Задвижки Ду 100

Задвижки Ду 100: конструкция, типы, применение и выбор

Задвижка Ду 100 — трубопроводная арматура с условным проходом 100 мм (номинальным диаметром DN 100), в которой запирающий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Основное назначение — полное перекрытие потока (отсечная функция). Условный проход 100 мм соответствует внешнему диаметру трубы 108-114 мм при использовании стандартных стальных труб. Данный типоразмер широко востребован в магистральных трубопроводах среднего давления, технологических линиях промышленных предприятий, системах водоснабжения и теплоснабжения.

Конструктивные особенности задвижек DN 100

Конструкция задвижки состоит из корпуса, крышки, затвора (клина, диска или шибера), шпинделя (штока), сальникового уплотнения и приводного узла. Корпус изготавливается литьем, ковкой или сваркой из различных марок сталей, чугуна или цветных сплавов. Для соединения с трубопроводом используются фланцы по ГОСТ, МЭК или ANSI стандартам, реже — под приварку. Шпиндель может быть выдвижным (резьба вне зоны рабочей среды, что удобно для обслуживания) или невыдвижным (резьба контактирует со средой, применяется при ограничении по габаритам).

Классификация и типы задвижек Ду 100

По типу затвора (запирающего элемента):

• Клиновые: Затвор выполнен в форме клина. Обеспечивают высокую герметичность.
  • С жестким клином: Простая конструкция, требователен к точности исполнения, риск заклинивания при перепадах температур.
  • С двухдисковым (упругим) клином: Диски имеют возможность самоустановки, что снижает риск заклинивания и повышает ресурс герметичности.
  • С составным (распорным) клином: Состоит из двух частей с распорным элементом, компенсирует износ и температурные деформации.
• Параллельные (шиберные): Запирающая поверхность параллельна другой. Уплотнение достигается прижатием дисков к седлам с помощью «клин-гайки» или пружин.
  • Шиберные (однодисковые): Простой затвор, преимущественно для сред с механическими включениями.
  • Двухдисковые (с распорным механизмом): Более высокая герметичность по сравнению с шиберными.
• Шланговые: Перекрытие потока осуществляется пережимом эластичного шланга внутри корпуса. Используются для агрессивных, вязких или загрязненных сред, где недопустим контакт с механизмами арматуры.

По типу привода:

• Ручной (с маховиком): Для арматуры, управляемой нечасто, при небольших перепадах давления. Могут комплектоваться редуктором для облегчения усилия.
• Электроприводной: Наиболее распространенный тип автоматизации. Позволяет дистанционно управлять арматурой, интегрировать в системы АСУ ТП. Для Ду 100 требуются приводы с моментом от 100-400 Нм в зависимости от давления.
• Пневмо- и гидроприводной: Используются на взрывоопасных объектах или там, где есть источники сжатого воздуха/жидкости. Отличаются быстродействием.

По материалу корпуса:

• Чугунные (Ч, GGG): Для воды, пара, неагрессивных сред при давлениях до PN16, температуре до +300°C. Не рекомендуются для гидроударов и резких перепадов температур.
• Стальные (С, WCB, 20Л): Универсальны. Применяются для пара, воды, нефтепродуктов, агрессивных сред (в зависимости от марки стали) при давлениях до PN250 и температурах от -60 до +600°C.
• Нержавеющие (НЖ, CF8, AISI304): Для агрессивных сред (кислоты, щелочи), пищевой и фармацевтической промышленности. Коррозионно-стойкие.
• Бронзовые/латунные (Б, Bz): Для судовых систем, небольших трубопроводов с морской водой, топливом. Ду 100 в этом исполнении встречается реже.

Основные параметры и стандарты

Выбор задвижки Ду 100 определяется рядом технических параметров, которые должны соответствовать условиям эксплуатации трубопровода.

