Затворы дисковые Ду 65: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Дисковый затвор (также известный как поворотный затвор, герметичный клапан, butterfly valve) с условным проходом Ду 65 — это тип трубопроводной арматуры, предназначенный для полного перекрытия или регулирования потока рабочей среды в трубопроводах номинальным диаметром 65 мм. Устройство относится к классу запорно-регулирующей арматуры и функционирует за счет поворота диска (заслонки) вокруг оси, расположенной перпендикулярно или под углом к направлению потока. Основными преимуществами конструкции являются простота, компактность, малая строительная длина и масса, быстрота срабатывания и относительно низкая стоимость по сравнению с задвижками или шаровыми кранами аналогичного диаметра.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция дискового затвора Ду 65 включает несколько ключевых компонентов, от выбора материалов которых напрямую зависит область применения и срок службы изделия.

• Корпус. Выполняется литым, штампованным или сварным. Основные материалы: чугун (GG25, EN-GJL-250), углеродистая сталь (WCB, 25Л), нержавеющая сталь (CF8, CF8M, 12Х18Н9Т), а также сплавы на основе никеля и цветных металлов (латунь, бронза, титан). Корпус может быть разборным (фланцевое соединение половин) или неразборным (сварной). Для Ду 65 наиболее распространены фланцевые исполнения.
• Диск (заслонка). Элемент, непосредственно перекрывающий поток. Изготавливается из материалов, часто аналогичных корпусу, но с учетом необходимости меньшей массы и коррозионной стойкости. Распространены диски из нержавеющей стали, чугуна с покрытием (никелирование, напыление), а также комбинированные конструкции с уплотнительными кольцами. Форма диска оптимизирована для обеспечения минимального гидравлического сопротивления в открытом положении.
• Уплотнение. Наиболее критичный узел, определяющий герметичность. Существует два основных типа:
  • Уплотнение «металл по металлу». Используется для высоких температур или агрессивных сред, где эластомеры неприменимы. Герметичность ниже, чем у мягких уплотнений.
  • Мягкое уплотнение (седловое). Резиновое или полимерное кольцо, монтируемое в корпусе или на диске. Обеспечивает высокий класс герметичности (класс А по ГОСТ 9544-2016). Материалы: EPDM (вода, пар до 140°C, щелочи, слабые кислоты), NBR (масла, топливо), Viton/FKM (высокие температуры до 200°C, углеводороды, агрессивные химикаты), PTFE (химически стойкий, для агрессивных сред).
• Шпиндель (вал). Связывает диск с приводом. Может быть выполнен как цельным с диском, так и раздельным. Для ответственных применений изготавливается из нержавеющей стали. Обязательным требованием является обеспечение защиты от вырыва под давлением среды.
• Привод. Для Ду 65 применяются ручные приводы (рычажный с фиксатором, редукторный маховик), электрические, пневматические и гидравлические актуаторы. Выбор привода зависит от требуемого момента, скорости срабатывания и степени автоматизации системы.

Области применения и рабочие параметры

Дисковые затворы Ду 65 находят широкое применение в системах тепло- и водоснабжения, вентиляции и кондиционирования (в качестве регулирующих клапанов на воздуховодах и водяных сетях), в химической, пищевой промышленности, судостроении и энергетике. Они используются для работы с водой (холодной и горячей), паром низкого давления, воздухом, газами, нефтепродуктами, слабоагрессивными жидкостями и суспензиями.

Типовые рабочие параметры для затворов Ду 65:

• Условное давление (Ру): от PN6 (0,6 МПа) до PN25 (2,5 МПа) для стандартных исполнений. Специальные конструкции могут рассчитаны на более высокое или вакуумное давление.
• Температурный диапазон: определяется материалом уплотнения. Для EPDM: от -20°C до +140°C; для NBR: от -20°C до +80°C; для FKM: от -20°C до +200°C; для PTFE: от -50°C до +200°C.
• Класс герметичности: согласно ГОСТ 9544-2016, для затворов с мягким уплотнением — класс А (нулевая утечка), с металлическим уплотнением — классы B, C, D (допустимая утечка).
• Присоединение к трубопроводу: межфланцевое (стяжка шпильками между фланцами трубопровода), фланцевое (с собственными ответными фланцами), под приварку (редко для Ду 65).

Ключевые стандарты и обозначения

Производство и поставка дисковых затворов Ду 65 регламентируется рядом международных и национальных стандартов, определяющих типоразмеры, давление, материалы и методы испытаний.

Стандарт	Область регулирования	Ключевые параметры для Ду 65
ГОСТ 12521-89 (заменен на ГОСТ 5762-2022)	Затворы дисковые на Ру 0,1-2,5 МПа. Основной отечественный стандарт.	Строительная длина L: 43 мм (для Ру 0,1-1,0 МПа), 46 мм (для Ру 1,6-2,5 МПа). Диаметр прохода: 65 мм.
ГОСТ 5762-2022	Арматура трубопроводная. Затворы и клапаны дисковые. Общие технические условия.	Определяет классификацию, общие требования к конструкции, материалам, испытаниям.
ISO 10631:2013	Butterfly valves of general purpose	Международный стандарт на металлические затворы. Определяет размеры, давления (PN6-PN25), материалы.
EN 593	Butterfly valves	Европейский стандарт, аналогичный ISO 10631.
API 609	Butterfly Valves: Double Flanged, Lug- and Wafer-Type	Американский стандарт для нефтегазовой и химической промышленности.

