Затворы дисковые Ду 32: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Дисковый затвор (также известный как поворотный затвор, заслонка, butterfly valve) с условным диаметром Ду 32 представляет собой запорную, регулирующую или отсечную арматуру, в которой запирающий элемент выполнен в форме диска, вращающегося вокруг оси, расположенной перпендикулярно или под углом к направлению потока рабочей среды. Номинальный диаметр 32 мм (или 1 ¼ дюйма) определяет область его применения в магистралях среднего и малого сечения, где требуется эффективное перекрытие потока, компактность и относительно невысокая стоимость.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция дискового затвора Ду 32 является типовой для данного класса арматуры, но варьируется в зависимости от давления, температуры и агрессивности среды. Основные компоненты включают:

• Корпус. Изготавливается методом литья, штамповки или сварки. Основные материалы: чугун (GG25, EN-GJL-250), углеродистая сталь (WCB, 25Л), нержавеющая сталь (CF8/304, CF8M/316), латунь, дуплексные стали. Корпус может быть разборным (фланцевые соединения диска и вала) или неразборным.
• Диск (заслонка). Форма диска оптимизирована для минимального гидравлического сопротивления в открытом положении. Материалы: нержавеющая сталь, углеродистая сталь с покрытием (никелирование, кадмирование), чугун с эпоксидным покрытием, латунь, специальные сплавы. Диск может быть выполнен эксцентриковым (двойной, тройной эксцентриситет) для снижения трения и износа уплотнения.
• Уплотнение. Критически важный элемент, определяющий герметичность. Бывает двух типов: уплотнение по диску (резиновое или полимерное кольцо, завулканизированное или запрессованное в корпус) и уплотнение по валу (сальниковое уплотнение, манжеты, сильфоны для абсолютной герметичности). Материалы уплотнений диска: EPDM, NBR, Viton (FKM), PTFE, металлические седла.
• Вал (шпиндель). Соединяет диск с приводом. Обычно изготавливается из нержавеющей стали (например, 2Cr13, 304, 316) для обеспечения прочности и коррозионной стойкости. Вал может быть сквозным или не сквозным (односторонним).
• Привод. Управление может быть ручным (рычаг, редуктор с маховиком) или автоматическим (электрический, пневматический, гидравлический актуатор). Для Ду 32 часто используются компактные приводы, соответствующие крутящему моменту затвора.

Классификация и типы дисковых затворов Ду 32

Классификация осуществляется по нескольким ключевым признакам:

• По типу присоединения:
  • Фланцевый (по ГОСТ, DIN, ANSI). Наиболее распространен для Ду 32 в промышленных системах.
  • Межфланцевый (wafer type). Устанавливается между фланцами трубопровода, не имеет собственных фланцев, что снижает вес и стоимость.
  • Под приварку (butt-weld, socket-weld). Для постоянных соединений с высокими требованиями к герметичности.
  • Резьбовой (муфтовый). Реже для Ду 32, но применяется в компактных системах.
• По типу уплотнения:
  • С мягким уплотнением (резиновым, полимерным). Обеспечивают высокую герметичность класса А (нулевая утечка) при умеренных температурах (до 200°C).
  • С металлическим уплотнением (металл-металл). Для высоких температур и агрессивных сред, но с меньшей герметичностью (класс D по ГОСТ 9544).
• По схеме смещения оси диска (эксцентриситету):
  • Центрированные (соосные). Диск расположен в центре, уплотнение контактирует по всему периметру. Простая и дешевая конструкция.
  • Эксцентриковые:
    • Одинарной эксцентриситет: ось диска смещена от оси седла для уменьшения трения при открывании/закрывании.
    • Двойной эксцентриситет (двухэксцентриковые): ось диска смещена и от оси седла, и от центральной линии прохода. Позволяет исключить трение диска об уплотнение на всем ходе.
    • Тройной эксцентриситет (трехэксцентриковые): дополнительный наклон плоскости седла. Позволяет использовать металлические седла с конической формой, что обеспечивает герметичность при высоких температурах и давлениях.

