Задвижки фланцевые Ду 100: технические характеристики, конструкция и применение
Фланцевая задвижка с условным проходом Ду 100 (номинальный диаметр 100 мм, что соответствует примерно 4 дюймам) представляет собой трубопроводную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды. Основная особенность конструкции – присоединительные фланцы, соответствующие ГОСТ, DIN или ANSI, что обеспечивает надежное болтовое соединение с ответными фланцами трубопровода, насосов или резервуаров. Данный типоразмер широко распространен в магистральных и технологических линиях систем водоснабжения, теплоснабжения, вентиляции, нефтегазового комплекса и промышленных предприятий.
Конструктивные особенности и основные типы
Конструкция задвижки Ду 100 включает корпус, крышку, затвор (клиновой или параллельный), шпиндель (шток), сальниковое уплотнение и фланцы. Ключевым классифицирующим признаком является тип затвора и конструкция шпинделя.
По типу затвора:
- Клиновые задвижки: Затвор выполнен в форме клина, который в крайнем нижнем положении садится в конические седла корпуса. Обеспечивают высокую герметичность.
- С цельным жестким клином: Простая конструкция, требователен к точности изготовления, риск заклинивания при перепадах температур.
- С двухдисковым (составным) клином: Диски могут самоустанавливаться относительно седел, что снижает риск заклинивания и повышает герметичность. Наиболее распространенный тип для современных систем.
- С упругим клином: Клин имеет подвижное соединение между дисками, обладает упругостью, компенсирующей температурные деформации.
- Параллельные (шиберные) задвижки: Затвор состоит из двух дисков, между которыми размещен распорный клин или пружина. При закрытии диски прижимаются к параллельным седлам. Чаще применяются для сред с механическими включениями.
- С выдвижным шпинделем: Резьбовая часть шпинделя и ходовая гайка вынесены за пределы корпуса задвижки. Конструкция увеличивает строительную высоту, но защищает резьбу от коррозии и абразивного воздействия среды, облегчает обслуживание. Применяется для ответственных и коррозионных сред.
- С невыдвижным (вращаемым) шпинделем: Резьба шпинделя находится в контакте с рабочей средой. Имеет меньшую строительную высоту и массу. Применяется для некоррозионных, чистых сред (вода, воздух) при ограниченном пространстве.
- Корпус и крышка: Углеродистая сталь (ст. 25, ст. 20), легированная сталь (09Г2С, 12Х18Н9Т), нержавеющая сталь (AISI 304, 316), чугун (СЧ20, ВЧШГ).
- Затвор, седла, шпиндель: Латунь, бронза, нержавеющая сталь, с наплавкой коррозионно-стойких сплавов или эластомерными уплотнениями.
- Уплотнения сальника: Графит, PTFE, терморасширенный графит, резина.
- ГОСТ 33259-2015 (ГОСТ 12815-80): Фланцы стальные плоские и воротниковые. Давление от Ру 0.1 до 20 МПа.
- DIN EN 1092-1: Европейский стандарт (DIN 2501).
- ANSI/ASME B16.5: Американский стандарт (классы 150, 300).
- Условный проход (Ду/DN): 100 мм.
- Условное давление (Ру/PN/Class): Диапазон от Ру 0.6 (PN6) до Ру 25 (PN250) или Class 150-600 в зависимости от материала и конструкции.
- Рабочая температура: Зависит от материала уплотнений и корпуса. Для чугунных – до +300°C (с графитовым сальником), для стальных – до +600°C.
- Рабочая среда: Вода, пар, нефтепродукты, газ, химические вещества (при совместимости материалов).
- Климатическое исполнение: Указывается по ГОСТ 15150 (например, У1 для умеренного климата).
- Способ управления: Ручной (маховик), механизированный (электропривод, пневмопривод, гидропривод).
- ЖКХ: Магистральные и распределительные сети холодного и горячего водоснабжения, тепловые пункты, сети отопления.
- Энергетика: Технологические линии на ТЭЦ и АЭС, системы подпитки и охлаждения.
- Нефтегазовая промышленность: Технологические трубопроводы с нефтепродуктами, газом, водой.
- Промышленность: Вентиляционные системы, пневмотранспорт, технологические установки в химической, пищевой, целлюлозно-бумажной отраслях.
- Судостроение: Системы балластные, противопожарные, топливные.
- Малое гидравлическое сопротивление в полностью открытом положении.
- Возможность применения на трубопроводах большого диаметра со значительными скоростями потока.
- Универсальность по направлению потока среды.
- Надежность и простота конструкции.
- Фланцевое соединение обеспечивает легкий монтаж/демонтаж.
- Большая строительная высота (особенно у моделей с выдвижным шпинделем).
- Значительное время на открытие/закрытие.
- Износ уплотнительных поверхностей в затворе, сложность ремонта при таком износе.
- Требование большого крутящего момента для управления, особенно на высоких давлениях.
- 30с41нж: 30 – задвижка, с – корпус стальной, 41 – номер модели, нж – клин из нержавеющей стали.
- 30ч6бр: 30 – задвижка, ч – корпус чугунный, 6 – номер модели, бр – клин (диски) из бронзы или латуни.
