Задвижки Ду100 Ру16: технические характеристики, конструкция и применение
Задвижка Ду100 Ру16 представляет собой трубопроводную арматуру с условным проходом 100 мм, рассчитанную на номинальное давление 16 кгс/см² (1,6 МПа). Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в системах водоснабжения, теплоснабжения, технологических трубопроводах промышленных предприятий и объектах ЖКХ. Конструкция арматуры обеспечивает полное перекрытие потока рабочей среды за счет затвора, перемещающегося перпендикулярно оси потока.
Конструктивные особенности и основные типы
Задвижки данного класса различаются по типу привода, конструкции шпинделя и уплотнительных поверхностей. Базовыми элементами являются корпус с крышкой, образующие полость, затвор (клиновой или параллельный), шпиндель (шток), седла и уплотнения.
- По типу шпинделя:
- С выдвижным шпинделем: Резьбовая часть шпинделя и ходовая гайка расположены вне полости задвижки, выше сальникового уплотнения. Это исключает контакт резьбы с рабочей средой, снижает коррозию и износ, облегчает обслуживание. Характерен значительный строительный высотный размер.
- С невыдвижным шпинделем: Резьбовое соединение шпинделя с затвором находится внутри корпуса арматуры, контактируя с рабочей средой. Конструкция более компактна по высоте, но резьба подвержена воздействию среды, что ограничивает применение неагрессивными средами (вода, пар).
- По конструкции затвора:
- Клиновые задвижки: Затвор выполнен в форме клина (жесткого, двухдискового или упругого). При закрытии клин входит в два наклонных седла, расположенных в корпусе, обеспечивая герметичность.
- Жесткий клин: Простая конструкция, требователен к точности изготовления для предотвращения заклинивания.
- Двухдисковый клин: Состоит из двух дисков, соединенных между собой. Обладает лучшей герметичностью, менее подвержен риску заклинивания при температурных деформациях.
- Упругий клин: Диски соединены упругим элементом, что позволяет компенсировать возможные перекосы и износ.
- Параллельные задвижки (шиберные): Уплотнительные поверхности седел параллельны друг другу. Затвор представляет собой два диска, между которыми размещен распорный клин или пружина. При закрытии диски прижимаются к седлам. Чаще применяются для сред с механическими включениями.
- По типу привода:
- Ручной привод (маховик): Применяется для арматуры, управляемой нечасто. Для уменьшения крутящего момента могут использоваться редукторы.
- Электропривод: Позволяет автоматизировать управление, интегрировать задвижку в системы АСУ ТП. Критически важен правильный подбор по крутящему моменту и времени срабатывания.
- Гидро- или пневмопривод: Используются на объектах с соответствующими источниками энергии, часто во взрывоопасных зонах.
Материалы изготовления
Выбор материалов определяется рабочей средой (вода, пар, нефтепродукты), ее температурой, агрессивностью и требованиями нормативной документации.
Типовые материалы корпусных деталей и уплотнений задвижек Ду100 Ру16
| Элемент задвижки |
Материал |
Область применения / Примечание |
| Корпус, крышка |
Чугун СЧ20 (серый чугун) |
Водоснабжение, теплоснабжение (до +300°C), неагрессивные среды. Наиболее распространенный и экономичный вариант. |
| Корпус, крышка |
Сталь 25Л, 30Л (углеродистая литая) |
Пар, вода, нефтепродукты при повышенных температурах (до +425°C), более высокие требования по прочности и надежности. |
| Корпус, крышка |
Нержавеющая сталь 12Х18Н9ТЛ, 08Х18Н10ТЛ |
Агрессивные среды (кислоты, щелочи), пищевая промышленность, требования к чистоте среды. |
| Затвор, седла |
Латунь, бронза БрА9Ж3Л, нержавеющая сталь |
Наплавка или кольца на чугунных/стальных корпусах для улучшения герметичности и износостойкости. |
| Уплотнение затвора |
Фторопласт (FKM, Viton), EPDM, NBR |
Кольцевые уплотнения на дисках. EPDM для горячей воды, NBR для нефтепродуктов, FKM для агрессивных сред. |
| Сальниковое уплотнение |
Асбестовый или безасбестовый шнур, графит |
Уплотнение шпинделя. Современные требования смещаются в сторону безасбестовых материалов (графит, PTFE). |
Области применения и монтаж
Задвижки Ду100 Ру16 устанавливаются на трубопроводах в качестве запорной арматуры. Их основная функция – полное открытие или закрытие прохода. Регулирование потока с помощью задвижки не рекомендуется из-за высокой скорости износа уплотнительных поверхностей и возникновения вибрации.
- Тепловые сети: В качестве отключающей арматуры на ответвлениях, перед теплообменным оборудованием.
- Водоснабжение и водоотведение: На магистральных и распределительных сетях холодного и горячего водоснабжения.
- Промышленность: На технологических линиях для неагрессивных жидкостей и газов, пара.
- Энергетика: На вспомогательных трубопроводах (техническая вода, химводоочистка).
Требования к монтажу:
- Монтажное положение – любое, но предпочтительно шпинделем вертикально вверх. Положение маховиком вниз недопустимо для задвижек с выдвижным шпинделем.
