Задвижки чугунные с условным проходом Ду 150: конструкция, применение и технические аспекты

Задвижка чугунная Ду 150 представляет собой трубопроводную арматуру с запорным органом в виде клина, диска или шибера, перемещающимся перпендикулярно оси потока рабочей среды. Условный проход (Ду) 150 мм соответствует номинальному диаметру 6 дюймов, что определяет область применения данных устройств на магистралях среднего и крупного сечения. Чугун, преимущественно серый (СЧ) или высокопрочный (ВЧШГ), является основным конструкционным материалом благодаря оптимальному сочетанию прочности, коррозионной стойкости, литейных качеств и стоимости для широкого спектра рабочих сред.

Конструктивные особенности и материалы изготовления

Конструкция задвижки Ду 150 является полнопроходной (сечение прохода примерно равно сечению трубопровода) или суженной. Основные компоненты включают:

• Корпус и крышка: Изготавливаются из серого чугуна марки не ниже СЧ20 по ГОСТ 1412 или высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) по ГОСТ 7293. ВЧШГ предпочтительнее для более высоких давлений и ударных нагрузок. Корпусы отливаются цельно или собираются из двух элементов на болтовом соединении с прокладкой.
• Запорный орган (затвор): Для Ду 150 наиболее распространены двухдисковые клиновые задвижки, реже – с жестким клином. Двухдисковая конструкция компенсирует возможные перекосы и обеспечивает более надежную герметизацию. Материал дисков – чугун с покрытием (резина, EPDM, Nitrile) для обеспечения герметичности или без покрытия (металл-по-металлу).
• Шпиндель (шток): Может быть выдвижным (невыдвижным) и изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали (например, 20х13). Выдвижной шпиндель визуально указывает на положение затвора, менее подвержен коррозии в рабочей среде, но требует большего монтажного пространства.
• Уплотнительные поверхности: Сальниковое уплотнение (набивка) шпинделя выполняется из терморасширенного графита, PTFE или армированного графита. Уплотнение затвора обеспечивается либо резиновым наплавлением на дисках (мягкое седло), либо точной притиркой металлических поверхностей.
• Управление: Ручное – посредством маховика для редукторного или нередукторного привода. Для трубопроводов Ду 150 часто требуется установка редуктора из-за высоких крутящих моментов. Также возможна комплектация электроприводом (например, типа МЭО, Limitorque) для дистанционного и автоматического управления.

Основные технические характеристики и параметры выбора

Ключевые параметры для задвижек чугунных Ду 150 регламентируются стандартами ГОСТ 9698-86 (Задвижки чугунные), ГОСТ Р 55018-2012 (Арматура трубопроводная промышленная), а также международными (API, DIN).

Параметр	Типовые значения для чугунных задвижек Ду 150	Комментарий
Условный проход (Ду/NB)	150 мм (6″)	Фактический внутренний диаметр прохода ~150 мм.
Условное давление (Ру/PN)	PN10, PN16, PN25	Наиболее распространено Ру 16 (1,6 МПа). Для ВЧШГ возможно Ру 25 (2,5 МПа).
Рабочая среда	Вода, пар, нефтепродукты, газ, сточные воды.	Материал уплотнений и тип задвижки должны соответствовать среде (например, бензомаслостойкая резина для нефтепродуктов).
Рабочая температура	От -15°C до +150°C (для СЧ с резиновыми уплотнениями). До +300°C для металлических уплотнений.	Для отрицательных температур требуется чугун ВЧШГ.
Тип присоединения	Фланцевое по ГОСТ 33259 (ранее ГОСТ 12815), межфланцевое.	Фланцы исполнения 1 (с соединительным выступом) или 2 (с выступом). Тип прокладки определяется давлением.
Класс герметичности	А (полная герметичность), В, С по ГОСТ 9544.	Класс А обязателен для большинства ответственных трубопроводов.
Строительная длина	~550 мм (зависит от стандарта и производителя).	Важный параметр для монтажа. Определяется по чертежу или каталогу.
Масса	50 — 90 кг (в зависимости от конструкции и материала).	Учитывается при проектировании опор и монтаже.

Области применения и особенности монтажа

Задвижки чугунные Ду 150 находят применение в системах теплоснабжения (в качестве основной и секционирующей арматуры на магистралях), водоснабжения и водоотведения (холодная и горячая вода, сточные воды), в нефтегазовой промышленности (транспорт нефтепродуктов, газоснабжение), на промышленных предприятиях.

