разъемное соединение с трубопроводом, что облегчает монтаж, демонтаж и обслуживание. Данный типоразмер широко распространен в системах теплоснабжения, водоснабжения, вентиляции, технологических линиях промышленных предприятий и энергетических объектах.
Конструктивные особенности и материалы изготовления
Основными элементами клапана Ду 100 являются корпус, крышка, затвор (золотник или тарелка), шпиндель (шток) и уплотнительные элементы. Корпус и крышка отливаются или изготавливаются методом штамповки из различных марок стали, чугуна или цветных сплавов. Фланцы имеют стандартизированные геометрические параметры (диаметр окружности болтов, количество и диаметр отверстий), соответствующие давлению и условному проходу.
Уплотнительные пары (седло-затвор) определяют герметичность. Для повышенных требований применяются уплотнения из фторопласта (PTFE), графита, нержавеющей стали. Тип уплотнения штока — сальниковое (набивка из графита или PTFE) или сильфонное (для агрессивных или опасных сред).
Основные типы фланцевых клапанов Ду 100
Запорные клапаны
Предназначены для полного открытия или закрытия потока. Проходной запорный клапан (вентиль) имеет золотник, перемещаемый параллельно оси потока. Отличается высоким гидравлическим сопротивлением, но обеспечивает хорошую герметичность. Применяются в системах, где не требуется частая регулировка.
Обратные клапаны
Автоматически предотвращают обратный поток среды. Для Ду 100 распространены два типа:
- Поворотные (захлопки): Затвор поворачивается на оси вне проходного сечения. Компактны, но чувствительны к гидроударам.
- Подъемные: Затвор перемещается перпендикулярно потоку. Обеспечивают более плотное прилегание, но требуют установки строго в горизонтальном положении.
- Ручное: Маховик, редуктор. Для редко переключаемой арматуры.
- Электрический привод: Для автоматизации, дистанционного управления или интеграции в АСУ.
- Пневмо-/Гидропривод: Для взрывоопасных зон или систем с готовым источником давления.
- ГОСТ 33259-2015 (ГОСТ 12815-80): Фланцы арматуры и соединительных частей трубопроводов. Для Ру от 0,1 до 20,0 МПа (1-200 кгс/см²).
- EN 1092-1 (DIN): Европейский стандарт. PN10, PN16, PN25, PN40.
- ASME/ANSI B16.5: Американский стандарт. Классы 150, 300.
- Перед установкой проверить арматуру на отсутствие повреждений и соответствие паспортных данных.
- Монтажное положение должно соответствовать указанному в паспорте (например, для подъемных обратных клапанов — строго горизонтальная ось).
- Фланцы трубопровода должны быть соосны, без перекосов. Запрещается выравнивание с помощью усиленной затяжки болтов.
- Прокладки (паронит, фторопласт, металлические) должны соответствовать рабочей среде и давлению.
- Болтовые соединения затягиваются крест-накрест с рекомендуемым моментом затяжки.
- После монтажа проводят гидравлические (пневматические) испытания на герметичность и работоспособность.
- ЖКХ и теплоснабжение: В качестве запорной арматуры на тепловых пунктах (ИТП, ЦТП), на вводах в здания, для отсечения стояков и приборов учета.
- Энергетика: На вспомогательных линиях питательной, химочищенной воды, пара низкого давления, топливных системах.
- Промышленность: На технологических линиях транспортировки сырья, полуфабрикатов, теплоносителей, сжатого воздуха.
- Нефтегазовая отрасль: На трубопроводах с неагрессивными средами (вода, осушкинный газ) при умеренных давлениях.
- Судостроение и объекты ВМФ: В системах осушения, балластных, противопожарных системах с использованием коррозионностойких материалов.
- 30 — тип арматуры (запорный клапан).
- с — материал корпуса (сталь углеродистая).
- 41 — номер модели.
- нж — материал уплотнительных поверхностей (нержавеющая сталь).
- Ду100 — условный проход 100 мм.
- Ру16 — условное давление 1,6 МПа (≈16 кгс/см²).
- Неплотность по затвору (седлу): Износ или повреждение уплотнительных поверхностей золотника и седла. Требуется притирка или замена этих деталей.
- Неплотность по сальнику (утечка по штоку): Износ или усадка сальниковой набивки. Необходимо подтянуть сальниковую гайку или произвести замену набивки.
- Неплотность фланцевых соединений: Неравномерная затяжка, износ или неправильный подбор прокладки. Следует заменить прокладку и произвести повторную затяжку крепежа с правильным моментом.
- Деформация корпуса: Возникает из-за механических нагрузок или термических напряжений. Требуется замена клапана.
Регулирующие клапаны
Обеспечивают точное дросселирование потока. Оснащаются специальными профилированными плунжерами (игольчатыми, поршневыми) и приводом (электрическим, пневматическим). Используются в АСУ ТП для поддержания параметров (давления, расхода, температуры).