Основные технические характеристики и параметры выбора

При подборе дискового затвора Ду 32 необходимо учитывать следующий комплекс параметров:

Параметр	Типовые значения/описание	Комментарии
Условный диаметр (Ду, DN)	32 мм	Соответствует внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода. Наружный диаметр фланца определяется стандартом (например, DN32 PN16: 165 мм).
Условное давление (Ру, PN)	PN6, PN10, PN16, PN25, PN40. Для ANSI: Class 150, Class 300.	Определяет прочностные характеристики. Для Ду 32 распространены PN16 и Class 150.
Рабочая температура	От -60°C до +600°C	Зависит от материала корпуса и, в первую очередь, уплотнения. EPDM: -30…+120°C, NBR: -20…+80°C, FKM: -20…+200°C, PTFE: -60…+200°C, металл: до +600°C.
Рабочая среда	Вода, пар, воздух, газы, нефтепродукты, химические вещества, сухие сыпучие материалы.	Материалы корпуса, диска и уплотнения должны быть химически стойкими к конкретной среде.
Класс герметичности	По ГОСТ 9544: А, В, С, D. По ISO 5208: Rate A (нулевая утечка), Rate D (максимально допустимая).	Затворы с мягким уплотнением обычно обеспечивают класс А/ Rate A. Металлические седла — класс D.
Крутящий момент	Для Ду 32 при PN16: ~30-60 Нм (зависит от типа и производителя).	Критический параметр для выбора привода (актуатора). У эксцентриковых затворов момент ниже.
Коэффициент гидравлического сопротивления (ξ)	От ~0.2 (полностью открыт) до >10 (при регулировании).	Зависит от конструкции диска. Толстый диск увеличивает сопротивление.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Дисковые затворы Ду 32 находят широкое применение благодаря своей компактности и надежности:

• Теплоэнергетика: В системах технологического водоснабжения, подпитки котлов, в контурах низкого давления, в системах химводоподготовки (ХВО). Применяются затворы с уплотнениями из EPDM, NBR для воды, PTFE для агрессивных реагентов.
• Водоснабжение и водоотведение: На трубопроводах холодной и горячей воды, на сетях пожаротушения, в системах фильтрации и очистки. Корпуса из чугуна с эпоксидным покрытием, диски из нержавеющей стали, уплотнения EPDM.
• Вентиляция и кондиционирование (HVAC): Регулирование расхода воздуха в воздуховодах большого сечения (используются специальные заслонки с пневмоприводом).
• Химическая и нефтегазовая промышленность: Для неагрессивных сред при низких давлениях. Для агрессивных сред требуются затворы из нержавеющей стали или с футеровкой (например, покрытие PTFE) и эксцентриковой конструкцией.
• Судостроение: В системах балластных, противопожарных и общесудовых трубопроводах.

Преимущества и недостатки по сравнению с другой запорной арматурой (задвижки, шаровые краны)

Для диаметра Ду 32 конкуренцию дисковым затворам составляют шаровые краны и задвижки.

Тип арматуры	Преимущества	Недостатки
Дисковый затвор (Ду 32)	Компактная строительная длина и высота. Малый вес. Быстрое открытие/закрытие (¼ оборота). Относительно низкая стоимость, особенно для больших диаметров. Пригодность для регулирования потока (в определенном диапазоне).	Ограниченное применение для высоких давлений (как правило, до PN40). Наличие выступающей части диска в потоке, что создает гидравлические потери. Уплотнение подвержено износу и температурным ограничениям (для мягких уплотнений).
Шаровой кран (Ду 32)	Малая строительная длина. Полнопроходная конструкция (минимальные потери). Высокая герметичность (класс А). Удобное управление (¼ оборота). Широкий диапазон рабочих давлений.	Большая строительная высота (из-за проходного шара). Более высокая стоимость, особенно для полнопроходных исполнений и нержавеющих материалов. Регулирование возможно, но не является основной функцией, приводит к быстрому износу.
Задвижка (Ду 32)	Полнопроходность, минимальные гидравлические потери. Прямолинейный поток. Высокая надежность в простых условиях. Хорошая герметичность при правильной эксплуатации.	Большая строительная длина и вес. Медленное открытие/закрытие (много оборотов шпинделя). Невозможность использования для регулирования. Застойные зоны в корпусе. Подверженность коррозии и заклиниванию в полуоткрытом положении.

Вывод: Для Ду 32 шаровой кран часто предпочтительнее на ответственных участках с высокими требованиями к герметичности и полному проходу. Дисковый затвор выигрывает, когда важна компактность по длине и высоте, регулирование, а также стоимость в проектах с большим количеством арматуры.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж критичен для долговечной работы затвора Ду 32.

