Задвижка с электроприводом (электроприводная задвижка, задвижка с ЭП) – это трубопроводная арматура, предназначенная для полного перекрытия потока рабочей среды, управление которой осуществляется посредством электрического многооборотного привода. Данный тип арматуры является ключевым элементом систем автоматизации и дистанционного управления в магистральных трубопроводах, системах водоснабжения, тепловых сетях, нефтегазовой и химической промышленности, а также в объектах энергетики. Основная функция – обеспечение надежного запирания потока с возможностью интеграции в системы АСУ ТП.
Конструктивно электроприводная задвижка состоит из двух основных узлов: собственно задвижки и установленного на нее электромеханического привода.
| Материал корпуса | Марка сплава/стандарт | Типичное применение | Диапазон давлений (PN), бар |
|---|---|---|---|
| Чугун | СЧ20, ВЧ40 | Водоснабжение, канализация, неагрессивные среды | 10 — 16 |
| Углеродистая сталь | 25Л, WCB | Пар, горячая вода, нефтепродукты, магистральные трубопроводы | 16 — 100 |
| Нержавеющая сталь | 12Х18Н10Т, CF8, CF8M | Агрессивные среды, пищевая, химическая промышленность | 16 — 160 |
| Латунь/Бронза | ЛС59, БрАЖ | Системы отопления, судовые системы, небольшие диаметры | 10 — 40 |
Выбор осуществляется на основе комплексного анализа параметров технологического процесса.
Стандартный электропривод подключается к сети ~380В или ~220В. Управляющие сигналы («Открыть», «Закрыть», «Стоп») подаются с контроллера или шкафа управления через релейные или полупроводниковые выходы. Обратная связь о положении («Открыто», «Закрыто», «Авария») передается на дискретные входы контроллера. Для позиционирования используется аналоговый сигнал 4-20 мА от датчика положения привода. Современные интеллектуальные приводы имеют встроенные модули связи, что позволяет включать их в цифровой контур управления по промышленной сети, получая данные о моменте, количестве циклов, температуре и диагностические предупреждения.
| Тип арматуры | Основная функция | Преимущества | Недостатки (по сравнению с задвижкой) |
|---|---|---|---|
| Задвижка с ЭП | Запорная | Малое гидравлическое сопротивление в открытом состоянии, возможность применения на магистралях большого диаметра, простота конструкции. | Большая строительная высота и масса, длительное время срабатывания, износ уплотнительных поверхностей в промежуточных положениях. |
| Шаровой кран с ЭП | Запорная/запорно-регулирующая | Высокая герметичность, малое время срабатывания, компактность, возможность использования для частых переключений. | Высокая стоимость на большие диаметры (обычно >DN300), невозможность применения на некоторых абразивных средах. |
| Поворотный затвор с ЭП | Запорная/регулирующая | Компактность и малый вес, низкая стоимость, быстрое срабатывание. | Ограничение по давлению (обычно до PN16-25), наличие остаточного напряжения на штоке, ограниченная герметичность на больших диаметрах. |
| Регулирующий клапан с ЭП | Регулирующая | Точное пропорциональное управление расходом, широкий диапазон настроек. | Высокое гидравлическое сопротивление, сложная конструкция, высокая стоимость, не предназначен для полного отсечения потока. |
Требуемый момент складывается из момента трения в уплотнениях (зависит от давления, диаметра, типа сальника) и момента, обусловленного перепадом давления на затворе. Точные данные указываются в паспорте (техническом каталоге) задвижки в виде графиков или таблиц для разных перепадов. Привод выбирается с номинальным моментом (Mн), превышающим расчетный на 15-30%. Недостаточный момент приведет к остановке привода, избыточный – к риску поломки шпинделя или затвора.
Стандартные задвижки с двухпозиционным ЭП не предназначены для регулирования. Длительная работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу, вибрации и эрозии уплотнительных поверхностей. Для регулирования следует применять специальные задвижки с профилированным клином и приводом с позиционером, либо выбрать другой тип арматуры (регулирующий клапан, шаровой кран с позиционером).
Это независимые параметры, отвечающие за разные риски. Класс взрывозащиты (Ex) предотвращает воспламенение окружающей взрывоопасной атмосферы. Степень защиты IP (например, IP67) гарантирует защиту от проникновения пыли и воды, что определяет возможность работы в условиях улицы, в пыльных цехах или при прямом обливании. Для наружной установки во взрывоопасной зоне необходимо соблюдение обоих параметров (например, Ex d IIC T6 и IP67).
Основные причины: механическое заклинивание затвора (отложения, посторонний предмет), износ или повреждение редуктора, неисправность обмотки электродвигателя (межвитковое замыкание), неправильная настройка муфты ограничения крутящего момента (уставка превышает возможности электродвигателя). Необходимо проверить задвижку на возможность ручного управления, измерить потребляемый ток и сопротивление изоляции двигателя.
Периодичность ТО регламентируется производителем и условиями эксплуатации. Для ответственных систем рекомендуется:
Для арматуры, работающей в агрессивной среде или в режиме редкого использования, осмотры проводятся чаще.
У задвижек с выдвижным шпинделем резьбовая часть шпинделя и ходовая гайка вынесены за пределы зоны рабочей среды. Это увеличивает строительную высоту, но защищает резьбу от коррозии и абразивного износа, облегчает обслуживание. Применяется для агрессивных, абразивных и высокотемпературных сред. У задвижек с невыдвижным (вращаемым) шпинделем резьба находится внутри корпуса и контактирует со средой. Конструкция более компактна, но подвержена воздействию среды, сложнее в обслуживании. Применяется для неагрессивных сред (вода, воздух) при ограниченном пространстве.
Срок службы определяется условиями эксплуатации и качеством обслуживания. Для стальных задвижек на воде/паре среднего давления при регулярном ТО он может составлять 15-25 лет. Электропривод (редуктор, двигатель) имеет ресурс, выраженный в количестве циклов (обычно 10 000 – 100 000), что при нормальной эксплуатации также соответствует 10-15 годам. Критически важные узлы – сальниковые уплотнения и уплотнения седло-затвор – требуют периодической замены (ресурс 3-10 тыс. циклов).