Задвижка стальная клиновая с выдвижным шпинделем фланцевая представляет собой трубопроводную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды. Ее основная функция – запорная, регулирование расхода не предусмотрено. Конструктивной особенностью является расположение ходового узла (шпиндель–гайка) вне пределов проточной части, что обеспечивает его защиту от коррозии и абразивного воздействия среды, а также позволяет визуально контролировать положение затвора по высоте поднятого шпинделя.
Основными сборочными единицами задвижки являются: корпус с крышкой, образующие полость; клиновой затвор; шпиндель (шток); гайка шпинделя; уплотнительные элементы; приводное устройство (маховое колесо, редуктор, электропривод). Фланцы, интегрированные в корпус, соответствуют стандартам ГОСТ, DIN или ANSI и служат для соединения с трубопроводом болтовыми стяжками с прокладкой.
Принцип действия основан на возвратно-поступательном движении шпинделя, который передает усилие от привода на клиновой затвор. При вращении маховика шпиндель выкручивается из ходовой гайки, которая закреплена в бугельном узле или крышке, и вместе с затвором перемещается вверх, открывая проход. Для закрытия процесс обратный: шпиндель вкручивается, затвор опускается в седла корпуса, герметично перекрывая канал.
Классификация стальных клиновых задвижек с выдвижным шпинделем проводится по нескольким ключевым признакам.
Выбор марки стали регламентируется рабочими параметрами среды и стандартами (ГОСТ 3326-86, ГОСТ 9698-86, API 600, API 6D).
| Деталь | Марка стали (для общего случая) | Применение / Примечание |
|---|---|---|
| Корпус, крышка | 25Л, 35Л, 20ГМЛ, A216 WCB | Углеродистые и легированные литейные стали для давлений до 25 МПа и температур от -40 до +425°C. |
| Корпус, крышка (для низких температур) | 09Г2СЛ, A352 LCB | Для работы при температурах до -60°C. |
| Корпус, крышка (коррозионностойкие) | 12Х18Н9ТЛ, 10Х17Н13М2ТЛ, A351 CF8, CF8M | Для агрессивных сред (кислоты, щелочи). |
| Шпиндель | 20Х13, 14Х17Н2, A182 F6a | Высокая прочность и коррозионная стойкость. |
| Клиновой затвор | 25Л с наплавкой, 20Х13, A216 WCB с наплавкой Stellite | Материал часто аналогичен корпусу, но уплотнительные поверхности упрочняются. |
| Седла корпуса | Наплавленный коррозионно-стойкий или износостойкий сплав | Обеспечивает герметичность и долговечность. |
| Уплотнение штока | Асбестовый или безасбестовый сальниковый набивкой (графит, PTFE) | Стандартное исполнение. Для высоких параметров – сильфонное уплотнение. |
При подборе задвижки для конкретных условий эксплуатации необходимо учитывать следующий комплекс параметров.
| Параметр | Обозначение / Ед. изм. | Описание и стандарты |
|---|---|---|
| Условный диаметр | DN (Ду) | Номинальный внутренний диаметр присоединения. Стандартный ряд: DN 50, 65, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 1000 и более. |
| Условное давление | PN (Ру) | Номинальное избыточное давление при температуре 20°C. Ряд: PN 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250. Соответствует классам давления ANSI: PN 20 ≈ Class 150, PN 50 ≈ Class 300. |
| Рабочая температура | °C | Диапазон температур рабочей среды, определяющий выбор материалов и тип уплотнений. |
| Рабочая среда | — | Вода, пар, нефть, нефтепродукты, аммиак, природный газ, химические вещества. Определяет коррозионную стойкость материалов. |
| Климатическое исполнение | по ГОСТ 15150 | У, УХЛ, ХЛ, Т – для различных температур окружающей среды. |
| Тип управления | — | Ручное (маховик), механизированное (редуктор, электропривод, пневмопривод, гидропривод). |
| Строительная длина | L | Расстояние между торцами присоединительных фланцев. Нормируется стандартами (ГОСТ 3706, ГОСТ 3326). |
| Строительная высота | H | Важный параметр для монтажа в стесненных условиях. |
| Класс герметичности | по ГОСТ 9544 | Классы А, В, С, D для затвора и С, D для сальникового уплотнения. Определяет допустимые утечки. |
Стальные клиновые задвижки с выдвижным шпинделем нашли широкое применение в системах, требующих высокой надежности и минимального гидравлического сопротивления в открытом состоянии.
