Задвижки чугунные фланцевые Ду 100: технические характеристики, конструкция и применение
Задвижка чугунная фланцевая с условным проходом Ду 100 — это трубопроводная арматура, предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах диаметром 100 мм. Ее основное функциональное назначение — запорная функция, регулирование расхода не предусмотрено. Конструкция с выдвижным или невыдвижным шпинделем (штоком) обеспечивает герметичное перекрытие прохода за счет перпендикулярного движения затвора (шибера) относительно оси потока. Фланцевое соединение соответствует ГОСТ 12815-80 или международным стандартам (EN 1092-2, DIN, ANSI/ASME), что обеспечивает надежное присоединение к трубопроводу с помощью болтового соединения и прокладки.
Материальное исполнение и типы чугуна
Корпус и крышка задвижек изготавливаются из различных марок чугуна, определяющих механические свойства и область применения.
- Серый чугун (Ч, GG, GJL): Марки СЧ20, СЧ25. Обладает хорошими литейными свойствами и демпфирующей способностью. Применяется для рабочих сред с температурой от -15°C до +200°C и давлением до 16 бар. Не рекомендуется для ударных нагрузок и гидроударов.
- Высокопрочный чугун (ВЧ, GGG, GJS): Марки ВЧ40, ВЧ50. Получается путем модифицирования магнием или церием, имеет шаровидную форму графита. Обладает повышенной прочностью, пластичностью и стойкостью к ударным нагрузкам по сравнению с серым чугуном. Диапазон температур расширен до -60°C…+400°C, давление до 25 бар. Является предпочтительным выбором для ответственных систем.
- Ковкий чугун (КЧ, GTS): Марки КЧ30-6, КЧ33-8. Обладает повышенной вязкостью и сопротивлением удару. Применяется в специфичных условиях, реже для арматуры Ду100.
- С жестким клином: Клин представляет собой цельнометаллическую деталь, сужающуюся к низу. Обеспечивает высокую герметичность в закрытом положении, но требует точной подгонки к седлам. Чувствителен к перекосам при монтаже и температурным деформациям.
- С двухдисковым (упругим/жестким) клином: Затвор состоит из двух дисков, соединенных между собой. Упругий клин имеет возможность небольшой деформации для лучшего прилегания к седлам, компенсируя износ и температурные изменения. Жесткий двухдисковый клин более устойчив к заклиниванию. Это наиболее распространенная конструкция для чугунных задвижек.
- С обрезиненным клином: Металлический затвор покрыт эластомером (EPDM, NBR). Обеспечивает абсолютную герметичность класса «А» по ГОСТ 9544-2016, коррозионную стойкость и возможность применения для питьевой воды. Рабочая температура ограничена свойствами резины (обычно до 110°C).
- С выдвижным шпинделем: Резьбовая часть шпинделя и ходовая гайка расположены вне проточной части, выше сальникового уплотнения. Шпиндель при открытии выдвигается на величину хода затвора. Конструкция обеспечивает легкое обслуживание ходового узла, защиту резьбы от коррозии и абразива. Применяется для ответственных систем. Высота и строительная длина арматуры больше.
- С невыдвижным (вращаемым) шпинделем: Резьбовая пара расположена внутри корпуса, в контакте с рабочей средой. Шпиндель не совершает поступательного движения, а только вращается. Конструкция более компактна и менее металлоемка, но резьба подвержена воздействию среды, что усложняет обслуживание. Применяется для неагрессивных сред (вода, воздух) и при ограниченном монтажном пространстве.
- Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и распределительные сети холодной и горячей воды, сетях пожаротушения, канализационных напорных коллекторах.
- Теплоэнергетика и ЖКХ: Вводы в тепловые пункты (ИТП, ЦТП), на ответвлениях тепловых сетей с температурой до 150°C, в системах отопления.
- Промышленные системы: Технологические трубопроводы с неагрессивными средами (сжатый воздух, циркуляционная вода, конденсат) на предприятиях.
- Газоснабжение: Применяются задвижки из ВЧШГ с классом герметичности «А» и специальным исполнением для газовых сред (часто с желтым покрытием).
