Клапаны обратные поворотные Ду 150
Клапаны обратные поворотные Ду 150: конструкция, применение и технические аспекты
Клапан обратный поворотный (захлопка) Ду 150 — это трубопроводная арматура, предназначенная для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды в трубопроводных системах. Условный диаметр (Ду) 150 мм соответствует номинальному внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода и является одним из наиболее востребованных типоразмеров в магистральных сетях среднего и крупного масштаба. Принцип действия основан на автоматическом перекрытии проходного сечения диском (захлопкой), закрепленным на оси (цапфе) вне проходного сечения. Под действием прямого потока диск откидывается, открывая проход, а при снижении скорости потока или возникновении реверса — захлопывается под действием собственного веса и противодавления.
Конструктивные особенности и материалы изготовления
Конструкция клапана обратного поворотного Ду 150 включает несколько ключевых компонентов:
- Корпус: Изготавливается методом литья, ковки или сварки из углеродистой (ст. 20, 25Л), легированной (09Г2С, 12Х18Н9ТЛ) или нержавеющей стали. Чугунные корпуса (СЧ20, ВЧШГ) применяются для неагрессивных сред (вода, пар) при умеренных давлениях.
- Диск (захлопка): Основной запирающий элемент. Для обеспечения герметичности имеет уплотнительную поверхность, которая при закрытии прижимается к седлу. Уплотнение может быть металл-по-металлу или с применением мягких уплотнений (резина, EPDM, PTFE), вставляемых в паз диска или в седло.
- Ось (цапфа): Ось, на которой шарнирно закреплен диск. Выполняется из коррозионностойкой стали. Конструкция оси и подшипникового узла определяет долговечность и легкость хода диска.
- Седло: Кольцевая поверхность в корпусе, к которой прилегает диск в закрытом положении. Может быть выполнено заодно с корпусом или быть сменным (посадочным кольцом).
- Крышка (люк): Съемный элемент корпуса, обеспечивающий доступ к внутренним деталям для осмотра и ремонта без демонтажа клапана с трубопровода. Герметичность соединения крышки с корпусом обеспечивается прокладкой.
- Демпфер или груз: В некоторых моделях для предотвращения резкого захлопывания (гидравлического удара) применяется внешний демпфер (газопружинный или гидравлический) или рычажно-грузовой механизм, позволяющий регулировать скорость закрытия.
- Магистральные и технологические трубопроводы тепловых и атомных электростанций (питательная вода, пар, конденсат).
- Водопроводные и канализационные сети, насосные станции для защиты насосов при отключении электроэнергии.
- Нефте- и газопроводы, системы нефтехимических производств.
- Системы вентиляции и дымоудаления большого сечения.
- Условное давление (Ру): от PN10 до PN63 (для особых задач — до PN250).
- Температура рабочей среды: от -40°C до +450°C (зависит от материалов уплотнений и корпуса).
- Рабочие среды: вода, пар, воздух, нефтепродукты, химически нейтральные газы и жидкости.
- Визуальный осмотр внутренних поверхностей на предмет коррозии и эрозии.
- Проверку легкости хода диска на оси.
- Контроль состояния уплотнительных поверхностей седла и диска.
- При необходимости — притирку металлических поверхностей или замену мягких уплотнений.
- ГОСТ Р 52720-2007 (ГОСТ 27677-88): Арматура трубопроводная. Термины и определения.
- ГОСТ 9544-2015: Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов.
- ГОСТ 3326-86: Клапаны обратные поворотные. Основные параметры.
- ГОСТ 12.2.063-2017: Арматура трубопроводная. Общие требования безопасности.
- ТР ТС 010/2011: Технический регламент Таможенного союза «О безопасности машин и оборудования».
- Серия ТУ (например, ТУ 3742-001-XXXXXXXX): Технические условия производителя на конкретные модели.
Области применения и условия эксплуатации
Клапаны Ду 150 устанавливаются на горизонтальных и вертикальных (потоком вверх) трубопроводах в следующих системах:
Основные параметры эксплуатации для типового клапана Ду 150:
Ключевые технические характеристики и выбор
При выборе клапана обратного поворотного Ду 150 необходимо учитывать комплекс параметров, выходящих за рамки условного диаметра.