Таблица 1. Основные параметры задвижек Ду 100

Параметр	Обозначение	Типовые значения для Ду 100	Примечания
Условный проход	DN	100 мм	Соответствует ГОСТ 28338, ISO 6708
Условное давление	PN	PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100, PN160	По ГОСТ 26349, ряды ANSI: Class 150, 300, 600
Рабочее давление	Pр	Зависит от материала и конструкции, до 16 МПа (160 бар)	Указывается для конкретной температуры среды
Рабочая температура	Tр	От -60°C до +600°C	Зависит от материала корпуса и уплотнений
Строительная длина	L	По ГОСТ 3706-93: 430 мм (PN10,16), 550 мм (PN25)	Важный монтажный размер. Для фланцев по ANSI — другие значения.
Строительная высота	H	~500-800 мм (зависит от типа привода)	Критично при ограничении пространства.
Тип присоединения	—	Фланцевое (ГОСТ 33259, ГОСТ 12815), Приварное (встык, в раструб)	Фланцы — основной тип для DN100.
Класс герметичности	ГОСТ 9544	А, В, С (для металл/металл), Б, С (для мягких седел)	Класс А — нулевая утечка, самый высокий.
Направление потока	—	Любое, но предпочтительно указанное стрелкой на корпусе	Для некоторых конструкций (например, с обводной системой) — строго регламентировано.

Области применения задвижек DN 100

• ЖКХ и теплоснабжение: Основные и вспомогательные линии тепловых сетей (подача и обратка), магистрали холодного и горячего водоснабжения. Применяются чугунные и стальные задвижки с обрезиненным клином (например, 30ч39р, 30с41нж).
• Нефтегазовая промышленность: Технологические линии, обвязка резервуаров, вспомогательные системы. Используются стальные задвижки (например, 30с64нж, 30с76нж) на давления Class 150-600, часто с пневмоприводом.
• Химическая промышленность: Трубопроводы с агрессивными средами. Применяются задвижки из нержавеющих сталей (12х18н10т, AISI316) или с футеровкой (например, резиной).
• Энергетика: Обвязка котлов, трубопроводы питательной воды, пара низкого и среднего давления. Используются стальные задвижки с выдвижным шпинделем на высокие параметры (например, 30с915нж).
• Пожаротушение: В качестве запорной арматуры на магистральных трубопроводах спринклерных и дренчерных систем.

Критерии выбора задвижки Ду 100

Процедура выбора должна быть системной и учитывать все параметры рабочей среды и условия монтажа.

1. Характеристики рабочей среды: Тип (вода, пар, нефть, газ, химикаты), температура, давление, наличие абразивных частиц, вязкость, агрессивность.
2. Функция в системе: Только отсечка (требуется высокая герметичность) или также возможное регулирование (не рекомендуется, приводит к эрозии седел).
3. Частота циклований: Для редко переключаемой арматуры подойдут чугунные модели. Для частых операций — стальные с антифрикционными покрытиями шпинделя и дисков.
4. Условия окружающей среды: Взрывоопасная зона (требуется привод во взрывозащищенном исполнении), открытая атмосфера (защита от коррозии), сейсмичность.
5. Требования к управлению: Ручное, дистанционное, автоматическое (выбор типа привода и системы управления).
6. Стандарты и спецификации: Требования заказчика (ГОСТ, ТУ, DIN, API, ASME). Совместимость фланцев по стандартам и давлению.
7. Обслуживание и ремонтопригодность: Наличие запасных частей (седла, уплотнения шпинделя), возможность ремонта без демонтажа с трубопровода (например, у задвижек с обводной системой).

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Монтаж должен производиться на прямом участке трубопровода, без натяжения. Фланцевые соединения стягиваются крест-накрест с контролем момента затяжки. Необходимо обеспечить свободный доступ к шпинделю и приводу для обслуживания. Обязательна установка в соответствии со стрелкой направления потока (если указана). После монтажа проводят испытание на герметичность и работоспособность.

Эксплуатация: Задвижка должна находиться только в полностью открытом или полностью закрытом положении. Запрещается использовать маховик или привод для «прижима» в промежуточном положении для регулирования расхода. Это приводит к гидроабразивному износу седел и потере герметичности.

