Задвижка клиновая фланцевая с ручным приводом представляет собой трубопроводную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды. Её основная функция – запорная, регулирование расхода с её помощью не предусмотрено. Конструкция основана на запирающем элементе в форме клина, который перемещается перпендикулярно оси потока между параллельными седлами корпуса. Фланцевое соединение обеспечивает надежное крепление к трубопроводу, а ручной привод (штурвал или редуктор) позволяет управлять положением затвора без применения внешних энергоресурсов.
Основными элементами клиновой фланцевой задвижки являются: литой или штампованный корпус, крышка, клиновой затвор, седла, шпиндель (шток), сальниковое уплотнение и ручной привод. Корпус, как правило, изготавливается из углеродистой, легированной, нержавеющей стали, чугуна или цветных сплавов, в зависимости от рабочей среды. Фланцы на корпусе и крышке соответствуют стандартам ГОСТ, DIN, ANSI и имеют уплотнительные поверхности (шип-паз, выступ-впадина, гладкая).
Клиновой затвор может быть трех типов:
Шпиндель может быть выдвижным (невыдвижным). Выдвижной шпиндель выходит из сальниковой коробки при открывании, что позволяет визуально контролировать положение затвора, облегчает обслуживание и защищает резьбу от воздействия рабочей среды. Ручной привод включает маховик (штурвал) и ходовую гайку. Для задвижек с условным диаметром (Ду) более 200 мм, как правило, применяется редукторный привод, снижающий требуемое усилие оператора.
Выбор материала определяется параметрами рабочей среды: давлением, температурой, химическим составом, абразивностью.
| Элемент арматуры | Материал | Сфера применения |
|---|---|---|
| Корпус, крышка | Чугун ВЧШГ (GGG-40) | Вода, пар, нейтральные среды, Ру до 16 бар, t до 120°C. |
| Корпус, крышка | Углеродистая сталь 25Л, 35Л | Пар, вода, нефтепродукты, Ру до 160 бар, t до 425°C. |
| Корпус, крышка | Нержавеющая сталь 12Х18Н9ТЛ, CF8 | Агрессивные среды (кислоты, щелочи), пищевая промышленность. |
| Затвор, седла | Латунь, бронза | Морская вода, пар низкого давления. |
| Уплотнение седел | Без уплотнения (металл по металлу) | Высокие температуры, абразивные среды. |
| Уплотнение седел | Эластомер (EPDM, NBR, Viton) | Повышенная герметичность, вода, нефтепродукты, химия (в зависимости от типа резины). |
| Шпиндель | Нержавеющая сталь | Все среды, обеспечивает коррозионную стойкость и прочность. |
Задвижки классифицируются по нескольким ключевым признакам:
Основные параметры выбора:
| Условное давление, Ру (PN) | Пробное давление, бар | Макс. рабочее давление при температуре, бар |
|---|---|---|
| 16 (PN16) | 24 | 16 (при 0…+120°C) |
| 15 (при +121…+200°C) | ||
| 13 (при +201…+300°C) | ||
| 40 (PN40) | 60 | 40 (при 0…+120°C) |
| 37 (при +121…+200°C) | ||
| 34 (при +201…+300°C) |
В энергетическом секторе задвижки с ручным приводом применяются, преимущественно, на вспомогательных и дренажных линиях, в системах технического водоснабжения (ТВС), химводоочистки (ХВО), в магистралях низкого и среднего давления, не требующих частых переключений. Их устанавливают:
В промышленности они используются на технологических линиях, где не требуется дистанционное или автоматическое управление, а циклы срабатывания редки.
Монтаж фланцевой задвижки осуществляется на подготовленный трубопровод с соблюдением соосности фланцев. Между фланцами устанавливается уплотнительная прокладка (паронитовая, фторопластовая, спирально-навитая), соответствующая среде и температуре. Затяжка болтовых соединений производится крест-накрест с рекомендуемым моментом затяжки. Задвижка должна быть установлена в таком положении, чтобы маховик был доступен для обслуживания, а шпиндель (если выдвижной) не подвергался механическим повреждениям. Допускается монтаж в любом пространственном положении, однако предпочтительно вертикальное расположение шпинделя.
Эксплуатация требует соблюдения паспортных параметров (давление, температура). Задвижка должна находиться либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом положении. Длительная работа при частичном открытии приводит к гидроабразивному износу седел и затвора. Техническое обслуживание включает периодическую проверку на герметичность, подтяжку сальникового уплотнения (при наличии сальника), смазку резьбовой части шпинделя и ходовой гайки, а также окраску и очистку от загрязнений.
Преимущества:
Недостатки:
Клиновая задвижка перекрывает поток с помощью клина, входящего между двумя наклонными или параллельными седлами, и предназначена для сред с низкой вязкостью и абразивностью (вода, пар, газ, нефтепродукты). Шиберная (ножеввая) задвижка использует плоский нож, который перерезает поток и применяется преимущественно для вязких, шламовых и пульпообразных сред. Конструкция и уплотнение принципиально разные.
При частичном открытии затвор задвижки находится в зоне высокоскоростного потока, что вызывает вибрацию, кавитацию и интенсивный гидроабразивный износ уплотнительных поверхностей седел и клина. Это быстро приводит к потере герметичности в закрытом положении. Для регулирования предназначена другая арматура – регулирующие клапаны, дисковые поворотные затворы (для больших диаметров).
Жесткий клин выбирают для сред со стабильными температурными условиями, где риск тепловых деформаций корпуса минимален (например, водопроводные сети). Двухдисковый упругий клин является универсальным выбором для большинства применений в энергетике и промышленности, особенно для сред с переменными температурными параметрами (пар, горячая вода), так как компенсирует возможные перекосы.
Это условное обозначение по системе ЦКБА: «30» – задвижка; «с» – привод ручной (штурвал); «41» – номер модели; «нж» – материал корпуса (нержавеющая сталь). Также на корпусе наносятся: DN (Ду), PN (Ру), стрелка направления потока, товарный знак производителя, марка стали, давление и температура.
Периодичность ТО определяется регламентом предприятия, но в общем случае проверка и подтяжка сальника проводится при появлении признаков протечки по шпинделю (каплеобразование). Профилактический осмотр рекомендуется проводить не реже одного раза в 6 месяцев. Для сред с высокой температурой или агрессивностью интервалы сокращаются.
Да, большинство задвижек с ручным приводом имеют стандартизированный интерфейс (фланец) для установки электропривода (электромеханического или редукторного с мотором). При этом необходимо убедиться, что крутящий момент, развиваемый приводом, соответствует моменту трения задвижки, а также предусмотреть переходную плиту и ограничительные устройства.
Срок службы определяется условиями эксплуатации, качеством изготовления и соблюдением регламента обслуживания. Для стальных задвижек на воде и паре среднего давления при штатных условиях он может составлять 15-25 лет и более до первого капитального ремонта. Ресурс по количеству циклов «открыто-закрыто» для задвижек с обрезиненными седлами составляет обычно несколько тысяч циклов.