Задвижки клиновые Ду 150

Задвижки клиновые Ду 150: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Задвижка клиновая Ду 150 — это трубопроводная арматура с условным проходом 150 мм, предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах. Ее основная функция — запорная, она не предназначена для регулирования расхода и должна эксплуатироваться в положениях «полностью открыто» или «полностью закрыто». Клиновой затвор, перемещаемый перпендикулярно оси потока, обеспечивает высокую герметичность в закрытом состоянии за счет плотного прилегания к двум седлам корпуса под углом.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция задвижки клиновой Ду 150 включает несколько ключевых узлов:

• Корпус и крышка. Изготавливаются из литья, чаще всего из чугуна (ЧЧ, ВЧШГ), стали (углеродистой 25Л, 35Л, легированной, нержавеющей 12Х18Н9ТЛ, 08Х18Н10Т) или цветных сплавов. Корпус может быть цельным, но для диаметров от Ду 100 часто применяется составная конструкция с разъемным соединением корпуса и крышки на фланцах с прокладкой, что облегчает ремонт и обслуживание.
• Клиновой затвор. Сердцевина арматуры. Бывает трех типов:
  • Жесткий клин. Цельная деталь с уплотнительными поверхностями, расположенными под углом. Требует высокой точности изготовления для соответствия углу седел, может заклинивать при перепадах температур.
  • Двухдисковый (упругий) клин. Состоит из двух дисков, соединенных между собой разжимным элементом. Обеспечивает лучшую герметичность и меньший износ, компенсирует возможные перекосы и температурные деформации. Наиболее распространенный тип для современных задвижек Ду 150.
  • Резинометаллический клин (с обрезиненной поверхностью). Применяется в задвижках для воды и агрессивных сред, обеспечивает высокую герметичность по классу «А».
• Шпиндель (шток). Может быть выдвижным (невыдвижным). Выдвижной шпиндель имеет наружную резьбу, которая при открывании выходит за пределы сальникового узла, что позволяет визуально контролировать положение затвора и облегчает обслуживание. Именно такой тип характерен для задвижек больших диаметров, включая Ду 150.
• Сальниковый узел. Обеспечивает герметичность подвижного соединения шпиндель-крышка. Набивается сальниковым уплотнением (АП, графит) или использует сильфон (для особо ответственных сред).
• Привод. Управление задвижкой Ду 150 осуществляется, как правило, посредством ручного штурвала (маховика) с редуктором для уменьшения требуемого усилия. Также широко применяются электрические (ЭП) и пневматические приводы для автоматизации и дистанционного управления.
• Уплотнительные поверхности. Могут быть выполнены из материала корпуса (чаще для чугуна и стали) или иметь наплавку из коррозионно-стойких, износостойких сплавов (стеллит, эридит, никелевые сплавы).

Основные технические характеристики и параметры выбора

Выбор задвижки клиновой Ду 150 осуществляется на основе полного анализа рабочих параметров системы.

Таблица 1. Ключевые параметры для выбора задвижки Ду 150

Параметр	Типовые значения/варианты для Ду 150	Комментарий
Условный диаметр (Ду, DN)	150 мм	Соответствует наружному диаметру трубопровода 159-168 мм.
Условное давление (Ру, PN)	PN10, PN16, PN25, PN40 (1.0, 1.6, 2.5, 4.0 МПа)	Определяет класс прочности. Для магистральных сетей обычно PN16. Для высоких давлений — стальные PN40 и выше.
Температура рабочей среды	От -40°C до +450°C (зависит от материала)	Чугун: до +300°C. Углеродистая сталь: до +425°C. Нержавеющая сталь: шире диапазон.
Рабочая среда	Вода, пар, нефтепродукты, газ, химические вещества	Определяет материал корпуса, тип клина и уплотнений.
Материал корпуса	Чугун (ЧЧ, ВЧШГ), Сталь (Ст25, 09Г2С, 12Х18Н9Т), Латунь, Титан	Чугун — вода, пар низкого давления. Сталь — высокие давления/температуры, нефтегаз. Нержавейка — агрессивные среды.
Тип присоединения	Фланцевое (ГОСТ 33259, ГОСТ 12815), Муфтовое, Под приварку	Для Ду 150 — преимущественно фланцевое соединение. Фланцы должны соответствовать стандарту и исполнению уплотнительной поверхности (например, исполнение 1).
Тип клина	Жесткий, Двухдисковый, Резинометаллический	Двухдисковый — универсальный для большинства сред. Резинометаллический — для воды с высокой герметичностью.
Тип управления	Ручной (маховик, редуктор), Электропривод, Пневмопривод	Выбор зависит от требуемой скорости срабатывания и степени автоматизации.
Класс герметичности по ГОСТ 9544	А, В, С (для запорной арматуры)	Класс «А» — полная непроницаемость (чаще для резинометаллических клиньев).

Области применения задвижек клиновых Ду 150

Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленных и коммунальных сетях благодаря балансу между пропускной способностью, габаритами и стоимостью.