Уплотнительные поверхности затвора и седла выполняются из латуни, нержавеющей стали (09Г2С, 12Х18Н9ТЛ) или имеют резиновое покрытие (для моделей с обрезиненным клином). Шпиндель изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали.
Конструктивные особенности и типы задвижек
По конструкции затвора задвижки Ду100 делятся на два основных типа:
По типу передачи усилия от шпинделя к затвору:
Основные технические параметры (ТУ, ГОСТ)
Задвижки чугунные фланцевые Ду100 производятся согласно следующим стандартам: ГОСТ 5762-2002 (арматура на Ру до 16 атм), ГОСТ 9698-86 (арматура на Ру до 25 атм), а также по ТУ производителей, часто учитывающим международные нормы.
| Параметр | Значение / Описание | Примечание |
|---|---|---|
| Условный проход (Ду, DN) | 100 мм | Номинальный внутренний диаметр присоединения |
| Условное давление (Ру, PN) | 10, 16, 25 бар (атм) | PN16 — наиболее распространенный ряд |
| Строительная длина | ~430 мм (по ГОСТ 5762), ~500 мм (по ГОСТ 9698) | Может варьироваться у разных производителей |
| Строительная высота | Зависит от типа: с выдвижным шпинделем ~550-650 мм, с невыдвижным ~250-350 мм | Точные значения в каталоге производителя |
| Тип присоединения | Фланцевое | Исполнение фланцев: ГОСТ 12815-80 (уплотнительная поверхность исполнение 1, 2, 9) |
| Температура рабочей среды | От -15°C до +200°C (серый чугун), до +400°C (ВЧШГ) | Для обрезиненных клинов: -15°C…+110°C |
| Рабочая среда | Вода (холодная, горячая, питьевая), пар, воздух, нефтепродукты, инертные газы | Неагрессивные или слабоагрессивные среды |
| Класс герметичности | «А» (полная герметичность) по ГОСТ 9544, или «В» (допустима минимальная протечка) | Класс «А» обязателен для газовых сред |
| Управление | Ручное (маховое колесо), редукторный привод, электропривод | Для Ду100 с ручным управлением требуются значительные усилия, часто применяются редукторы |
Области применения в энергетике и смежных отраслях
Задвижки Ду100 находят широкое применение в системах, где требуется надежное отсечение участка трубопровода.
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж фланцевой задвижки Ду100 осуществляется на подготовленный трубопровод с ответными фланцами. Между фланцами устанавливается уплотнительная прокладка (паронитовая, резиновая, фторопластовая) в зависимости от среды. Болтовое соединение затягивается крест-накрест для равномерного прилегания. Задвижка должна быть установлена в удобном для обслуживания месте, маховиком вверх или с доступом к редуктору/приводу. При монтаже необходимо исключить напряжения в корпусе от перекоса трубопровода.
Эксплуатация предусматривает периодическое открытие/закрытие для проверки работоспособности. Для задвижек с выдвижным шпинделем требуется контроль состояния сальникового уплотнения и его подтяжка или перепаковка при необходимости. Резьбовую часть шпинделя следует очищать от загрязнений и смазывать. Задвижка работает только в положениях «открыто» или «закрыто». Не допускается использование для регулирования потока, так как это приводит к гидроабразивному износу уплотнительных поверхностей.
Сравнение с арматурой из других материалов (для Ду100)
| Материал корпуса | Преимущества | Недостатки | Область предпочтительного применения |
|---|---|---|---|
| Чугун (СЧ, ВЧШГ) | Оптимальное соотношение цена/прочность, коррозионная стойкость, демпфирование вибраций | Большая масса, хрупкость (для СЧ), ограничения по давлению и температуре | Водоснабжение, теплофикация, промышленные неагрессивные среды |
| Сталь (углеродистая, легированная) | Высокая прочность, пластичность, широкий диапазон температур и давлений | Высокая стоимость, подверженность коррозии без покрытий | Высокотемпературный пар, нефтегаз, агрессивные среды под давлением |
| Нержавеющая сталь | Коррозионная стойкость, гигиеничность, широкий температурный диапазон | Высокая стоимость | Пищевая, химическая промышленность, особо чистые среды |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается задвижка с выдвижным шпинделем от задвижки с невыдвижным шпинделем для Ду100?