Предохранительные клапаны
Срабатывают автоматически при превышении давления выше установленного значения, сбрасывая избыток среды. Для Ду 100 чаще применяются пружинные клапаны прямого действия.
Ключевые параметры выбора
Подбор клапана Ду 100 осуществляется на основе технических условий эксплуатации.
Условное давление (Ру, PN)
Определяет максимальное избыточное давление при температуре 20°C, при котором возможна длительная работа. Для Ду 100 распространены ряды: PN10, PN16, PN25, PN40. Выбор зависит от параметров системы.
Рабочая среда и температура
Материалы корпуса и уплотнений должны быть химически стойкими к рабочей среде (вода, пар, масла, химикаты, газ). Температурный диапазон определяет выбор материалов и тип уплотнений.
Материал корпуса
| Материал | Обозначение | Типичные среды | Темп. диапазон |
|---|---|---|---|
| Серый чугун | Ч | Вода, пар, воздух, нейтральные газы | до +300°C |
| Ковкий чугун | КЧ | Вода, пар | до +350°C |
| Углеродистая сталь | Ст, 25Л | Пар, вода, нефтепродукты | до +425°C |
| Нержавеющая сталь | 12Х18Н9ТЛ, 08Х18Н10Т | Агрессивные жидкости и пары | от -60 до +600°C |
| Латунь/Бронза | Л, Бр | Вода, пар, топливо | до +250°C |
Тип управления
Стандарты и присоединительные размеры фланцев Ду 100
Фланцы клапанов должны соответствовать фланцам трубопровода. Основные стандарты:
Пример размеров фланца для клапана Ду 100 PN16 по ГОСТ 33259-2015:
| Условный проход (Ду), мм | Давление (Ру), МПа | Диаметр фланца (D), мм | Диаметр болтовой окружности (D1), мм | Количество и диаметр болтов | Диаметр уплотнения (D2), мм |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 1,6 (PN16) | 215 | 190 | 8xM18 | 149 |
| 2,5 (PN25) | 230 | 200 | 8xM18 | 149 |
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж фланцевого клапана Ду 100 требует соблюдения правил:
Обслуживание включает периодический осмотр, проверку герметичности, смазку подвижных частей, подтяжку сальникового уплотнения или его замену.
Области применения
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается клапан Ду 100 от задвижки того же диаметра?
Клапан (вентиль) имеет затвор, перемещающийся параллельно потоку, перекрывая его за счет прижатия к седлу. Задвижка имеет затвор в виде диска или клина, перемещающийся перпендикулярно потоку. Клапан обычно обладает лучшей герметичностью в закрытом положении, но большим гидравлическим сопротивлением в открытом. Задвижка имеет малое сопротивление, но быстрее изнашивается в промежуточных положениях и, как правило, имеет большие строительные размеры.
Как расшифровать маркировку 30с41нж Ду100 Ру16?
Можно ли использовать чугунный клапан Ду 100 PN16 для пара?
Да, но с строгим соблюдением температурного диапазона, указанного в паспорте. Для серого чугуна максимальная рабочая температура обычно составляет +300°C при давлении, снижающемся с ростом температуры. Для пара с более высокой температурой необходимо применять клапаны из ковкого чугуна или стали.
Как правильно подобрать прокладку для фланцевого соединения клапана Ду 100 PN16?
Прокладка должна соответствовать стандарту фланца (ГОСТ, DIN), его типу исполнения поверхности (гладкая, шип-паз, выступ-впадина) и рабочей среде. Для воды и пара при температуре до 150°C часто используют паронитовые прокладки ПОН толщиной 1.5-3 мм. Для агрессивных сред — фторопластовые (PTFE). Для высоких температур и давлений — спирально-навитые или металлические прокладки. Внешний и внутренний диаметр прокладки должны точно соответствовать посадочным поверхностям фланцев.
Что такое «клапан с обогревом» и когда он нужен для исполнения Ду 100?
Это клапан, корпус которого оснащен рубашкой обогрева (паровой или электрической). Применяется для сред, которые могут кристаллизоваться, застывать или иметь высокую вязкость при температуре окружающей среды (например, мазут, битум, некоторые химические растворы). Обогрев предотвращает закупорку проходного сечения и обеспечивает работоспособность арматуры в зимний период или при специфических технологических процессах.
Каковы основные причины нарушения герметичности фланцевого клапана Ду 100 и методы устранения?
Заключение
Фланцевый клапан Ду 100 является универсальным и востребованным элементом трубопроводных систем. Его корректный выбор, основанный на анализе рабочих параметров (среда, давление, температура), материалов исполнения и типа управления, определяет надежность и долговечность работы всего участка трубопровода. Соблюдение правил монтажа, регламентов технического обслуживания и своевременное устранение неисправностей позволяют эксплуатировать данную арматуру в течение всего расчетного срока службы, минимизируя риски аварийных ситуаций и простоев технологических процессов.