Задвижки фланцевые Ду 50: конструкция, материалы, применение и монтаж
Фланцевая задвижка с условным проходом Ду 50 (номинальный диаметр приблизительно 50 мм) представляет собой трубопроводную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды. Основная отличительная черта – присоединительные фланцы, соответствующие стандартам (ГОСТ, DIN, ANSI), что обеспечивает надежное, разъемное соединение с трубопроводом, удобное для монтажа, демонтажа и обслуживания. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в технологических и магистральных линиях среднего давления в энергетике, ЖКХ, нефтегазовой и химической отраслях.
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструкция задвижки Ду 50 базируется на корпусе, внутри которого расположен затвор (шибер), перемещающийся перпендикулярно потоку среды. Управление осуществляется вручную (маховиком) или посредством приводного механизма (электрического, пневматического, гидравлического). При вращении шпинделя (штока) затвор совершает поступательное движение между двумя параллельными седлами корпуса. В крайнем верхнем положении проход полностью открыт, в крайнем нижнем – перекрыт. Герметичность перекрытия обеспечивается уплотнительными поверхностями затвора и седел.
Классификация задвижек фланцевых Ду 50
По конструкции затвора:
- Клиновые: Затвор выполнен в форме клина (жесткого, двухдискового или упругого). Двухдисковый клин наиболее распространен, так как компенсирует возможные перекосы и обеспечивает лучшую герметичность.
- Параллельные (шиберные): Затвор состоит из двух дисков (пластин), расположенных параллельно, которые под действием штока раздвигаются и прижимаются к седлам. Чаще применяются для сред с механическими включениями.
- С выдвижным шпинделем: Резьбовая часть шпинделя и ходовая гайка вынесены за пределы корпуса. Конструкция обеспечивает легкое обслуживание, защиту резьбы от коррозии и абразивного износа средой. Имеет большую строительную высоту.
- С невыдвижным (погружным) шпинделем: Резьба шпинделя находится в контакте с рабочей средой. Более компактна, но резьба подвержена воздействию среды, что усложняет обслуживание. Применяется при ограничениях по габаритам и для неагрессивных сред.
- Чугунные (Ч): Серый чугун (СЧ) и ковкий чугун (КЧ). Применяются для воды, пара, неагрессивных сред при температуре до +300°С и давлении до PN16. Отличаются низкой стоимостью.
- Стальные (Ст): Углеродистая сталь (25Л, 30Л), легированная (09Г2С) и нержавеющая сталь (12Х18Н9ТЛ, 08Х18Н10Т). Универсальны, работают в широком диапазоне температур (от -60 до +600°С) и давлений (до PN250). Применяются для пара, горячей воды, нефтепродуктов, агрессивных сред.
- Латунные/Бронзовые (Л/Бр): Для морских систем, слабоагрессивных сред, топлива.
- Теплоэнергетика: Вспомогательные линии питательной воды, конденсата, дренажные линии, обвязка деаэраторов, подпиточные линии тепловых сетей с параметрами до PN40 и температурой до 425°C.
- Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и распределительные сети холодной и горячей воды, линии промывки и отключения участков трубопроводов.
- Нефтегазовая промышленность: Технологические линии низкого и среднего давления, обвязка резервуаров, топливные линии.
- Химическая промышленность: Транспортировка химических сред (с выбором соответствующего материала корпуса и уплотнений – нержавеющая сталь, фторопласт).
- Паропроводы: Вспомогательные паропроводы насыщенного и перегретого пара.
- Перед установкой необходимо провести визуальный контроль, очистить фланцы и внутреннюю полость от загрязнений.
- Монтажное положение задвижки – любое, кроме маховиком вниз. Предпочтительно горизонтальное расположение шпинделя. Это предотвращает скопление шлама в приводной части.
- Фланцы трубопровода должны быть строго параллельны и соосны. Запрещается компенсировать перекосы трубопровода затяжкой крепежных шпилек задвижки.
- Уплотнение фланцевого соединения выполняется прокладками (паронит, фторопласт, металлические) в соответствии с параметрами среды.
- Затяжку крепежных гаек производить крест-накрест динамометрическим ключом с моментом, указанным в паспорте изделия.
- После монтажа необходимо провести испытание на герметичность и работоспособность (открытие/закрытие) на рабочих параметрах.
- Регулярная проверка на отсутствие внешних протечек по сальниковому уплотнению и фланцевым соединениям.
- Смазка ходовой пары (шпиндель-гайка) и подшипников маховика согласно регламенту производителя.
- При появлении протечки по сальнику – подтяжка сальникового уплотнения нажимной втулкой. При износе сальника – перепаковка.
- Контроль плавности хода, отсутствия заеданий и посторонних шумов.
- Для задвижек с невыдвижным шпинделем – особое внимание состоянию резьбы, работающей в среде.
- Малое гидравлическое сопротивление в полностью открытом положении.
- Простота конструкции и обслуживания, особенно у моделей с выдвижным шпинделем.
- Универсальность по направлению потока среды.
- Надежность и длительный срок службы при правильной эксплуатации.
- Широкий диапазон рабочих параметров за счет различных материалов.
- Большая строительная высота и масса (особенно у стальных задвижек с выдвижным шпинделем).
- Длительное время открытия/закрытия (не подходят для систем, требующих быстрого срабатывания).
- Износ уплотнительных поверхностей в промежуточных положениях, поэтому не рекомендуется для регулирования потока.
- Сложность ремонта затвора и седел при их повреждении без демонтажа с трубопровода.
- Попытаться слегка постучать по корпусу (не по шпинделю) для срыва возможного налета.