Обслуживание: Периодическая проверка на герметичность в закрытом положении, регламентная подтяжка сальникового уплотнения (при наличии сальника), смазка резьбовой части шпинделя и ходовой гайки, проверка работоспособности привода. Для задвижек, длительное время находящихся в одном положении, рекомендуется проводить профилактические циклы открытия-закрытия.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие клиновой задвижки от шиберной (ножевой) для Ду 100?

Клиновая задвижка обеспечивает двустороннюю герметизацию за счет плотного прилегания клина к двум наклонным седлам в корпусе. Шиберная (ножевая) задвижка имеет один диск, который перерезает поток и прижимается к одному уплотнительному кольцу. Шиберные задвижки лучше подходят для сред с взвесями, шламами, волокнами (например, сточные воды, пульпа), так как менее склонны к заклиниванию. Клиновые обеспечивают более высокую герметичность для чистых сред (вода, пар, газ).

2. Какое уплотнение шпинделя лучше: сальниковое или сильфонное?

Сальниковое уплотнение (набивка из графита, Асбеста, PTFE) — ремонтопригодно, требует периодической подтяжки, может допускать минимальную каплепроницаемость. Сильфонное уплотнение (металлический гофрированный сильфон, сваренный со шпинделем и крышкой) — абсолютно герметично, не требует обслуживания, применяется для токсичных, радиоактивных или дорогостоящих сред. Задвижки с сильфонным уплотнением значительно дороже и имеют ограниченный ресурс по количеству циклов (ресурс сильфона).

3. Можно ли устанавливать задвижку Ду 100 с электроприводом в любом положении?

Нет. Большинство задвижек с выдвижным шпинделем предназначены для установки маховиком или электроприводом вверх. Допускается отклонение от вертикали, но это должно быть согласовано с производителем. Установка электропривода вниз может привести к попаданию влаги и технологической среды в его полость и к преждевременному выходу из строя. Задвижки с невыдвижным шпинделем менее критичны к ориентации.

4. Как правильно подобрать фланцы для задвижки Ду 100 PN16?

Задвижка и ответные фланцы трубопровода должны соответствовать по ряду параметров: DN (100), PN (16), стандарт исполнения (например, ГОСТ 33259 тип 11 — с соединительным выступом), тип уплотнительной поверхности (например, исполнение 1 — с выступом и впадиной, исполнение 2 — с шипом и пазом, исполнение 3 — под прокладку овального сечения). Диаметр окружности болтов (D) и количество/диаметр крепежных отверстий (n-ф d) также должны совпадать. Несовпадение стандартов (например, ГОСТ и DIN) — частая причина ошибок монтажа.

5. Почему задвижку нельзя использовать для регулирования потока?

При частичном открытии затвор создает турбулентные завихрения, приводящие к кавитации и эрозионно-абразивному износу рабочих поверхностей седел и диска. Это быстро нарушает герметичность в закрытом положении — основную функцию задвижки. Для регулирования расхода предназначена отдельная арматура: регулирующие клапаны, шаровые краны с специальным профилем прохода (для частичного перекрытия) или дисковые поворотные затворы.

6. Какой ресурс у задвижки Ду 100 и от чего он зависит?

Ресурс до капитального ремонта (циклов «открыто-закрыто») варьируется от 500 до 5000 циклов и более. Зависит от: типа задвижки (с мягкими седлами имеют больший ресурс герметичности, но меньший — по механической части), качества среды (абразивность, коррозионность), правильности монтажа и эксплуатации (отсутствие перекосов, работа только в крайних положениях), регулярности технического обслуживания. Ресурс электропривода, как правило, указывается отдельно.

Заключение

Задвижка Ду 100 является критически важным элементом запорной арматуры на трубопроводах среднего диаметра. Ее корректный выбор, учитывающий тип среды, давление, температуру, частоту использования и требования к управлению, определяет надежность и безопасность всей технологической линии. Приоритет должен отдаваться специализированным изделиям, соответствующим стандартам, с четко определенными условиями применения. Регулярное техническое обслуживание и эксплуатация строго в соответствии с назначением — ключевые факторы для обеспечения многолетнего безотказного срока службы задвижки.