Затворы дисковые Ду25

Затворы дисковые Ду25: конструкция, материалы, применение и выбор

Дисковый затвор (также известный как поворотный затвор, butterfly valve) номинальным диаметром Ду25 (DN25) – это запорная, регулирующая или отсечная арматура, предназначенная для монтажа в трубопроводных системах с условным проходом 25 мм. Основной рабочий орган – диск (затвор), вращающийся вокруг оси, расположенной перпендикулярно или под углом к направлению потока рабочей среды. Изменение угла поворота диска относительно оси потока позволяет дросселировать или полностью перекрывать сечение трубопровода.

Конструктивные особенности и типы исполнения

Конструкция дискового затвора Ду25 включает несколько ключевых компонентов: корпус, диск (затвор), уплотнительные элементы, шток (ось) и привод (ручной или автоматический). Классификация осуществляется по нескольким признакам.

По типу присоединения к трубопроводу:

Фланцевый: Наиболее распространенный тип для Ду25. Корпус оснащен присоединительными фланцами по стандартам ГОСТ, DIN, ANSI. Обеспечивает надежное разъемное соединение, удобен для монтажа/демонтажа.
Межфланцевый (wafer-type): Устанавливается между фланцами трубопровода и стягивается шпильками. Отличается меньшей строительной длиной и массой, но требует полной разборки линии для замены.
Под приварку: Корпус имеет патрубки для стыковой сварки. Применяется в ответственных системах, требующих абсолютной герметичности соединения.
Резьбовой (муфтовый): Для Ду25 встречается реже, обычно в системах низкого давления, технологических линиях.

По типу уплотнения:

С уплотнением «металл-металл»: Диск и седло в корпусе выполнены из коррозионно-стойких сталей или сплавов. Применяются для высоких температур (до +600°C и выше) и агрессивных сред. Характеризуются повышенной износостойкостью, но меньшей герметичностью класса «А» (полная непроницаемость).
С мягким уплотнением (резиновым/полимерным): Наиболее популярный вариант. Эластичное кольцо (уплотнение седла) монтируется в корпус или на диск (в т.н. затворах с эксцентриситетом). Обеспечивает высокий класс герметичности «А» по ГОСТ 9544-2015. Материал уплотнения определяет диапазон рабочих сред и температур.

По расположению штока и эксцентриситету:

Центрированный (соосный): Ось вращения диска совпадает с осью штока и центром проходного отверстия. Классическая, простая конструкция, обычно с мягким уплотнением.
Эксцентриковый (смещенный): Ось диска смещена относительно оси прохода (радиальное смещение) и/или оси штока (осевое смещение). Позволяет исключить трение диска о седло в закрытом положении, значительно увеличивая ресурс и обеспечивая более надежное запирание. Подразделяются на одно-, двух- и трехэксцентриковые. Трехэксцентриковые затворы Ду25 используются для критических применений с высокими параметрами.

Материалы изготовления

Выбор материалов для корпуса, диска и уплотнений определяет область применения, коррозионную стойкость, температурный диапазон и стоимость изделия.

Компонент	Материалы	Особенности и применение
Корпус	Углеродистая сталь (ст.20, 25Л), нержавеющая сталь (AISI 304, 316, 316L), чугун (СЧ20, ВЧШГ), титан, сплавы (никель-молибден), латунь, бронза.	Сталь и чугун – для воды, пара, нефтепродуктов. Нержавеющая сталь AISI 316 – для агрессивных сред, пищевой промышленности. Цветные металлы – для морской воды, специфических хим. сред.
Диск (затвор)	Нержавеющая сталь (AISI 304, 316, 316L), углеродистая сталь с покрытием (никелирование, эпоксидка), чугун с покрытием, экзотические сплавы.	Материал часто соответствует корпусу. Покрытия повышают коррозионную стойкость и снижают адгезию. Для пищевых сред – полировка до определенного Ra.
Уплотнение седла	EPDM, NBR (Nitril), Viton (FKM), PTFE (фторопласт), металлическое (нерж. сталь, стеллит).	EPDM – для горячей/холодной воды, пара (до +140°C). NBR – для масел, топлива. FKM – для агрессивных химикатов, высоких температур (до +200°C). PTFE – химическая инертность, но низкая эластичность.
Шток	Нержавеющая сталь (AISI 304, 316, 17-4PH).	Ключевой элемент, воспринимающий крутящий момент. Требует высокой прочности и коррозионной стойкости.

Основные технические характеристики и параметры выбора

При подборе дискового затвора Ду25 необходимо анализировать следующие параметры:

Условное давление (Ру, PN): Максимальное избыточное давление при температуре 20°C, при котором гарантируется длительная работа. Для Ду25 типичные ряды: PN6, PN10, PN16, PN25, PN40. Для энергетики распространены PN16 и PN25.
Рабочее давление и температура: Фактические параметры среды с учетом взаимного влияния. Повышение температуры снижает допустимое давление для многих материалов (особенно полимерных уплотнений).
Рабочая среда: Химический состав, наличие абразивных частиц, агрегатное состояние (жидкость, газ, пар). Определяет выбор материалов корпуса, диска и типа уплотнения.
Класс герметичности: По ГОСТ 9544-2015 нормируется величина допустимой утечки. Для большинства систем с мягким уплотнением достигается класс «А» (нулевая утечка).
Крутящий момент: Момент, необходимый для поворота диска на 90°. Зависит от давления, размера, типа уплотнения и конструкции. Критичен для выбора типа и размера привода.
Тип управления: Ручной (рычаг, редуктор с маховиком), электрический привод (электропривод), пневматический или гидравлический привод.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Затворы Ду25 находят широкое применение благодаря компактности, надежности и относительно низкой стоимости.