Таблица 1: Сравнительные характеристики клапанов из разных материалов (Ду 150, PN16)
| Материал корпуса/диска | Преимущества | Недостатки | Типичные среды | Макс. темп. °C |
|---|---|---|---|---|
| Чугун ВЧШГ | Низкая стоимость, хорошая коррозионная стойкость в воде | Хрупкость при ударах и низких температурах, ограничение по давлению | Вода, пар низкого давления, воздух | +350 |
| Углеродистая сталь 25Л | Высокая прочность, пластичность, широкий диапазон давлений и температур | Подверженность коррозии без покрытия | Пар, вода, нефтепродукты | +425 |
| Нержавеющая сталь 12Х18Н9ТЛ | Коррозионная стойкость, химическая инертность, гигиеничность | Высокая стоимость, ограничения по ударным нагрузкам | Агрессивные жидкости, пищевые среды, химия | +450 |
Таблица 2: Влияние типа уплотнения на герметичность
| Тип уплотнения | Класс герметичности по ГОСТ 9544 | Стойкость к средам | Температурный диапазон | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Металл-по-металлу (сталь по стали) | B, C (нормальный, пониженный) | Универсальная | Широкий, определяется материалом | Возможна каплепроницаемость. Требуется притирка. |
| С резиновым уплотнением (EPDM, NBR) | A (высокий) | Вода, воздух, слабые растворы | -20°C до +120°C | Полная герметичность. Уплотнение изнашивается. |
| С уплотнением из PTFE (фторопласт) | A | Агрессивные химические среды | -40°C до +200°C | Высокая химическая стойкость, низкое трение. |
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж клапана Ду 150 осуществляется на прямых горизонтальных участках трубопровода, где обеспечен свободный ход диска. Перед клапаном рекомендуется прямой участок не менее 3-5 Ду для стабилизации потока. На вертикальных трубопроводах обязательна установка строго с направлением потока снизу вверх. При монтаже необходимо проверить отсутствие посторонних предметов в проточной части и легкость хода диска. Клапан не должен воспринимать нагрузки изгиба от трубопровода.
Эксплуатация требует периодического контроля за состоянием шарнирного узла и уплотнительных поверхностей. При плановых остановах системы необходимо выполнять:
Основные неисправности: потеря герметичности из-за износа уплотнения или попадания мусора на седло; заедание диска на оси из-за коррозии или отложений; несвоевременное закрытие из-за износа оси или демпфера.
Нормативная документация и стандарты
Проектирование, производство и поставка клапанов обратных поворотных Ду 150 регламентируется рядом стандартов:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается поворотный обратный клапан от подъемного?
В подъемном клапане запорный элемент (золотник) перемещается перпендикулярно оси потока, требуя для установки строго горизонтального положения. В поворотном клапане диск вращается на оси, что позволяет, при соответствующей конструкции, устанавливать его как на горизонтальных, так и на вертикальных (потоком вверх) трубопроводах. Поворотные клапаны, как правило, имеют меньшее гидравлическое сопротивление на больших диаметрах (Ду 150 и более), но более склонны к гидроудару при захлопывании.
Как подобрать клапан Ду 150 для системы с высоким риском гидроудара?
Для таких систем необходимо выбирать клапаны с механизмом плавного закрытия. Это могут быть модели со встроенным демпфером (пневматическим или гидравлическим), который регулирует скорость закрытия диска на последнем участке хода, либо клапаны с рычажно-грузовым механизмом, где вес груза и длина рычага определяют момент закрытия. Обязателен расчет времени закрытия в зависимости от параметров потока.
Каковы требования к монтажу клапана Ду 150 на вертикальном трубопроводе?
Установка допустима только на вертикальных трубопроводах с восходящим потоком. Направление потока должно быть строго снизу вверх, чтобы под действием силы тяжести диск стремился к закрытому положению. Монтаж на нисходящий поток или на поток с горизонтальной составляющей недопустим, так как приведет к некорректной работе и постоянному хлопанию диска.
Какой класс герметичности необходим для сетей питьевого водоснабжения?
Для сетей питьевого водоснабжения, согласно санитарным нормам и правилам, как правило, требуется обеспечение класса герметичности «А» (полная герметичность). Следовательно, необходимо выбирать клапаны с мягким уплотнением (резина, EPDM), сертифицированные для контакта с питьевой водой. Металлическое уплотнение класса «B» или «C» может не обеспечить требуемого отсутствия протечек.
Что означает маркировка «16с18нж Ду150» на корпусе клапана?
Это условное обозначение по ГОСТ 4666-75: «16» — обозначение типа арматуры (обратный поворотный), «с» — материал корпуса (углеродистая сталь), «18нж» — материал седла/диска (нержавеющая сталь с содержанием хрома ~18% и никеля ~9%), «Ду150» — условный проход. Таким образом, это стальной обратный клапан с уплотнением из нержавеющей стали, рассчитанный на высокие температуры и умеренно агрессивные среды.
Как часто требуется техническое обслуживание клапана Ду 150 в системе теплоснабжения?
Рекомендуется проводить внешний осмотр и проверку работы в начале и конце отопительного сезона. Полное техническое обслуживание (вскрытие, осмотр уплотнений, очистка, проверка шарнира) следует выполнять в соответствии с регламентом производителя, но не реже одного раза в 3-4 года для сетевой воды нормального качества и ежегодно — для воды с повышенным содержанием солей и механических примесей.