Задвижки с обрезиненным клином Ду150
Задвижки с обрезиненным клином Ду150: конструкция, применение и технические аспекты
Задвижка с обрезиненным клином (ЗК) Ду150 представляет собой запорную арматуру с условным проходом 150 мм, в которой затвор выполнен в виде двух металлических дисков (клина), пространство между которыми герметично заполнено эластомером (резиной). Принцип действия основан на перекрытии потока среды за счет поступательного перемещения клина в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода. Основное отличие от стальных задвижек – обеспечение герметичности не за счет притирки металлических поверхностей, а за счет упругой деформации резинового уплотнения, которое при закрытии плотно прижимается к поверхности корпуса (седлу).
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструкция задвижки с обрезиненным клином Ду150 включает следующие ключевые элементы:
- Корпус. Изготавливается из чугуна (чаще всего ВЧШГ – высокопрочный чугун с шаровидным графитом, реже – серый чугун) или стали (углеродистой, нержавеющей). Корпус имеет фланцевое присоединение по ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12815-80) на давление Ру16 или Ру25. Внутри корпуса отлиты два седла, к которым при закрытии прижимается обрезиненный клин.
- Затвор (обрезиненный клин). Состоит из двух металлических дисков, соединенных между собой. Полость между дисками заполнена резиновой смесью, которая вулканизируется и образует монолитную конструкцию. При закрытии задвижки клин опускается, и резиновая оболочка, сжимаясь, плотно обжимает седла корпуса, обеспечивая двустороннюю герметичность.
- Шпиндель (шток). Передает усилие от привода на клин. Может быть выдвижным (нерегулируемым) или невыдвижным. Выдвижной шпиндель позволяет визуально контролировать положение затвора и менее подвержен коррозии в рабочей зоне.
- Уплотнение шпинделя. Осуществляется сальниковым уплотнением с набивкой из графита или PTFE, либо сильфонным узлом для сред повышенной опасности.
- Привод. Управление осуществляется вручную (маховым колесом через редуктор) или с помощью электропривода, пневмопривода, гидропривода.
- Водоснабжение и водоотведение (холодная и горячая вода, сточные воды).
- Теплоснабжение (сетевая вода в системах отопления и ГВС).
- Пожаротушение (спринклерные и дренчерные системы).
- Неагрессивные технологические процессы в промышленности (воздух, пар низкого давления, нейтральные жидкости).
- По материалу корпуса: Чугунные (ВЧШГ), стальные.
- По типу присоединения: Фланцевые (преимущественно), межфланцевые.
- По типу привода: Ручные, с электроприводом.
- По давлению: Условное давление (Ру) 10, 16, 25 бар.
- Высокий класс герметичности (А), достигаемый без притирки.
- Относительно небольшое усилие на привод за счет отсутствия трения металла по металлу в момент закрытия/открытия.
- Коррозионная стойкость уплотнительных поверхностей.
- Полнопроходная конструкция, минимизирующая гидравлические потери.
- Длительный срок службы при работе в корректных средах.
- Простота обслуживания, возможность ремонта (замена клинового пакета).
- Ограниченный температурный диапазон, определяемый стойкостью эластомера.
- Неприменимость для абразивных сред (шламы, пульпы), которые разрушают резину.
- Чувствительность резинового уплотнения к длительному нахождению в закрытом состоянии под давлением (возможность «прилипания» клина).
- Как правило, большие строительные длина и масса по сравнению с шаровыми кранами того же Ду.
Сферы применения и рабочие среды
Задвижки Ду150 с обрезиненным клином применяются в системах, требующих полнопроходной арматуры с высоким коэффициентом герметичности. Основные области:
Важное ограничение: Данный тип арматуры не предназначен для работы с нефтепродуктами, маслами, агрессивными химическими средами и концентрированными кислотами/щелочами, которые разрушают резиновый уплотнитель.
