Задвижки клиновые фланцевые Ду 50
Задвижки клиновые фланцевые Ду 50: конструкция, применение и технические аспекты
Задвижка клиновая фланцевая с условным проходом Ду 50 – это трубопроводная арматура, предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах диаметром 50 мм (что соответствует 2 дюймам). Ее основная функция – запорная. Устройство не предназначено для регулирования расхода среды и должно эксплуатироваться в положениях «полностью открыто» или «полностью закрыто». Конструкция основана на затворе в форме клина, который перемещается перпендикулярно оси потока среды между параллельными седлами корпуса. Фланцевое соединение обеспечивает надежное крепление к ответным фланцам трубопровода посредством шпилек или болтов.
Конструктивные особенности и принцип действия
Основными элементами задвижки клиновой фланцевой Ду 50 являются:
- Корпус и крышка. Изготавливаются методом литья, штамповки или сварки из различных марок стали, чугуна или цветных сплавов. Формируют рабочую полость и обеспечивают номинальное давление. Соединение корпуса и крышки – фланцевое на болтах, что облегчает обслуживание и ремонт.
- Затвор (клиновой). Выполнен в форме двухдискового или цельноклинового диска. В двухдисковом исполнении клин состоит из двух дисков, соединенных под углом и раздвигаемых распорным элементом. Это обеспечивает более плотную посадку в седла и снижает риск заклинивания при температурных деформациях или износе.
- Седла. Как правило, являются частью корпуса или выполняются в виде наплавленных или запрессованных колец из коррозионно-стойких материалов.
- Шпиндель (шток). Передает усилие от привода на затвор. Бывает двух типов: выдвижной (при открытии резьбовая часть выходит за пределы корпуса) и невыдвижной (погружной). Выдвижной шпиндель удобен для визуального контроля положения, менее подвержен коррозии в рабочей зоне, но требует большего монтажного пространства.
- Уплотнительные элементы. Сальниковое уплотнение (набивка) в районе прохода шпинделя через крышку предотвращает утечку среды наружу. Материал набивки (графит, Асбест, PTFE) подбирается под параметры среды.
- Привод. Ручной (маховое колесо, редуктор) или механизированный (электрический, пневматический, гидравлический). Для Ду 50 часто применяется ручное управление, но возможна установка приводов для автоматизации или дистанционного управления.
- Условный проход (Ду, DN): 50 мм.
- Условное давление (Ру, PN): Стандартный ряд: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250. Наиболее распространены для данного диаметра – PN16 и PN25.
- Класс давления (Class): В стандартах ASME/API: 150, 300 и др.
- Температура рабочей среды: Зависит от материала корпуса и уплотнений. Указывается в паспорте изделия.
- Строительная длина: По ГОСТ 3706-93 для задвижек Ду 50 составляет, например, 250 мм (для PN16). По стандартам ANSI/ASME B16.10 – 216 мм (для Class 150).
- Соединение с трубопроводом: Фланцевое. Тип фланца должен соответствовать фланцам трубопровода (например, ГОСТ 33259, DIN EN 1092-1, ASME B16.5).
- Направление потока: Как правило, не регламентировано, но чаще подача под клин.
- Герметичность по ГОСТ 9544: Классы А, В, С – для затвора; классы Ж, З, И – для сальникового соединения.
- Теплоэнергетика: Вспомогательные линии питательной воды, дренажные линии, системы подпитки, трубопроводы низкого и среднего давления пара.
- Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и распределительные сети холодной и горячей воды, технологические линии на насосных станциях.
- Нефтегазовая промышленность: Технологические линии с нефтепродуктами, мазутом, сжиженным газом (в соответствующем исполнении).
- Химическая промышленность: Трубопроводы с химически нейтральными средами в исполнении из углеродистой или нержавеющей стали.
- Промышленные предприятия: Системы пожаротушения, технологические трубопроводы сжатого воздуха, инертных газов.
- Малое гидравлическое сопротивление в полностью открытом положении.
- Простота конструкции и обслуживания.
- Возможность применения для сред с высокой вязкостью.
- Универсальность по направлению потока.
- Относительно небольшая строительная длина (по сравнению с кранами).
- Большая строительная высота (особенно с выдвижным шпинделем).
- Длительное время открытия/закрытия.
- Износ уплотнительных поверхностей в промежуточных положениях.
- Сложность ремонта изношенных седел и клина в полевых условиях.
- Высокое требуемое усилие для управления при больших перепадах давления.
