Клапаны фланцевые Ду 32: технические характеристики, конструкция и применение
Фланцевый клапан Ду 32 представляет собой трубопроводную арматуру с условным проходом 32 мм, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды. Присоединение к трубопроводу осуществляется посредством фланцев, что обеспечивает надежное, разъемное соединение, удобное для монтажа, демонтажа и обслуживания. Данный типоразмер широко востребован в технологических линиях, системах тепло- и водоснабжения, вентиляции и многих отраслях промышленности.
Конструктивные особенности и принцип действия
Основу конструкции клапана (вентиля) составляет литой или штампованный корпус, внутри которого расположено седло. Затвор, выполненный в виде тарелки с уплотнительной поверхностью, соединяется со шпинделем. Вращательное движение маховика или приводного устройства преобразуется в поступательное движение шпинделя, который прижимает затвор к седлу, герметично перекрывая поток. При открытии клапана затвор отходит от седла, обеспечивая проход среды. Отличительной чертой именно клапана (в отличие от задвижки) является то, что поток среды на входе и выходе меняет свое направление (как правило, дважды на 90°), что приводит к более высокому гидравлическому сопротивлению.
Классификация и типы фланцевых клапанов Ду 32
Клапаны фланцевые Ду 32 различаются по нескольким ключевым параметрам:
1. По материалу корпуса:
- Чугунные (Ч, GGG40, EN-GJL-250): Наиболее распространенный вариант для воды, пара, неагрессивных сред при температурах до 300°C и давлениях до 16-25 бар. Отличаются хорошей коррозионной стойкостью и доступной ценой.
- Стальные (С, 20, 09Г2С, A216 WCB): Применяются для работы при высоких температурах (до 425-600°C) и давлениях (до 160-250 бар), а также с агрессивными средами (в зависимости от марки стали). Используются в энергетике, нефтегазовой и химической промышленности.
- Нержавеющие (Н, 12Х18Н9Т, 08Х18Н10, AISI 304/316): Для высокоагрессивных сред (кислоты, щелочи, пищевые продукты), требовательных к чистоте среды. Имеют высокую коррозионную стойкость.
- Латунные/Бронзовые (Л, Бр): Для морских систем, топлива, сжатого воздуха, а также в ЖКХ на малых диаметрах.
- Сальниковые: Уплотнение подвижного соединения (шпинделя) осуществляется сальниковой набивкой (графит, тефлон, асбест). Требуют периодической подтяжки.
- Сильфонные: Герметичность обеспечивается сильфонным узлом, исключающим контакт среды с атмосферой. Применяются для токсичных, радиоактивных или особо чистых сред.
- Ручное (маховиковое): Управление осуществляется вручную. Для клапанов Ду 32 это наиболее частый вариант.
- Механизированное: С установкой электрического, пневматического или гидравлического привода. Позволяет автоматизировать процесс управления.
- Теплоэнергетика и ЖКХ: В качестве запорной арматуры на стояках систем отопления, в ИТП (индивидуальных тепловых пунктах), на подводках к теплообменникам, на трубопроводах горячего и холодного водоснабжения.
- Промышленные трубопроводы: На технологических линиях для подачи пара, воды, сжатого воздуха, инертных газов, неагрессивных жидкостей.
- Судостроение: В системах осушения, балластных, противопожарных системах морских и речных судов.
- Химическая и пищевая промышленность: При использовании исполнений из нержавеющей стали или с специальными покрытиями для работы с агрессивными или пищевыми средами.
- Рабочая среда: Определяет материал корпуса и уплотнений (чугун для воды, сталь для пара, нержавейка для кислот).
- Давление (Ру) и температура: Должны соответствовать или превышать максимальные рабочие параметры системы.
- Требования к герметичности: Класс герметичности по ГОСТ 9544 (А, В, С) или ГОСТ Р 5762 (утечка не более 0.0001*Ду см³/с для класса А).
- Направление подачи среды: Указывается стрелкой на корпусе. В большинстве клапанов среда должна подаваться ПОД ЗАТВОР. Это разгружает шпиндель от давления среды и облегчает открытие.