- Обязательна проверка на отсутствие внутренних повреждений и посторонних предметов перед установкой.
- Фланцевое соединение должно быть соосным. Затяжка болтов производится крест-накрест с рекомендуемым моментом затяжки.
- Трубопровод в зоне установки должен иметь независимые опоры, не допускающие нагрузки на корпус задвижки.
- После монтажа проводится обязательная обкатка (не менее 3 полных циклов открытие-закрытие) и проверка на герметичность.
Соответствие стандартам и маркировка
Задвижки, поставляемые на рынок, должны соответствовать национальным стандартам. Основные: ГОСТ 5762-2002 (Задвижки на Ру от 1,6 до 25 МПа), ГОСТ 9698-86 (Задвижки на Ру от 0,1 до 2,5 МПа). Также применяются стандарты ISO 5208 (испытания на герметичность), ISO 5752 (присоединительные размеры фланцев).
Маркировка на корпусе включает:
- Условное давление (Ру, PN)
- Условный проход (Ду, DN)
- Материал корпуса (например, «СЧ20»)
- Направление потока (стрелка)
- Товарный знак или наименование производителя
- Год изготовления
Критерии выбора и сравнительный анализ
При выборе задвижки Ду100 Ру16 необходимо учитывать следующие параметры:
- Рабочая среда и температура: Определяет материал корпуса и тип уплотнений.
- Режим работы: Частота циклов срабатывания. Для редкого использования подходит чугун с маховиком, для частого – сталь с электроприводом.
- Требования к герметичности: Класс герметичности по ГОСТ 9544 (А, В, С) или ISO 5208 (класс от A до D).
- Условия эксплуатации: Наличие вибрации, наружная установка (требуется утепление или электроподогрев шкафа управления приводом).
- Тип присоединения: Фланцевое (ГОСТ 33259, ГОСТ 12815), межфланцевое, муфтовое (редко для Ду100).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается задвижка с выдвижным шпинделем от задвижки с невыдвижным шпинделем для Ду100 Ру16?
Задвижка с выдвижным шпинделем имеет резьбу и ходовую гайку вне зоны контакта со средой, что повышает ресурс и надежность, облегчает обслуживание, но увеличивает габаритную высоту и стоимость. Задвижка с невыдвижным шпинделем компактнее и дешевле, но резьба шпинделя, работающая в среде, подвержена коррозии и абразивному износу, что ограничивает ее применение чистыми, неагрессивными средами.
Можно ли использовать чугунную задвижку Ду100 Ру16 для пара?
Да, при условии, что температура насыщенного пара не превышает +300°C, а рабочее давление соответствует параметрам. Необходимо выбирать задвижки, специально предназначенные для пара (часто имеют маркировку или указание в паспорте) и оснащенные соответствующими сальниковыми набивками (например, графитовыми).
Какой электропривод необходим для задвижки данного типоразмера?
Выбор электропривода определяется требуемым крутящим моментом (Н·м), который зависит от давления среды, типа задвижки и состояния уплотнений. Для чугунной задвижки Ду100 Ру16 на воде типовое значение момента составляет 200-400 Н·м. Необходимо выбирать привод с номинальным моментом, превышающим расчетный на 20-30%. Также важен показатель времени открытия/закрытия и тип управления (2-х или 3-х точечный).
Каковы основные причины отказа задвижек и методы их устранения?
- Течь по сальнику: Износ или уплотнение сальниковой набивки. Устранение: подтяжка сальниковой гайки или перебивка сальника.
- Неполное закрытие или открытие, заклинивание: Попадание механических частиц под затвор, износ или коррозия. Устранение: промывка, ревизия, притирка уплотнительных поверхностей.
- Сложное управление (тугой ход маховика): Коррозия шпинделя, отсутствие смазки, перекос. Устранение: очистка, смазка ходовой пары, проверка соосности.
Как проводится испытание задвижки перед вводом в эксплуатацию?
Испытания включают:
- Гидравлическое испытание корпуса на прочность: Давление 1,5*Ру (24 кгс/см²) подается в закрытую задвижку при вынутых затворах. Корпус не должен иметь течей и остаточных деформаций.
- Испытание на герметичность затвора: Давление, равное Ру (16 кгс/см²), подается с одной стороны закрытой задвижки. Допустимая утечка нормируется стандартом (например, для класса В по ГОСТ 9544 – не более 0,06 см³/мин на 1 мм диаметра условного прохода).
- Испытание на герметичность сальникового уплотнения: Проводится одновременно с испытанием затвора. Течь через сальник не допускается.
В чем разница между Ру16 и PN16?
Ру16 (условное давление) – обозначение, принятое в системе ГОСТ, измеряется в кгс/см². PN16 (номинальное давление) – обозначение по стандартам ISO (DIN, EN), измеряется в барах. Фактически, численные значения равны: 16 кгс/см² ≈ 1,6 МПа = 16 бар. Таким образом, для задвижки Ду100 параметры Ру16 и PN16 являются эквивалентными и обозначают одно и то же номинальное давление.