Теплоэнергетика: В системах подпитки, дренажа, обвязке теплообменного оборудования, конденсатных линиях с рабочими средами – вода, пар (до +180°C с EPDM), теплоносители.
Водоподготовка и ВКХ: На линиях химической подготовки воды (реагенты), трубопроводах технической и питьевой воды.
Промышленные трубопроводы: В качестве запорной арматуры на вспомогательных линиях сжатого воздуха, азота, мазута, масел.
Химическая промышленность: При условии соответствия материалов корпуса и уплотнений химическому составу среды.

Преимущества и недостатки по сравнению с другой запорной арматурой (для Ду25)

Преимущества:

Малая строительная длина и высота (особенно у межфланцевых моделей).
Небольшая масса, простота монтажа и обслуживания.
Высокая скорость открытия/закрытия.
Низкое гидравлическое сопротивление в открытом положении (при качественном исполнении диска).
Возможность применения для регулирования расхода (в определенном диапазоне углов).
Относительно низкая стоимость.

Недостатки и ограничения:

Наличие зоны застоя за диском в открытом положении, что может быть критично для вязких или полимеризующихся сред.
Ограничения по температуре и давлению при использовании мягких уплотнений.
При регулировании на малых углах открытия возможна кавитация и повышенный износ уплотнения.
Как правило, более низкая ремонтопригодность по сравнению с задвижками или клапанами (чаще требуется замена всего узла седло-уплотнение).

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Монтаж должен осуществляться на прямом участке трубопровода, по возможности, с обеспечением доступа к приводу. Фланцевые соединения стягиваются крест-накрест. Запрещается использование затвора в качестве монтажного элемента для компенсации несоосности труб. Перед вводом в эксплуатацию обязательна промывка линии для удаления окалины и мусора, способных повредить уплотнение. В процессе эксплуатации необходимо периодически проверять состояние внешних поверхностей, сальникового уплотнения штока (при его наличии) и плавность хода. Для затворов с мягким уплотнением длительное нахождение в промежуточном положении для регулирования не рекомендуется из-за ускоренного эрозионного износа кромки уплотнения потоком среды.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем дисковый затвор Ду25 принципиально отличается от шарового крана того же диаметра?

Шаровой кран имеет сферическую пробку со сквозным отверстием. В открытом положении он создает практически нулевое гидравлическое сопротивление, а его уплотнение менее подвержено износу при регулировании. Однако дисковый затвор, как правило, дешевле, особенно в исполнениях из нержавеющей стали, имеет меньшую строительную длину и, что важно, лучше приспособлен для работы с абразивными средами в частичных режимах открытия (износ диска распределяется иначе). Для Ду25 выбор часто определяется экономикой и требуемым ресурсом.

Какой тип привода предпочтительнее для затвора Ду25 в системе АСУ ТП?

Для интеграции в АСУ ТП наиболее распространены однооборотные электрические приводы (электроприводы) с сигнальными датчиками положения (конечные выключатели) и потенциометром. Для Ду25 требуемый момент невелик, что позволяет использовать компактные и недорогие модели. Пневмоприводы применяются при наличии источника сжатого воздуха и требований к взрывобезопасности.

Можно ли использовать затвор с уплотнением EPDM для пара?

Да, этилен-пропиленовый каучук (EPDM) является стандартным материалом для насыщенного пара низкого и среднего давления. Однако необходимо строго соблюдать температурный лимит конкретной марки EPDM (обычно до +140°C, для специальных составов – до +180°C). Для пара с температурой выше +180°C требуются затворы с металлическим или фторопластовым (PTFE) уплотнением, либо многоэксцентриковые конструкции.

Что означает обозначение «Ду25 Ру16»?

Это условное обозначение, где «Ду25» – номинальный (условный) диаметр прохода, равный 25 мм, а «Ру16» – условное давление, равное 16 бар (1,6 МПа). Это означает, что арматура рассчитана на работу с давлением среды 16 бар при температуре +20°C. При повышении температуры рабочей среды допустимое давление, как правило, снижается согласно графикам производителя.

Почему при регулировании потока затвором на малом открытии возникает вибрация и шум?

Это явление связано с кавитацией – вскипанием жидкости с последующим схлопыванием пузырьков пара в зоне за диском, где давление падает ниже давления насыщения. Кавитация приводит не только к шуму и вибрации, но и к интенсивному эрозионному разрушению диска и уплотнения седла. Для регулирования расхода на малых перепадах давления следует рассматривать использование специальных регулирующих клапанов.

Как правильно хранить и консервировать затворы перед монтажом?

Затворы должны храниться в закрытых помещениях. Межфланцевые модели, особенно с мягкими уплотнениями, не должны храниться в положении с частичным открытием диска во избежание деформации уплотнения. Шток и фланцевые поверхности должны быть защищены от коррозии консервационной смазкой. Перед монтажом необходимо удалить транспортировочные заглушки и защитные покрытия с проточной части.

Заключение

Дисковый затвор Ду25 является универсальным и экономически эффективным решением для широкого спектра задач в энергетике и промышленности. Его корректный выбор, основанный на анализе рабочих параметров (среда, давление, температура), типа управления и требований к герметичности, определяет надежность и долговечность работы трубопроводной системы. Понимание конструктивных особенностей, таких как тип эксцентриситета и материал уплотнения, позволяет оптимально применять данную арматуру, избегая типичных ошибок, связанных с регулированием и работой в нештатных режимах.