Правильный монтаж и эксплуатация – залог долговечности и безотказной работы арматуры.
Монтаж: Перед установкой необходимо проверить комплектность, отсутствие повреждений и посторонних предметов внутри проточной части. Фланцевые соединения монтируются с использованием прокладок, соответствующих среде и параметрам. Болтовые соединения должны затягиваться крест-накрест с рекомендуемым моментом затяжки. Задвижка должна быть установлена в таком положении, чтобы шпиндель был направлен вертикально вверх или с отклонением не более, чем это указано в паспорте. Обязательна установка опор или подвесок под трубопровод для исключения нагрузки на корпус задвижки.
Эксплуатация: Запрещается использовать задвижку в качестве регулирующей арматуры. Открытие и закрытие должны производиться плавно, без рывков, до крайних положений. Не допускается приложение чрезмерных усилий к маховику – это признак неисправности (заклинивание, перекос). При использовании электропривода необходимо следить за соответствием его настроек (момент, ход) параметрам задвижки.
Техническое обслуживание (ТО): Включает периодический внешний осмотр на предмет отсутствия протечек по сальнику и фланцам, контроль состояния защитного покрытия. Основная операция – подтяжка или перепаковка сальникового уплотнения при появлении течи по шпинделю. При капитальном ремонте производится притирка уплотнительных поверхностей клина и седел, замена изношенных деталей.
У задвижки с выдвижным шпинделем ходовая гайка расположена вне зоны рабочей среды (над крышкой или в бугеле). При открытии шпиндель выдвигается на свою высоту хода, что увеличивает строительную высоту, но защищает резьбу от коррозии и абразива. У задвижки с невыдвижным шпинделем резьбовая пара находится в контакте со средой, строительная высота постоянна, но такая конструкция применяется для некоррозионных, неабразивных сред и ограниченных габаритов (например, подземная установка).
Жесткий клин выбирают для сред с относительно постоянными параметрами, без значительных температурных перепадов, где риск заклинивания минимален (вода, нефть). Двухдисковый (упругий) клин предпочтителен для сред с переменной температурой (пар, теплоноситель), а также для предотвращения заклинивания при длительной эксплуатации в закрытом положении, так как он лучше компенсирует тепловые деформации и износ седел.
На вертикальном трубопроводе задвижка должна устанавливаться так, чтобы маховик или привод находились в зоне доступности для обслуживания. Шпиндель должен быть ориентирован вертикально вверх или, в виде исключения, горизонтально (если это допускается производителем). Установка шпинделем вниз не рекомендуется из-за сложности обслуживания сальникового узла и попадания в него продуктов из трубопровода.
Это условное обозначение по ГОСТ 4666-75. Расшифровка: «30» – тип арматуры (задвижка клиновая); «с» – материал корпуса (сталь углеродистая); «41» – номер модели; «нж» – материал уплотнительных поверхностей (нержавеющая сталь). Далее в паспорте указываются DN, PN, направление среды, ГОСТ на арматуру.
Периодичность ТО сальника не регламентирована жестко и зависит от режима работы, температуры и агрессивности среды. Первую подтяжку сальниковой набивки рекомендуется выполнить после 100-200 циклов «открыто-закрыто» или при появлении первых признаков протечки. Полная перепаковка производится при исчерпании ресурса регулировочной втулки или при сильном износе набивки.
Теоретически возможно, но необходимо соблюдение условий: задвижка должна иметь соответствующее присоединительное место (квадрат на шпинделе, стандартные фланцы под привод); электропривод должен быть рассчитан на требуемый крутящий момент и число оборотов для конкретной задвижки; необходимо обеспечить наличие концевых выключателей и других устройств защиты. Рекомендуется использовать комплектные решения «задвижка+привод» или подбирать привод по каталогам производителя арматуры.