По типу шпинделя:
Материалы изготовления и рабочие среды
Выбор материала определяется давлением, температурой и агрессивностью рабочей среды. Для задвижек Ду 100 применяются следующие комбинации:
Присоединительные размеры и стандарты фланцев
Фланцы задвижек Ду 100 должны соответствовать фланцам на трубопроводе. Основные стандарты:
Таблица 1. Пример основных размеров фланцевого соединения Ду 100 по ГОСТ 33259 (Ру 1.0 МПа)
| Условный проход, Ду | Давление, Ру (МПа) | Диаметр окружности болтов, D (мм) | Количество болтов | Диаметр болтов |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 1.0 | 210 | 8 | М16 |
Таблица 2. Пример размеров фланца Ду 100 по DIN PN16
| DN | PN | Диаметр окружности болтов, D (мм) | Количество болтов | Диаметр болтов |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 16 | 220 | 8 | М16 |
Таблица 3. Пример размеров фланца Ду 100 по ANSI Class 150
| NPS, дюйм | Class | Диаметр окружности болтов, D (мм) | Количество болтов | Диаметр болтов |
|---|---|---|---|---|
| 4 | 150 | 190.5 | 8 | М16 |
ВАЖНО: Монтаж задвижки требует точного совпадения фланцев по стандарту, номинальному давлению (PN/Ru/Class), диаметру и количеству отверстий под шпильки/болты.
Основные технические параметры
При выборе задвижки фланцевой Ду 100 необходимо учитывать следующие параметры:
Области применения
Задвижки Ду 100 находят применение в следующих отраслях:
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж фланцевой задвижки Ду 100 осуществляется на подготовленный трубопровод с установленными ответными фланцами. Между фланцами устанавливается уплотнительная прокладка (паронит, фторопласт, металлическая) соответствующего давления и диаметра. Болтовое соединение затягивается крест-накрест для равномерного прилегания. Запрещается использовать задвижку в качестве регулятора потока – она должна работать только в положениях «открыто» или «закрыто». Частично открытое положение приводит к вибрации, кавитации и ускоренному износу уплотнительных поверхностей. Техническое обслуживание включает периодическую проверку герметичности сальникового уплотнения и подтяжку сальника, смазку ходового узла (для задвижек с выдвижным шпинделем), проверку легкости хода.
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается задвижка Ду 100 от крана того же диаметра?
Задвижка имеет затвор, который перемещается перпендикулярно потоку, перекрывая его подобно заслонке. Шаровой кран имеет затвор в форме сферы с отверстием, который поворачивается на 90°. Кран обычно имеет меньшее гидравлическое сопротивление, меньшее время срабатывания, лучшую герметичность, но, как правило, более высокую стоимость и ограничения по рабочей температуре для уплотнений. Задвижка чаще применяется на магистральных линиях больших диаметров, где важно минимальное сопротивление.
Как правильно подобрать материал корпуса задвижки Ду 100 для воды и для пара?
Для сетей холодного водоснабжения с температурой до +50°C часто применяются задвижки с чугунным корпусом (СЧ20, ВЧШГ). Для горячей воды (до +150°C) и насыщенного пара (до +300°C) необходимо использовать стальные задвижки (ст.20, 09Г2С), так как чугун подвержен хрупкому разрушению при термоциклических нагрузках. Уплотнения сальника для пара должны быть графитовыми.
Что означают обозначения «30с41нж» и «30ч6бр» на задвижке Ду 100?
Это индексы арматуры по системе ЦКБА:
Можно ли устанавливать задвижку Ду 100 с электроприводом в любом положении?
Нет, необходимо соблюдать положение, указанное в паспорте изделия. Большинство задвижек с выдвижным шпинделем допускают установку только в положении шпинделем вертикально вверх или с отклонением не более, чем указано производителем. Установка шпинделем вниз недопустима из-за попадания абразивных частиц в ходовой узел. Задвижки с невыдвижным шпинделем могут устанавливаться в любом положении.
Как часто требуется обслуживание сальникового уплотнения задвижки Ду 100?
Периодичность зависит от условий эксплуатации (температура, давление, среда). При появлении капельной течи по шпинделю (норма – легкое «потение» для горячих сред) необходимо выполнить подтяжку сальниковой набивки. При сильном износе набивки требуется ее полная замена. Профилактический осмотр рекомендуется проводить не реже 1 раза в 6 месяцев.
Почему задвижку Ду 100 сложно открыть после длительного простоя?
Основные причины: коррозионное «прикипание» клина к седлам, затвердевание смазки в ходовом узле, попадание механических отложений в зазоры. Для предотвращения этого рекомендуется периодически (хотя бы раз в квартал) проворачивать задвижку на несколько оборотов. Нельзя прикладывать чрезмерное усилие к маховику – это может привести к поломке шпинделя. Требуется разработка затвора легкими постукиваниями по корпусу (если это допускается материалом) или разборка и очистка.
Заключение
Задвижка фланцевая Ду 100 является ключевым элементом запорной арматуры для трубопроводов среднего диаметра. Правильный выбор ее типа (клиновая/параллельная, с выдвижным/невыдвижным шпинделем), материала и класса давления напрямую влияет на надежность и долговечность работы трубопроводной системы. Критически важно соблюдать условия монтажа, эксплуатации и технического обслуживания, предписанные производителем. При выборе необходимо тщательно сверять присоединительные размеры фланцев по соответствующему стандарту, а также учитывать все параметры рабочей среды.