- Тип фланцев трубопровода: Исполнение фланцев клапана (размеры, тип уплотнения — выступ/впадина, шип/паз) должно соответствовать фланцам на трубопроводе.
- Высокая герметичность в закрытом положении.
- Надежность и простота конструкции, ремонтопригодность.
- Удобство монтажа/демонтажа благодаря фланцевому соединению.
- Относительно небольшой ход затвора для полного открытия (по сравнению с задвижкой).
- Широкий диапазон материалов исполнения.
- Высокое гидравлическое сопротивление из-за изменения направления потока.
- Наличие застойных зон в корпусе, что может быть критично для вязких сред.
- Большая строительная высота (по сравнению с задвижкой или шаровым краном).
- Более сложная конструкция корпуса по сравнению с проходными кранами.
2. По типу уплотнения затвора:
3. По типу управления:
Основные технические параметры (на примере типовых моделей)
Технические характеристики определяются нормативной документацией: ГОСТ 9697-87 (клапаны чугунные), ГОСТ 5761-2005 (клапаны стальные), а также сериями ТУ и зарубежными стандартами (API, DIN, ANSI).
| Параметр | Чугунный клапан 15с22нж (Ду 32, Ру 16) | Стальной клапан 15с22нж (Ду 32, Ру 160) | Нержавеющий клапан 15нж53п (Ду 32, Ру 16) |
|---|---|---|---|
| Условный проход (Ду), мм | 32 | ||
| Условное давление (Ру), бар (МПа) | 16 (1.6) | 160 (16.0) | 16 (1.6) |
| Пробное давление, бар | 24 | 240 | 24 |
| Рабочая температура, °C | -15…+200 (до +300 для пара) | -40…+425 | -60…+200 |
| Рабочая среда | Вода, пар, неагрессивные среды | Вода, пар, нефтепродукты, масла | Агрессивные жидкости и газы, пищевые среды |
| Материал корпуса | Чугун ВЧ40 (GGG40) | Сталь 25Л/20 (WCB) | Сталь 12Х18Н9Т (304) |
| Материал уплотнения затвора | Латунь/нерж. сталь + резина (EPDM) | Сталь 20Х13 + графит | Фторопласт (PTFE) |
| Тип присоединения | Фланцевое по ГОСТ 33259 (ранее ГОСТ 12815), DIN EN 1092-1 | ||
| Исполнение фланцев | Тип 1 (на условное давление Ру 16) | Тип 21 (на Ру 160) | Тип 1 (на Ру 16) |
Геометрические и присоединительные размеры (типовые)
Размеры фланцевых клапанов Ду 32 могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя и рабочего давления. Ниже приведены ориентировочные размеры для чугунного клапана на Ру 16.
| Обозначение размера | Значение, мм | Примечание |
|---|---|---|
| Длина строительная (L) | 160 — 180 | По ГОСТ 9697, ряд 1 и 2 |
| Высота (H) при полностью выдвинутом шпинделе | 280 — 320 | Зависит от конструкции |
| Диаметр фланца (D) | 135 | По ГОСТ 33259 для Ду 32 Ру 16 |
| Диаметр окружности болтов (D1) | 100 | |
| Диаметр болтов (отверстий) | 18 | Количество болтов: 4 шт. (М16) |
| Диаметр прохода (d) | ~32 | Фактический внутренний диаметр |
Области применения клапанов фланцевых Ду 32
Данный типоразмер находит применение в системах, где требуется надежное отсечение потока на линиях относительно небольшого диаметра:
Критерии выбора и особенности монтажа
При подборе клапана фланцевого Ду 32 необходимо учитывать следующие параметры:
Монтаж: Установка производится на прямолинейный участок трубопровода между двумя ответными фланцами. Между фланцами устанавливается уплотнительная прокладка (паронит, графит, PTFE). Болтовые соединения затягиваются крест-накрест с рекомендуемым моментом затяжки для обеспечения равномерного прилегания. Запрещается использовать клапан в качестве опоры для труб или прикладывать к нему изгибающие моменты.
