Затворы дисковые с номинальным диаметром DN 150: конструкция, применение, выбор и монтаж

Дисковый затвор (также известный как поворотный затвор, butterfly valve) DN 150 — это запорная, регулирующая или отсечная арматура, в которой запирающий элемент выполнен в форме диска, вращающегося вокруг оси, расположенной перпендикулярно или под углом к направлению потока рабочей среды. Номинальный диаметр 150 мм (DN 150) является одним из наиболее востребованных типоразмеров в системах теплоснабжения, водоснабжения, вентиляции и кондиционирования, а также в различных технологических линиях промышленных предприятий.

Конструктивные особенности дисковых затворов DN 150

Конструкция стандартного дискового затвора DN 150 включает в себя несколько ключевых компонентов, от качества и исполнения которых зависят его эксплуатационные характеристики.

• Корпус. Для DN 150 изготавливается методом литья из чугуна (GG-25, EN-GJL-250), углеродистой (WCB) или нержавеющей стали (CF8, CF8M), реже — из алюминиевых или никелевых сплавов. Корпус может быть цельнолитым (фланцевым) или разборным (межфланцевым, wafer type). Межфланцевый вариант наиболее распространен для данного диаметра, так как он компактен, легче и проще в установке между фланцами трубопровода.
• Диск (затвор). Элемент, непосредственно перекрывающий поток. Для диаметра 150 мм диски производят из материалов, совместимых с корпусом: чугун с покрытием (эпоксидное, никелирование), нержавеющая сталь (AISI 304, 316), дуплексные стали или латунь. Форма диска оптимизирована для обеспечения минимального гидравлического сопротивления в открытом положении. В регулирующих моделях профиль диска может быть седлообразным для улучшения расходных характеристик.
• Уплотнение. Наиболее критичный узел. Существует два основных типа:
  • Уплотнение «металл по металлу». Диск и седло в корпусе выполнены из износостойких сплавов. Применяется для сред с высокой температурой или абразивными включениями. Характеризуется повышенной герметичностью класса «А» по ГОСТ 9544-2016.
  • Эластомерное уплотнение (мягкое седло). Наиболее распространенный вариант для DN 150 в коммунальном хозяйстве. Резиновое или полимерное кольцо (EPDM, NBR, Viton) монтируется либо в корпусе (сидящее седло), либо на диске. Обеспечивает высокую герметичность класса «В» и «С», но ограничено по температурному диапазону.
• Шпиндель (вал). Связывает диск с приводом. Может быть цельным (проходным) или раздельным (двухопорным). Для ответственных применений и давлений выше 16 бар при DN 150 предпочтительны затворы с двухопорным шпинделем из нержавеющей стали, что исключает риск вырыва диска под давлением.
• Привод. Управление затвором DN 150 может осуществляться вручную (рычагом или маховиком с редуктором) или автоматически — с помощью электрического, пневматического или гидравлического привода. Выбор привода зависит от требуемого времени срабатывания, наличия источника энергии и необходимости дистанционного управления.

Основные технические параметры и характеристики

При подборе дискового затвора DN 150 необходимо учитывать следующие параметры, которые указываются в технической документации.

Таблица 1. Типовые технические характеристики дисковых затворов DN 150

Параметр	Типовые значения / Материалы	Комментарий
Номинальное давление (PN)	PN 6, PN 10, PN 16, PN 25	Наиболее распространен PN 10/16 для систем отопления и водоснабжения.
Рабочая температура	От -20°C до +120°C (для EPDM) От -30°C до +150°C (для NBR) До +400°C (для металлических седел)	Зависит исключительно от материала уплотнения и седла.
Среда применения	Вода, пар, воздух, нейтральные газы, слабоагрессивные жидкости.	Агрессивные среды требуют коррозионностойких материалов (нерж. сталь, спецпокрытия).
Степень герметичности	Класс А, В, С, D по ГОСТ 9544 (ISO 5208)	Класс В (менее 0.1% от пропускной способности) — стандарт для большинства задач.
Крутящий момент	120–350 Нм (зависит от давления и конструкции)	Критичный параметр для выбора привода.
Материал корпуса	Чугун EN-GJL-250, сталь 25Л, нерж. сталь AISI 304/316	Чугун с покрытием — базовая опция для воды.
Материал уплотнения	EPDM, NBR, Viton (FKM), PTFE, металл	EPDM — для горячей воды и пара до 140°C; NBR — для масел и топлива.
Тип присоединения	Межфланцевый (wafer), фланцевый (lug), под приварку	Для DN 150 чаще всего используется межфланцевый тип.