Материальное исполнение и типы клина
Выбор материала определяется рабочими параметрами среды (давление, температура, агрессивность).
| Материал корпуса | Обозначение | Основные среды | Диапазон температур, °C |
|---|---|---|---|
| Чугун серый | Ч | Вода, пар, нейтральные газы | -15…+300 |
| Чугун с шаровидным графитом | ЧШГ | Вода, пар (более высокое давление) | -30…+350 |
| Углеродистая сталь | С | Вода, пар, нефтепродукты, масла | -40…+425 |
| Нержавеющая сталь | НЖ | Агрессивные среды: кислоты, щелочи, пищевые продукты | -60…+450 |
| Латунь/Бронза | Л/Бр | Морская вода, пар, топливо | -20…+250 |
| Тип клина | Конструкция | Преимущества | Недостатки | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| Цельноклиновой | Жесткий цельный клин | Простая и прочная конструкция | Риск заклинивания при перепадах температуры, высокие требования к точности обработки седел | Среды с постоянными параметрами, не склонные к отложениям |
| Двухдисковый упругий | Два диска, соединенных упругим элементом | Компенсирует износ и температурные деформации, лучшее уплотнение, меньшее усилие при закрытии | Более сложная и дорогая конструкция | Универсальное применение для пара, горячей воды, нефтепродуктов. Наиболее распространенный тип. |
| Двухдисковый распорный | Диски с распорным клином или пружиной | Высокая герметичность, износостойкость | Сложность конструкции, высокая стоимость | Ответственные трубопроводы с высокими параметрами, агрессивные среды. |
Технические характеристики и стандарты
Задвижки Ду 50 изготавливаются в соответствии с национальными (ГОСТ, DIN) и международными (API, ISO) стандартами. Ключевые параметры:
Область применения в энергетике и промышленности
Задвижки клиновые фланцевые Ду 50 находят широкое применение в системах, требующих надежного отсечения участка трубопровода:
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечной работы. Перед установкой необходимо проверить арматуру на отсутствие повреждений и чистоту внутренней полости. Монтаж осуществляется на прямолинейном участке трубопровода с обеспечением соосности фланцев. Запрещается использовать фланцевые соединения для компенсации несоосности. Усилие затяжки болтов/шпилек должно распределяться равномерно по диагонали в соответствии с нормативной документацией. При эксплуатации не допускается использование дополнительных рычагов для закрытия/открытия, если задвижка не идет от руки. Положение «регулирование» недопустимо из-за высокоскоростного износа уплотнительных поверхностей затвора. Техническое обслуживание включает периодическую проверку на герметичность, подтяжку сальникового уплотнения (при наличии регулирующей гайки) и смазку резьбовой части шпинделя и ходовой гайки.
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем задвижка клиновая отличается от задвижки шиберной (ножевой)?
Клиновая задвижка использует клиновой затвор, который прижимается к седлам под углом, обеспечивая герметизацию. Шиберная задвижка имеет одно- или двухножевой затвор, который перемещается как гильотина и применяется преимущественно для сред с высокой вязкостью или содержащих твердые включения (шламы, пульпы). Для чистых сред общего назначения (вода, пар) применяется клиновая конструкция.
Как правильно выбрать материал уплотнительных поверхностей для задвижки Ду 50?
Выбор зависит от среды. Для воды и пара до +425°C часто применяется уплотнение «сталь по стали» (Ст/Ст) или с наплавкой стеллита. Для более высоких требований к герметичности и агрессивных сред используются кольца из фторопласта (PTFE), резины (EPDM, NBR) или композитных материалов. В паспорте арматуры указывается комбинация материалов седло-затвор (например, Ст/НЖ, Ст/PTFE).
Что означают обозначения 30с41нж, 30ч6бр и подобные?
Это индексы моделей по ГОСТ или ТУ. Расшифровка: «30» – номер типа (задвижка), «с» – материал корпуса (сталь углеродистая), «41» – номер модели, «нж» – материал уплотнительных поверхностей (нержавеющая сталь). «30ч6бр»: ч – чугун, 6 – модель, бр – латунь/бронза. Цифры после букв могут обозначать давление (30ч39р – Ру 10).
Можно ли устанавливать задвижку Ду 50 с электрическим приводом вертикально, шпинделем вниз?
Нет, это не рекомендуется для стандартных конструкций. При вертикальном монтаже предпочтительно положение шпинделем вверх. Положение шпинделем вниз может привести к скоплению абразивных частиц в зоне сальникового уплотнения и резьбовой пары шпиндель-гайка, что вызовет их ускоренный износ и возможное заклинивание. Допустимое положение монтажа всегда указано в паспорте изделия.
Как часто требуется проводить техническое обслуживание и ревизию задвижки?
Периодичность ТО регламентируется графиком планово-предупредительных ремонтов (ППР) предприятия. Для ответственных систем типовой интервал – 1 раз в 6-12 месяцев. Обслуживание включает: проверку на внешние утечки, контроль легкости хода шпинделя, подтяжку сальниковой набивки (при необходимости), смазку. Полная ревизия с разборкой, заменой уплотнений и притиркой затвора проводится при обнаружении негерметичности или увеличении усилия управления сверх нормы.
Почему задвижку нельзя использовать для регулирования расхода?
При частичном открытии поток среды с высокой скоростью воздействует на узкую зону контакта клина и седла, вызывая кавитационный износ, эрозию и вибрацию. Это приводит к быстрой потере герметичности и выходу арматуры из строя. Для регулирования применяются клапаны (вентили) или шаровые краны с специальным исполнением.
Как перевести давление из Ру (PN) в Class (ASME)?
Прямого перевода не существует, так как системы стандартов разные. Однако можно ориентироваться на примерное соответствие при комнатной температуре: PN16 примерно соответствует Class 150, PN25 – Class 150/250, PN40 – Class 300. При выборе арматуры для замены необходимо учитывать не только цифровое значение, но и стандарт фланцев (геометрию, материалы), а также рабочие температуру и давление.