Преимущества и недостатки фланцевых клапанов Ду 32
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем клапан фланцевый отличается от задвижки фланцевой того же Ду 32?
Клапан (вентиль) имеет более сложную конфигурацию проточной части, где поток меняет направление. Затвор движется параллельно потоку, садясь на седло. У задвижки поток прямой, затвор (клин или шибер) движется перпендикулярно потоку. Клапан обычно имеет лучшее уплотнение, но большее сопротивление. Задвижка имеет минимальное сопротивление в открытом состоянии, но больший строительный размер в длину и требует больше места для выдвижения шпинделя.
Какое направление потока должно быть в клапане Ду 32?
Подавляющее большинство клапанов (вентилей) требуют, чтобы рабочая среда поступала под затвор (снизу). Это направление обычно указано стрелкой на корпусе. При таком потоке в закрытом состоянии давление среды помогает уплотнить соединение затвор-седло, а при открытии не давит на шток, облегчая операцию. Установка против направления потока возможна только для специальных конструкций или при низких давлениях.
Что означают обозначения 15с22нж, 15кч19п и т.д.?
Это условные обозначения арматуры по системе ЦКБА (Центральное конструкторское бюро арматуростроения). Например, 15с22нж: «15» — клапан запорный, «с» — материал корпуса сталь, «22» — номер модели, «нж» — уплотнение затвора из нержавеющей стали. 15кч19п: «15» — клапан, «кч» — корпус из ковкого чугуна, «19» — номер модели, «п» — уплотнение затвора из латуни.
Как подобрать прокладку для фланцевого соединения клапана Ду 32 Ру 16?
Прокладка должна соответствовать типу и давлению фланцев. Для фланцев исполнения 1 по ГОСТ 33259 (плоских) на Ру 16 используется плоская неметаллическая прокладка (паронит ПОН, резина, PTFE) с наружным диаметром ~100 мм, внутренним ~36-38 мм, толщиной 2-3 мм. Для фланцев с соединением «шип-паз» или «выступ-впадина» используются прокладки овального или восьмиугольного сечения. Рекомендуется использовать прокладки, указанные в паспорте на арматуру.
Требуется ли техническое обслуживание клапана после установки?
Да. Плановое обслуживание включает: визуальный осмотр на отсутствие протечек, контроль состояния сальникового уплотнения (при необходимости — подтяжка сальниковой гайки или добавление набивки), проверку легкости хода шпинделя (при необходимости — очистку от загрязнений и смазку резьбовой пары). Для сильфонных клапанов контроль целостности сильфона. Периодичность устанавливается регламентом эксплуатации системы.
Можно ли использовать чугунный клапан Ду 32 для пара?
Да, но с четким соблюдением параметров. Чугунные клапаны (например, 15кч19п) часто применяются для насыщенного пара. Критически важно, чтобы рабочее давление и температура пара не превышали значений, указанных в паспорте на клапан (например, Ру 16 при температуре до 200°C или Ру 13 при температуре пара до 225°C). Для перегретого пара при высоких температурах применяются стальные клапаны.
Что важнее при выборе: условное давление (Ру) или номинальное (PN)?
В современной российской и европейской практике это, по сути, эквивалентные понятия. Обозначения Ру (рус.) и PN (европ.) указывают на одно и то же — номинальное давление в барах при температуре 20°C. Клапан с маркировкой PN16 полностью аналогичен клапану Ру 16. При выборе необходимо ориентироваться на маркировку, принятую в проектной документации.
Заключение
Клапан фланцевый Ду 32 является стандартизированным, надежным и широко применяемым видом запорной арматуры. Его правильный выбор, основанный на анализе рабочих параметров среды, материалов исполнения и присоединительных размеров, гарантирует долговечную и безаварийную работу участка трубопровода. Понимание конструктивных особенностей, таких как направление потока и тип уплотнения, а также соблюдение правил монтажа и технического обслуживания, являются обязательными условиями для эксплуатации в ответственных системах энергетики и промышленности.