- Сделать несколько попыток открытия/закрытия с небольшим усилием.
- Если задвижка не эксплуатировалась долгое время, возможно закисание шпинделя. Требуется обработка проникающей смазкой (WD-40 и аналоги) и постепенная разработка.
- В крайнем случае – демонтаж и разборка для ревизии и ремонта.
По типу шпинделя:
По материалу корпуса и уплотнений:
Выбор материала определяется давлением, температурой и агрессивностью рабочей среды.
Основные технические параметры и стандарты
Задвижки Ду 50 характеризуются рядом ключевых параметров, которые необходимо учитывать при подборе.
Таблица 1. Основные параметры задвижек фланцевых Ду 50
| Параметр | Обозначение | Типовые значения для Ду 50 | Комментарий |
|---|---|---|---|
| Условный проход | DN / Ду | 50 мм | Номинальный внутренний диаметр присоединения |
| Условное давление | PN / Ру | PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100, PN160 | Макс. избыточное давление при температуре 20°C |
| Рабочее давление | Pр | Зависит от температуры и материала | Макс. давление при рабочей температуре |
| Исполнение уплотнений | — | Климатическое (У1), для тропиков (Т1), морское (М1) | Определяет стойкость к внешней среде |
| Тип присоединения | — | Фланцевое по ГОСТ 33259 (ранее ГОСТ 12815), DIN EN 1092-1, ASME B16.5 | Фланцы с уплотнительной поверхностью «шип-паз», «выступ-впадина», гладкая |
| Рабочая температура | — | От -60°C до +600°C | Зависит от материала корпуса и уплотнений |
| Класс герметичности | ГОСТ 9544 | А, В, С (для арматуры), по ГОСТ 9544 | Класс А – нулевая протечка, наиболее высокий |
Таблица 2. Соответствие давлений и материалов (пример)
| Материал корпуса | Марка материала | Макс. рабочее давление PN (для Ду 50) | Диапазон рабочих температур, °C |
|---|---|---|---|
| Чугун | СЧ20, КЧ30 | PN16 (1.6 МПа) | -15…+300 |
| Углеродистая сталь | 25Л, 30Л | PN40 (4.0 МПа) | -40…+425 |
| Легированная сталь | 09Г2С | PN63 (6.3 МПа) | -60…+450 |
| Нержавеющая сталь | 12Х18Н9ТЛ | PN100 (10.0 МПа) | -60…+600 |
Области применения в энергетике и смежных отраслях
Задвижки Ду 50 находят применение в системах, требующих надежного отсечения потока с минимальными гидравлическими потерями в открытом состоянии.
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечной и безопасной работы арматуры.
Требования к монтажу:
Техническое обслуживание:
Преимущества и недостатки фланцевых задвижек Ду 50
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается задвижка Ду 50 PN16 от PN25?
Основное отличие – в толщине стенок корпуса, конструкции и материале уплотнений, а также в испытательном давлении. Задвижка PN25 рассчитана на более высокое рабочее давление (2.5 МПа при 20°C) и имеет более массивные фланцы с крепежными отверстиями, соответствующими более высокому классу давления. Использование задвижки PN16 в системе на PN25 недопустимо по соображениям безопасности.
Как правильно подобрать материал задвижки для горячей воды (110°C) и пара (180°C)?
Для горячей воды до 120-150°C при давлениях до 16 бар подойдут чугунные задвижки. Для пара с температурой 180°C и выше необходимо применять стальные задвижки (из углеродистой стали 25Л), так как чугун становится хрупким при длительном воздействии высоких температур и перепадов. Для пара также критично конструктивное исполнение – предпочтительны задвижки с выдвижным шпинделем.
Что означает климатическое исполнение У1, ХЛ1 на задвижке?
Это обозначения по ГОСТ 15150, определяющие стойкость изделия к климатическим условиям. У1 – для умеренного климата (рабочая температура окружающего воздуха от -40°C до +40°C). ХЛ1 – для холодного климата (от -60°C до +40°C). Исполнение влияет на материал сальникового уплотнения, смазку и иногда на материал корпуса (для ХЛ1 может применяться сталь, устойчивая к хладноломкости).
Почему задвижку нельзя использовать для регулирования расхода?
В частично открытом положении поток среды с высокой скоростью воздействует на уплотнительные поверхности затвора и седел, вызывая их интенсивный эрозионно-кавитационный износ. Это приводит к потере герметичности в закрытом положении. Для регулирования применяется специализированная арматура – регулирующие клапаны и краны.
Как часто необходимо проводить техническое обслуживание задвижки?
Периодичность ТО регламентируется производителем и внутренними регламентами предприятия. Как правило, плановый осмотр и смазку проводят 1-2 раза в год. Оперативную проверку на герметичность и легкость хода – перед началом каждого отопительного сезона (для ЖКХ) или согласно графику ППР (планово-предупредительных ремонтов) на промышленном объекте.
Что делать, если задвижка «заклинила» и не проворачивается?
Не применять чрезмерных усилий на маховик или ключ. Необходимо:
Причиной часто является коррозия или попадание твердых частиц в зону седел.
Заключение
Задвижка фланцевая Ду 50 – стандартизированный, надежный и проверенный тип запорной арматуры для трубопроводных систем среднего диаметра. Ее правильный выбор, основанный на анализе рабочих параметров (давление, температура, среда), материала исполнения и типа конструкции, определяет бесперебойную работу технологической линии на протяжении десятилетий. Соблюдение правил монтажа и регламента технического обслуживания является обязательным условием для обеспечения безопасности и долговечности как самой арматуры, так и всего трубопроводного контура в энергетических и промышленных объектах.