Ключевое отличие — в расположении резьбовой пары «шпиндель-ходовая гайка». У выдвижного шпинделя она вынесена наружу, что облегчает обслуживание и увеличивает срок службы в загрязненных средах. У невыдвижного — резьба находится внутри корпуса, контактируя со средой, что делает конструкцию компактнее, но усложняет ремонт. Для систем с регулярным циклованием и ответственных объектов рекомендуется выдвижной шпиндель.
Какое давление выдерживает чугунная задвижка Ду100?
Рабочее давление зависит от материала корпуса и класса давления (PN). Задвижки из серого чугуна (СЧ) обычно рассчитаны на PN10 (10 бар) и PN16 (16 бар). Задвижки из высокопрочного чугуна (ВЧШГ) выпускаются на PN16 и PN25 (25 бар). Максимальное пробное давление, указанное в паспорте, обычно в 1.5 раза выше рабочего.
Можно ли устанавливать чугунную задвижку на паропровод?
Да, но с строгим соблюдением параметров. Для насыщенного пара необходимо применять задвижки из высокопрочного чутуна (ВЧШГ), рассчитанные на соответствующее давление и температуру (например, PN16, t=200°C). Задвижки из серого чугуна для пара не рекомендуются из-за хрупкости и риска роста графита при длительном воздействии высоких температур.
Как правильно подобрать прокладку для фланцевого соединения задвижки Ду100 PN16?
Прокладка должна соответствовать типоразмеру фланцев (Ду100, PN16) и материалу уплотнительной поверхности (часто исполнение 1 или 2 по ГОСТ 12815). Для воды до 100°C используют паронитовые ПОН или резиновые прокладки. Для горячей воды и пара (до 200°C) — паронитовые ПОН, для более высоких температур — металлические оцинкованные или из нержавеющей стали. Внешний/внутренний диаметр прокладки должен точно соответствовать канавке на фланце.
Почему задвижку нельзя использовать для регулирования расхода среды?
В частично открытом положении затвор (клин) находится в турбулентном потоке, что вызывает вибрацию, кавитацию и интенсивный гидроабразивный износ уплотнительных поверхностей седел и самого клина. Это приводит к потере герметичности в закрытом положении и быстрому выходу арматуры из строя. Для регулирования применяются специальные регулирующие клапаны, шаровые краны (в определенном диапазоне) или заслонки.
Как часто требуется обслуживание сальникового уплотнения задвижки Ду100?
Периодичность зависит от условий эксплуатации (температура, чистота среды, цикличность). Рекомендуется проводить визуальный осмотр на предмет подтеканий не реже 1 раза в квартал. При появлении капель на шпинделе в закрытом/открытом положении сальниковую набивку необходимо подтянуть. Полная перепаковка сальника выполняется при значительном износе или после длительного периода эксплуатации (согласно регламенту производителя, обычно 1 раз в несколько лет).
В чем преимущество задвижки с обрезиненным клином?
Основное преимущество — гарантированная герметичность класса «А» (нулевая утечка) за счет эластичности резины, которая плотно прилегает к седлам. Такие задвижки не требуют притирки, коррозионно-стойки, работают бесшумно и идеально подходят для питьевой воды. Недостаток — ограничение по температуре (как правило, до 110°C) и химической стойкости резины к некоторым средам (масла, озон).
Заключение
Задвижка чугунная фланцевая Ду100 остается востребованным типом трубопроводной арматуры для систем водоснабжения, теплоснабжения и промышленных трубопроводов с неагрессивными средами. Правильный выбор типа (с выдвижным/невыдвижным шпинделем), материала корпуса (СЧ или ВЧШГ) и конструкции затвора (жесткий, двухдисковый, обрезиненный клин) определяет надежность и долговечность работы узла. Критически важно соблюдать условия монтажа, эксплуатации и проводить плановое техническое обслуживание для обеспечения безаварийной работы на протяжении всего срока службы, который при корректной эксплуатации может превышать 20-30 лет.