Области применения затворов DN 150

Благодаря оптимальному соотношению пропускной способности, габаритов и стоимости, затворы данного диаметра нашли широкое применение:

• ЖКХ и энергетика: Магистральные и распределительные сети горячего и холодного водоснабжения, тепловые пункты (ИТП, ЦТП), системы подпитки и теплообменные контуры.
• Вентиляция и кондиционирование: Регулирование расхода воздуха в крупных воздуховодах и центральных кондиционерах.
• Промышленность: Технологические линии пищевой, химической, фармацевтической промышленности, системы пожаротушения, транспортировка сжатого воздуха и других неагрессивных сред.
• Судостроение: Системы балластные, противопожарные, общесудовые.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор конкретной модели затвора DN 150 должен основываться на анализе рабочих условий:

1. Рабочая среда и температура: Определяют материал корпуса, диска и, в первую очередь, тип уплотнения.
2. Давление в системе: Выбор номинального давления (PN). Для систем с возможными гидроударами рекомендуется запас по PN.
3. Функциональная задача: Запорная (полное открытие/закрытие) или регулирующая функция. Для регулирования потока необходимы затворы с соответствующей конструкцией диска и возможностью фиксации в промежуточном положении.
4. Частота циклов срабатывания: Для частых операций выбираются модели с износостойкими уплотнениями (PTFE, композит) и двухопорным шпинделем.
5. Тип управления: Ручное управление допустимо при редких переключениях и доступности узла. Автоматизированные приводы обязательны в контурах АСУ ТП или при дистанционном расположении.

Монтажные требования:

• Межфланцевый затвор DN 150 устанавливается между фланцами трубопровода без собственного крепежа. Стяжные шпильки должны проходить через все отверстия фланцев.
• Запрещается использовать затвор для выравнивания смещения или перекоса трубопровода.
• Перед монтажом необходимо убедиться, что диск находится в приоткрытом положении (примерно 10°), чтобы не повредить уплотнение при затяжке.
• Затяжку фланцевых соединений следует проводить крест-накрест с рекомендуемым моментом, указанным в паспорте изделия.
• На трубопроводе рекомендуется предусмотреть опору перед и после затвора для исключения нагрузки от веса труб на корпус арматуры.

Преимущества и недостатки по сравнению с другой арматурой DN 150

Таблица 2. Сравнение дискового затвора с задвижкой и шаровым краном на DN 150

Критерий	Дисковый затвор	Задвижка	Шаровой кран
Габариты и вес	Малые (межфланцевый), легкий	Очень большие, тяжелый	Компактный, но часто тяжелее затвора
Гидравлическое сопротивление	Среднее	Очень низкое	Очень низкое
Регулирующая способность	Хорошая (спец. диски)	Отсутствует	Удовлетворительная (не для всех моделей)
Стоимость	Низкая	Высокая	Средняя/высокая
Ремонтопригодность	Часто неразборный корпус	Ремонтопригодна	Как правило, не ремонтируется
Рекомендуемое применение	Системы В/ГВ/ТС, вентиляция, большие диаметры с ограничением по габаритам	Магистрали, где критично сопротивление	Точки отбора, обвязка оборудования, где нужна быстрая и надежная отсечка

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается затвор с эксцентриситетом?

Эксцентриковые затворы (двойного или тройного эксцентриситета) имеют ось вращения диска, смещенную относительно центра седла и оси трубопровода. Это позволяет диску при открытии/закрытии не тереться о седло, что резко снижает износ, увеличивает ресурс и позволяет применять металлические седла для высоких температур. Для DN 150 эксцентриковые модели рекомендуются для ответственных и часто переключаемых линий.

Какой материал уплотнения выбрать для горячей воды (до 130°C)?

Наиболее оптимальным и экономичным выбором для горячей воды и пара низкого давления является этилен-пропиленовый каучук (EPDM). Он обладает отличной стойкостью к горячей воде, пару, износу и окислению в указанном диапазоне температур.

Можно ли использовать дисковый затвор DN 150 для полного перекрытия потока на насосной станции?

Да, при условии правильного подбора по давлению (PN должно быть не ниже рабочего в системе) и классу герметичности (не ниже класса В). Для насосных станций, где возможны гидроудары, критично выбирать затворы с двухопорным шпинделем и усиленной конструкцией.

Что означает обозначение «DN 150 PN16»?

Это обозначение расшифровывается как: Номинальный диаметр (условный проход) — 150 мм. Номинальное давление — 16 бар (примерно 1.6 МПа). Арматура с такой маркировкой рассчитана на работу с давлением среды 16 бар при температуре 20°C. С ростом температуры допустимое рабочее давление, как правило, снижается.

Требуется ли техобслуживание дискового затвора?

Плановое техническое обслуживание включает визуальный осмотр, проверку герметичности, смазку шпинделя (если предусмотрена смазочная система) и проверку легкости хода. Для затворов с эластомерным уплотнением основным расходным элементом является само уплотнение, которое при потере герметичности подлежит замене (в разборных моделях).

Почему для автоматизации чаще выбирают пневмопривод, а не электрический, на затворы DN 150?

Пневматический привод обладает более высокой скоростью срабатывания, взрывобезопасен, может создавать очень высокий крутящий момент при компактных размерах и не боится работы в режиме частых включений. Электрический привод проще в подключении, но обычно дороже и медленнее для аналогичных задач на данном диаметре.

Заключение

Дисковый затвор DN 150 представляет собой универсальное, экономичное и технически эффективное решение для управления потоком в инженерных системах среднего и крупного масштаба. Его правильный выбор, учитывающий все параметры рабочей среды и условия эксплуатации, а также корректный монтаж в соответствии с инструкциями производителя, являются залогом долговечной и безотказной работы на протяжении всего жизненного цикла. Применение современных моделей с эксцентриситетом и износостойкими материалами расширяет область их использования вплоть до ответственных технологических процессов.