Классификация и основные технические параметры
Задвижки Ду150 классифицируются по нескольким признакам:
Таблица 1. Основные технические характеристики задвижек с обрезиненным клином Ду150
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Условный проход (Ду, DN) | 150 мм |
| Условное давление (Ру, PN) | 10, 16, 25 бар |
| Рабочая температура | От -15°C до +130°C (зависит от марки резины) |
| Тип присоединения | Фланцевое по ГОСТ 33259-80 (ГОСТ 12815-80) |
| Материал корпуса | ВЧШГ (EN-GJS-500-7, ЧШГ), сталь 20Л, 25Л, 30Л |
| Материал клина | Чугун с обрезиниванием |
| Материал уплотнения клина | EPDM (вода, пар до 140°C), NBR (маслостойкая, ограниченно), натуральный каучук |
| Герметичность по ГОСТ 9544-2016 | Класс А (полная герметичность) |
| Ход клина (примерно) | 180-220 мм |
| Масса (ручная, ВЧШГ) | 45-65 кг |
Таблица 2. Сравнение типов резиновых уплотнений (эластомеров)
| Тип эластомера | EPDM (Этилен-пропиленовый) | NBR (Нитрил-бутадиеновый) |
|---|---|---|
| Основная стойкость | Горячая вода, пар, щелочи, кислотные растворы, озон | Нефтепродукты, масла, жиры, углеводороды, пропан, бутан |
| Температурный диапазон | -40°C … +130°C (кратковременно до +140°C) | -20°C … +100°C |
| Применение в Ду150 | Основной материал для водоснабжения и теплосетей | Редко, для специфических сред |
| Недостатки | Нестоек к маслам и жирам | Чувствителен к озону, ультрафиолету |
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж задвижки Ду150 должен производиться на прямолинейном участке трубопровода с обеспечением опор для исключения нагрузок изгиба. Запрещается использование арматуры в качестве опоры для труб. Фланцевые соединения следует стягивать крест-накрест, используя прокладки, соответствующие рабочей среде. Перед вводом в эксплуатацию обязательна промывка трубопровода для удаления окалины и мусора.
Эксплуатация требует периодического (не реже 1 раза в квартал) открытия-закрытия задвижки для предотвращения «прикипания» клина. Необходимо контролировать состояние сальникового уплотнения и подтягивать его при появлении течи. Основное ТО заключается в проверке легкости хода и герметичности, а при износе – в замене обрезиненного клинового пакета, что часто возможно без демонтажа корпуса с трубопровода.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем задвижка с обрезиненным клином Ду150 принципиально отличается от стальной задвижки?
Главное отличие – в принципе герметизации. В стальной задвижке герметичность обеспечивается плотным прилеганием металлических уплотнительных поверхностей клина и седел (клиновые, шиберные). В обрезиненной задвижке герметичность достигается за счет эластичной деформации резинового покрытия клина, что обеспечивает более высокий класс герметичности (А) и меньший крутящий момент для управления, но накладывает ограничения по температуре и химической стойкости.
Какая резина (EPDM или NBR) предпочтительнее для системы горячего водоснабжения?
Для ГВС и систем отопления однозначно предпочтителен эластомер EPDM. Он обладает высокой стойкостью к горячей воде (до 130-140°C), окислению и воздействию содержащихся в воде реагентов. NBR не рекомендуется для постоянной работы с водой при температурах выше 80°C и быстро деградирует.
Почему задвижку Ду150 с обрезиненным клином не рекомендуется использовать для перекрытия нефтепродуктов?
Стандартные уплотнительные эластомеры (EPDM) не стойки к углеводородам. Они набухают, теряют прочность и разрушаются, что приводит к потере герметичности. Специальные маслостойкие резины (NBR) могут применяться, но их температурный и ресурсный диапазон уже, что требует индивидуального подбора и не является типовым решением для данного вида арматуры.
Как часто необходимо обслуживать задвижку и в чем оно заключается?
Профилактическое обслуживание включает визуальный осмотр на предмет наружных протечек, проверку легкости хода от руки (для ручных задвижек) и контроль герметичности в закрытом положении. Рекомендуется проводить не реже 1 раза в 6 месяцев. Техническое обслуживание с подтяжкой сальникового уплотнения или заменой набивки выполняется по мере необходимости. Полный ремонт с заменой обрезиненного клина требуется при нарушении герметичности класса А.
Можно ли устанавливать задвижку Ду150 с электроприводом в колодец?
Да, но с соблюдением условий. Электропривод должен иметь соответствующую степень защиты оболочки (обычно не ниже IP67 для периодического затопления). Необходимо обеспечить доступ для обслуживания привода и арматуры. Шкаф управления должен быть размещен вне зоны возможного затопления.
Что означает «полнопроходная конструкция» и почему это важно?
Полнопроходная (full bore) конструкция означает, что диаметр проходного отверстия в седлах задвижки примерно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода Ду150. Это минимизирует гидравлическое сопротивление, предотвращает образование застойных зон и позволяет проводить через арматуру очистные устройства (скребки, шары) для трубопроводов.
Заключение
Задвижка с обрезиненным клином Ду150 является высокоэффективным и надежным решением для систем водоснабжения, теплоснабжения и пожаротушения. Ее ключевые преимущества – высокая герметичность, простота управления и долговечность – реализуются при строгом соблюдении условий эксплуатации по химическому составу и температуре рабочей среды. Правильный выбор материала эластомера (преимущественно EPDM), корректный монтаж и регулярное техническое обслуживание обеспечивают безотказную работу арматуры на протяжении всего расчетного срока службы, который может превышать 25 циклов. При выборе необходимо ориентироваться на техническую документацию (паспорт, руководство по монтажу и эксплуатации), соответствие требованиям ГОСТ и наличие разрешительной документации.