• Монтаж: Межфланцевый затвор устанавливается между фланцами трубопровода без собственных крепежных элементов. Важно обеспечить соосность фланцев, равномерную затяжку болтов крест-накрест, чтобы избежать перекоса диска и повреждения уплотнения. Затвор должен быть в приоткрытом положении (примерно 10°) во время монтажа. Следует исключить попадание сварочных брызг, окалины и мусора в корпус.
• Эксплуатация: Не рекомендуется использовать затвор с мягким уплотнением в качестве регулирующего органа в полуоткрытом положении на средах с абразивными частицами — это приводит к эрозионному износу диска и уплотнения. Для регулирования следует применять специальные затворы с износостойкими покрытиями или эксцентриковой конструкцией.
• Обслуживание: Плановое обслуживание включает визуальный осмотр, проверку легкости хода, подтяжку сальникового уплотнения (если предусмотрено), смазку подшипниковых узлов и штока. Ремонт, как правило, заключается в замене уплотнительных колец или диска в сборе.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается дисковый затвор от заслонки?

В профессиональной среде термины «дисковый затвор» и «заслонка» (butterfly valve) часто используются как синонимы. Однако иногда «заслонкой» называют более простые конструкции для газовоздушных трактов с невысокими требованиями к герметичности, а «дисковым затвором» — полноценную арматуру для жидкостей с надежным уплотнением.

Можно ли использовать дисковый затвор Ду 32 для пара?

Да, но с строгим соблюдением параметров. Необходимо выбирать затвор, рассчитанный на рабочую температуру пара (например, 160°C, 200°C и выше). Уплотнение должно быть из термостойкого материала: EPDM (до +120°C), FKM/Viton (до +200°C) или, предпочтительнее, PTFE (до +200°C) или металлическое седло (для высоких температур). Корпус и диск должны соответствовать давлению пара.

Какой класс герметичности обеспечивает затвор с резиновым уплотнением?

Качественный дисковый затвор Ду 32 с правильно подобранным и установленным мягким уплотнением (EPDM, NBR) обеспечивает класс герметичности «А» по ГОСТ 9544 (нулевая утечка), что соответствует стандарту ISO 5208 Rate A. Это подтверждается испытаниями на заводе-изготовителе.

Что означает «тройной эксцентриситет» и в чем его преимущество?

Тройной эксцентриситет — это конструкция, где: 1) Ось вращения диска смещена от центра седла. 2) Ось вращения смещена от центральной линии прохода. 3) Ось контактной поверхности седла наклонена относительно оси трубопровода. Преимущества: полное отсутствие трения диска об уплотнение при открывании/закрывании, возможность применения твердых металлических седловых уплотнений (сталь+графит), что резко расширяет диапазон рабочих температур и давлений, увеличивает срок службы.

Как подобрать привод (актуатор) для дискового затвора Ду 32?

Ключевой параметр — требуемый крутящий момент (Нм). Он зависит от давления в системе (PN), типа затвора (эксцентриковый требует меньше момента) и среды. К расчетному моменту добавляется запас безопасности (15-30%). Для Ду 32 PN16 обычно достаточно момента 40-80 Нм. Далее выбирается тип привода: пневматический (двухстороннего или пружинного возврата), электрический (многооборотный или неполноповоротный) или гидравлический. Важно также учитывать скорость срабатывания и наличие позиционера для регулирования.

Почему затвор рекомендуется устанавливать в приоткрытом положении?

Приоткрытое положение (примерно 10-15°) защищает уплотнительную поверхность диска и резиновое седло в корпусе от деформации и повреждения во время стягивания фланцев болтами. После завершения монтажа затвор полностью открывают и закрывают, проверяя легкость хода, перед вводом в эксплуатацию.

Каков типовой срок службы дискового затвора Ду 32?

Срок службы определяется условиями эксплуатации: средой, температурой, давлением, частотой циклований. При корректном подборе и монтаже в системах водоснабжения с водой средней агрессивности затворы с резиновым уплотнением служат 10-15 лет и более. В агрессивных или абразивных средах срок может сокращаться до 3-7 лет. Эксцентриковые затворы с металлическими седлами имеют больший ресурс.