• ЖКХ и водоснабжение: Магистральные и распределительные сети холодного и горячего водоснабжения, сети пожаротушения. Применяются чугунные (ВЧШГ) или стальные задвижки с резинометаллическим или двухдисковым клином.
• Теплоэнергетика: Тепловые сети (теплотрассы), вводы в ЦТП и ИТП, технологические линии котельных. Используются стальные задвижки на давление PN16-PN25, рассчитанные на температуру теплоносителя до 150-200°C.
• Нефтегазовая отрасль: Технологические линии с нефтепродуктами, магистрали сырой нефти, газораспределительные пункты. Применяются стальные задвижки, часто с обрезиненным клином или с уплотнениями под конкретный тип углеводородов.
• Промышленность: Химические, пищевые, фармацевтические производства в качестве запорной арматуры на трубопроводах с различными средами. Материал исполнения подбирается под агрессивность среды (чаще нержавеющая сталь).

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Малое гидравлическое сопротивление в полностью открытом положении (прямолинейный проточный канал).
• Относительная простота конструкции и обслуживания.
• Возможность подачи среды в любом направлении (универсальность монтажа).
• Большой выбор материалов и типов исполнения под различные условия.
• Высокая надежность и длительный срок службы при правильной эксплуатации.

Недостатки:

• Большая строительная высота (из-за хода шпинделя) и масса.
• Длительное время открытия/закрытия.
• Износ уплотнительных поверхностей в зоне седел и клина, особенно при работе на абразивных средах.
• Сложность ремонта при износе седел в полевых условиях.
• Риск заклинивания при температурных деформациях (особенно для жесткого клина).

Монтаж и эксплуатация: ключевые требования

Правильный монтаж и эксплуатация критически важны для обеспечения заявленного ресурса арматуры.

• Монтаж: Задвижка устанавливается на прямом участке трубопровода между фланцами. Необходимо обеспечить соосность фланцев во избежание возникновения изгибающих моментов. Затяжка болтов должна производиться крест-накрест с рекомендуемым моментом затяжки. Обязательно проверяется свободный ход шпинделя до и после монтажа.
• Эксплуатация: Запрещается использовать задвижку для регулирования потока (дросселирования). Положение «наполовину открыто» приводит к вибрации, кавитации и ускоренному износу уплотнительных поверхностей. Перед пуском в новую систему необходимо промыть трубопровод для удаления окалины и мусора.
• Техническое обслуживание (ТО): Включает периодическую проверку герметичности сальникового уплотнения (подтяжка или перепаковка сальника), смазку резьбовой части шпинделя и ходовой гайки, проверку легкости хода. Для задвижек с ЭП — проверка работы концевых выключателей и момента затяжки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается задвижка Ду 150 с выдвижным шпинделем от невыдвижного?

У задвижки с выдвижным шпинделем резьбовая часть и ходовая гайка вынесены за пределы зоны рабочей среды, находятся снаружи и защищены кожухом. Это увеличивает строительную высоту, но резьба не подвергается коррозии и абразивному износу от среды, облегчается обслуживание и смазка. У невыдвижного шпинделя резьба находится внутри корпуса, контактируя со средой. Такая конструкция компактнее, но менее ремонтопригодна и применяется для некоррозионных, чистых сред. Для Ду 150 стандартом являются задвижки с выдвижным шпинделем.

Какой материал корпуса выбрать для воды и для пара?

Для сетей холодного и горячего водоснабжения (до +150°C) и пара низкого давления (до 1.6 МПа, +200°C) оптимальным по критерию цена/качество является высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ). Для пара высоких параметров (температура выше +200°C, давление выше 1.6 МПа) необходимо применять стальные задвижки из углеродистой (например, 25Л) или легированной стали.

Что означает климатическое исполнение на задвижке, например, У1 или ХЛ1?

Это обозначение по ГОСТ 15150, указывающее на стойкость арматуры к климатическим условиям. У1 — для умеренного климата с нижним пределом температуры эксплуатации -40°C. ХЛ1 — для холодного климата (до -60°C). Это влияет на материал сальникового уплотнения, смазку и тип покраски. Для северных регионов или наружной установки необходимо выбирать соответствующее исполнение.

Как часто нужно проводить техническое обслуживание задвижки Ду 150?

Периодичность ТО устанавливается паспортом изделия и графиком ППР предприятия. В среднем, для задвижек на водяных сетях рекомендуется проверка и подтяжка сальника каждые 6-12 месяцев, полное ТО с перепаковкой сальника и смазкой — каждые 3-5 лет. Для агрессивных сред или цикличной работы интервалы сокращаются. Задвижки с ЭП требуют более частой проверки электрической части.

Почему задвижку может заклинить в закрытом положении после длительного простоя?

Основная причина — коррозионное сращивание контактных поверхностей клина и седел, особенно при работе на воде без ингибиторов коррозии. Также возможна деформация из-за перепадов температур или попадание твердых частиц в зазор. Для предотвращения рекомендуется периодически (раз в квартал) проводить регламентные открытия-закрытия арматуры.

Можно ли установить электропривод на ручную задвижку Ду 150?

Да, большинство задвижек с выдвижным шпинделем и ручным управлением имеют стандартную конструкцию, предусматривающую возможность установки электропривода (например, вместо маховика монтируется адаптер и привод). Необходимо согласовать крутящий момент (Мом) на шпинделе задвижки и выходной момент привода, а также число оборотов для полного цикла.