Особенности монтажа:

• Монтаж производится на прямолинейных участках трубопровода, исключая зоны действия изгибающих моментов и кручения.
• Фланцевые соединения стягиваются болтами с равномерным усилием крест-накрест. Используются прокладки, соответствующие рабочей среде и давлению (паронит, фторопласт, резина).
• При установке необходимо обеспечить свободный доступ к шпинделю и маховику (электроприводу) для обслуживания и управления.
• На горизонтальных трубопроводах шпиндель рекомендуется располагать вертикально или с отклонением не более 45° от вертикали. На вертикальных трубопроводах – с обеспечением свободного хода затвора.
• Перед вводом в эксплуатацию обязательна проверка на герметичность и плавность хода затвора.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Низкое гидравлическое сопротивление в полностью открытом положении.
• Относительная простота конструкции и ремонтопригодность.
• Универсальность применения для различных сред.
• Длительный срок службы при правильной эксплуатации (до 30 лет и более).
• Сравнительно низкая стоимость по отношению к стальным аналогам.

Недостатки:

• Большая строительная высота и масса, требующие значительного монтажного пространства.
• Высокий крутящий момент при управлении, особенно при больших перепадах давления.
• Износ уплотнительных поверхностей в промежуточных положениях, поэтому задвижка используется преимущественно как запорная арматура (открыто/закрыто).
• Ограниченное применение для абразивных сред и высоких параметров (давление, температура) по сравнению со стальными задвижками.

Техническое обслуживание и типовые неисправности

Регламентное обслуживание включает периодическую проверку герметичности сальникового уплотнения и фланцевых соединений, смазку резьбовых частей шпинделя и ходовой гайки, проверку легкости хода затвора. При длительном простое рекомендуется выполнять профилактическое открытие/закрытие.

Типовые неисправности:

• Течь по сальнику: Устраняется подтяжкой сальниковой крышки или заменой сальниковой набивки.
• Заедание шпинделя, затрудненное управление: Причины – коррозия шпинделя, отсутствие смазки, попадание механических частиц в зону затвора. Требуется ревизия и очистка.
• Неплотное закрытие (течь через затвор): Износ или повреждение уплотнительных колец (для мягкого седла) или рабочих поверхностей (для металлического седла). Требуется ремонт или замена дисков/корпуса.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между задвижкой из серого чугуна (СЧ) и высокопрочного чугуна (ВЧШГ) на Ду 150?

Серый чугун (СЧ20, СЧ25) обладает хорошими литейными свойствами и стойкостью к коррозии, но имеет ограниченную прочность и ударную вязкость. Высокопрочный чугун (ВЧШГ) по механическим свойствам близок к углеродистой стали: он прочнее, пластичнее, лучше работает на растяжение и изгиб, более стоек к гидроударам и низким температурам. Задвижки ВЧШГ Ду 150 применяются при более высоких давлениях (PN25), в ответственных и наружных трубопроводах.

Можно ли использовать чугунную задвижку Ду 150 для пара?

Да, но с строгими ограничениями. Для пара подходят задвижки, рассчитанные на соответствующее давление и температуру (например, Ру16, t=200°C). Уплотнения должны быть выполнены из термостойких материалов (графит, PTFE), а сальниковая набивка – терморасширенного графита. Предпочтительны задвижки с выдвижным шпинделем и металлическим уплотнением затвора.

Как правильно подобрать тип затвора (клиновой, шиберный) для канализационных стоков Ду 150?

Для сточных вод, особенно содержащих механические включения и абразивные частицы, рекомендуются задвижки с обрезиненным клином (шиберного типа). Они имеют сквозной проход без карманов, где может скапливаться мусор, и режущую кромку, способную перерезать волокнистые включения. Обычные двухдисковые клиновые задвижки в таких условиях могут заклинивать.

Что означает маркировка «30ч39р» на задвижке Ду 150?

Это условное обозначение по ГОСТ 9698-86: «30» – задвижка, «ч» – из чугуна, «39» – номер модели (конструктивное исполнение), «р» – с обрезиненным затвором. В каталогах также указываются Ду и Ру (например, 30ч39р Ду150 Ру16).

Требуется ли установка редуктора на задвижку Ду 150 с ручным управлением?

Для задвижек Ду 150 с ручным управлением установка редуктора (червячного или цилиндрического) практически обязательна. Усилие, необходимое для перемещения затвора при рабочем давлении 1,6 МПа, слишком велико для маховика прямого действия. Редуктор позволяет снизить требуемое усилие на маховике до приемлемых 150-250 Н, обеспечивая безопасное и удобное управление.

Какой электропривод необходим для задвижки Ду 150?

Выбор электропривода (ЭП) определяется крутящим моментом (Мкр), который требуется для открытия/закрытия задвижки. Для чугунной задвижки Ду 150 Ру16 момент может составлять от 300 до 600 Нм в зависимости от производителя и состояния. ЭП подбирается с номинальным моментом на 20-30% превышающим расчетный. Также учитываются время срабатывания, тип управления (дискретное, регулируемое), класс защиты (не ниже IP54 для помещений, IP67 для улицы) и наличие ручного дублера.