Расчет и подбор затвора Ду 65

Выбор конкретной модели дискового затвора Ду 65 должен осуществляться на основе комплексного анализа условий эксплуатации.

• Характеристики рабочей среды: тип (жидкость, газ, суспензия), химический состав, вязкость, наличие абразивных частиц. Это определяет выбор материала корпуса, диска и, в первую очередь, уплотнения.
• Давление и температура: максимальные и минимальные рабочие значения должны находиться в пределах паспортных данных. Особое внимание — на кавитацию и гидроудары.
• Требуемая герметичность: класс «А» необходим для отсечения участков трубопровода, для регулирования потока допустимы более низкие классы.
• Режим работы: «открыто/закрыто» или регулирующий. Для регулирования потока важна характеристика расхода (линейная, равно процентная) и диапазон регулирования. Затворы не являются идеальными регулирующими органами, но широко применяются для этой цели при допустимых потерях давления.
• Частота срабатывания: для частых переключений требуются износостойкие материалы и надежный привод.
• Тип привода: расчет необходимого крутящего момента (M_р) для управления. На момент влияют перепад давления, размер затвора, тип уплотнения и положение диска. Для Ду 65 при перепаде 1 МПа момент может составлять от 50 до 150 Н·м в зависимости от конструкции. Привод выбирается с запасом по моменту 15-25%.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж — залог долговечной работы. Затвор Ду 65 в межфланцевом исполнении устанавливается между фланцами трубопровода без передачи усилий на корпус. Фланцы должны быть параллельны, прокладка не должна выступать в проход. Затяжка шпилек производится крестообразно с рекомендуемым моментом затяжки. При монтаже необходимо обеспечить свободный ход диска, исключив контакт с внутренней поверхностью трубопровода. В системах с вибрацией обязательна проверка состояния крепежа по регламенту.

Эксплуатация требует периодической проверки герметичности, состояния наружных поверхностей и привода. Для затворов с мягким уплотнением ремонт часто заключается в замене уплотнительного кольца или седла. Профилактическое обслуживание включает очистку шпинделя от загрязнений, смазку подвижных частей привода и проверку момента срабатывания.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем дисковый затвор Ду 65 принципиально отличается от шарового крана того же диаметра?

Шаровой кран имеет сферическую пробку с сквозным отверстием. В открытом состоянии он создает минимальное гидравлическое сопротивление, но имеет большую строительную высоту и массу. Дисковый затвор компактнее и легче, но диск в открытом состоянии создает некоторое сопротивление потоку. Затвор, как правило, дешевле шарового крана на диаметры от Ду 50 и выше. Для регулирования потока дисковый затвор часто предпочтительнее из-за более предсказуемой расходной характеристики.

Можно ли использовать дисковый затвор Ду 65 для точного регулирования расхода пара?

Да, но с существенными оговорками. Необходимо выбрать затвор в исполнении для пара (корпус из чугуна или стали, уплотнение EPDM или FKM, рассчитанное на высокую температуру). Важно учитывать, что при дросселировании пара возможно возникновение кавитации и высокоскоростных потоков, ведущих к эрозии диска и седла. Для точного регулирования предпочтительны специальные регулирующие дисковые затворы с профилированным диском и седлом, а также позиционер на приводе.

Какой класс герметичности считается достаточным для отсечной арматуры на воде?

Для систем водоснабжения и теплоснабжения, где требуется надежное перекрытие участка для ремонта, минимально допустимым является класс «А» по ГОСТ 9544 (нулевая видимая утечка при испытаниях). Большинство современных затворов с эластомерным уплотнением обеспечивают этот класс.

Что означает обозначение «30D65» в маркировке затвора?

Это условное обозначение по старому ГОСТ 12521-89, где «30» — тип арматуры (дисковый затвор), «Д» — материал корпуса (углеродистая сталь), «65» — условный проход в мм. Современная маркировка более сложна и включает данные о давлении, материале уплотнения, типе привода и климатическом исполнении.

Как правильно подобрать моментный ключ для затяжки межфланцевого соединения затвора Ду 65?

Момент затяжки определяется стандартом на фланцы (например, EN 1092-1) и зависит от класса давления, материала шпилек и прокладки. Для Ду 65 PN16 с резиновой прокладкой момент затяжки на одну шпильку M16 обычно составляет 80-100 Н·м. Точное значение должно быть указано в паспорте (инструкции по монтажу) на затвор. Затяжку всегда производить динамометрическим ключом по указанной схеме (крест-накрест).

Каков типовой срок службы дискового затвора Ду 65 в системе горячего водоснабжения (t=75°C)?

При использовании затвора с корпусом из чугуна и уплотнением из EPDM, при условии соблюдения рабочих параметров (давление не выше PN16), отсутствия гидроударов и проведения планового обслуживания, ресурс до первого капитального ремонта (замены уплотнения) может составлять 8-15 лет. Ресурс в циклах «открыто-закрыто» для качественных моделей — от 20 000 до 50 000 циклов.