Затворы дисковые EPDM

Затворы дисковые с уплотнением EPDM: конструкция, материалы, применение

Дисковый затвор (поворотная заслонка) с уплотнением из этиленпропиленового каучука (EPDM) представляет собой тип трубопроводной арматуры, предназначенный для полного перекрытия или регулирования потока рабочей среды. Ключевой особенностью является эластомерное седловое уплотнение на основе EPDM, обеспечивающее герметичность затвора в закрытом положении. Данный тип арматуры широко применяется в системах холодного и горячего водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования, а также в различных технологических процессах промышленности и энергетики, где не требуется работа с агрессивными химическими средами, несовместимыми с EPDM.

Конструктивные особенности и принцип действия

Основными элементами дискового затвора являются корпус, диск (заслонка), шток (вал), седловое уплотнение и система уплотнения штока. Принцип работы основан на повороте диска, закрепленного на штоке, на 90° от полностью открытого до полностью закрытого положения. Управление может осуществляться вручную (с помощью рычага или маховика) или автоматически (с помощью электрического, пневматического или гидравлического привода). Герметичность перекрытия обеспечивается за счет прижатия периферии диска к эластомерному (EPDM) кольцу, установленному в корпусе или на самом диске. В открытом положении диск разворачивается параллельно потоку, создавая минимальное гидравлическое сопротивление.

Материалы исполнения и их совместимость

Качественный подбор материалов определяет долговечность и область применения затвора.

• Корпус и диск: Наиболее распространены чугун (GGG-40, EN-GJS-400-18), углеродистая сталь (WCB), нержавеющая сталь (CF8/304, CF8M/316) и алюминиевые сплавы. Для агрессивных сред или пищевой промышленности применяются корпуса из нержавеющей стали.
• Седловое уплотнение: EPDM (Этилен-Пропилен-Диеновый Мономер). Это синтетический каучук, отличающийся отличной стойкостью к старению, озону, погодным условиям, а также к горячей и холодной воде, пару, щелочам, слабым кислотам и солевым растворам. Рабочий температурный диапазон для EPDM обычно составляет от -20°C до +120°C (кратковременно до +140°C).
• Уплотнение штока: Часто используется комбинация уплотнительных колец из EPDM или NBR, а также сальниковые набивки.
• Шток: Как правило, изготавливается из нержавеющей стали (например, 1.4021/420) для защиты от коррозии.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

При подборе дискового затвора с EPDM уплотнением необходимо учитывать следующие параметры:

• Условный диаметр (DN): Стандартный ряд от DN40 до DN1200 и более.
• Условное давление (PN): Наиболее распространены затворы на PN10 и PN16. Существуют исполнения на более высокое давление.
• Температура рабочей среды: Определяется стойкостью материала уплотнения. Для EPDM стандартный диапазон -20°C…+120°C.
• Тип присоединения: Фланцевое (по ГОСТ, DIN, ANSI), межфланцевое (wafer), под приварку.
• Коэффициент пропускной способности (Kv): Важен для регулирующих функций.
• Класс герметичности: По ГОСТ 9544-2015 или ISO 5208. Класс «А» соответствует нулевой утечке.

Сравнение EPDM с другими материалами уплотнений

Материал уплотнения	Температурный диапазон	Стойкость к средам	Основные преимущества	Недостатки/ограничения
EPDM	-20°C … +120°C (до +140°C)	Горячая/холодная вода, пар, щелочи, слабые кислоты, морская вода, озон, погода.	Отличная стойкость к старению и пару, широкое применение в ЖКХ.	Не совместим с минеральными маслами, бензином, смазками, большинством углеводородов.
NBR (Nitrile Butadiene Rubber)	-15°C … +90°C	Вода, масла, бензин, смазки, углеводороды.	Хорошая масло- и бензостойкость, низкая стоимость.	Плохая стойкость к озону, погоде, полярным растворителям. Не для пара.
FKM (Viton®)	-20°C … +180°C	Высокие температуры, агрессивные химические среды, масла, кислоты, углеводороды.	Высокая химическая и температурная стойкость.	Высокая стоимость. Ограниченная стойкость к горячему пару и полярным растворителям.
PTFE (Teflon®)	-50°C … +200°C	Практически все агрессивные химические среды.	Универсальная химическая стойкость, широкий температурный диапазон.	Высокая стоимость, меньшая эластичность, требует более точной подгонки.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Дисковые затворы с EPDM находят широкое применение благодаря балансу стоимости, надежности и характеристик.

• Теплоэнергетика и ЖКХ: Системы технического и питьевого водоснабжения, циркуляционные линии систем отопления (при температуре до 120°C), линии подпитки, общеобменные системы вентиляции и кондиционирования.
• Промышленность: Оборотные системы водоснабжения, системы пожаротушения, технологические линии с нейтральными жидкостями и слабыми щелочами.
• Судостроение: Системы забортной и балластной воды.

Важно: EPDM не рекомендуется применять в системах с минеральными маслами, конденсатом дизельного топлива, концентрированными кислотами и растворителями.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж — залог долговечной работы. Межфланцевые (wafer) затворы устанавливаются между фланцами трубопровода и стягиваются шпильками, проходящими через корпус затвора. Важно соблюдать момент затяжки, указанный производителем, чтобы избежать деформации корпуса и заклинивания диска. Перед вводом в эксплуатацию необходимо проверить свободный ход диска на весь угол поворота. В процессе эксплуатации требуется периодическая проверка на герметичность и плавность хода. Основное обслуживание заключается в замене изношенного седлового уплотнения, что, как правило, возможно без демонтажа затвора с трубопровода (система картриджных уплотнений).

Преимущества и недостатки дисковых затворов с EPDM

Преимущества:

• Компактность и малый строительный вес по сравнению с задвижками того же диаметра.
• Быстрое открытие/закрытие (поворот на 90°).
• Простая конструкция, ремонтопригодность.
• Относительно низкая стоимость.
• Хорошая герметичность при использовании качественных эластомеров.
• Минимальные требования к обслуживанию.

Недостатки:

• Ограниченная регулирующая характеристика (в основном двухпозиционное действие).
• Создание турбулентности потока даже в открытом положении, что приводит к более высоким потерям давления по сравнению с шаровыми кранами или полнопроходными задвижками.
• Ограничения по температуре и химической стойкости, накладываемые материалом уплотнения (EPDM).
• Возможность заклинивания диска при длительной эксплуатации в закрытом положении в системах с жесткой водой или отложениями.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем дисковый затвор отличается от шарового крана?

Основное отличие в конструкции запорного элемента: диск (тарелка) у затвора и сфера у шарового крана. Шаровые краны, как правило, обеспечивают более высокую герметичность и имеют полнопроходное исполнение с минимальными потерями давления. Затворы часто дешевле, особенно на большие диаметры (DN>200), и могут быть более компактными по длине. Однако у затворов выше гидравлическое сопротивление в открытом состоянии.

Можно ли использовать затвор с EPDM уплотнением для пара?

Да, EPDM является одним из предпочтительных эластомеров для работы с насыщенным паром низкого и среднего давления при температурах, не превышающих +120°C (для кратковременных пиков до +140°C). Для постоянной работы с паром выше 120°C следует рассматривать уплотнения из FKM или PTFE.

Что означает обозначение «EPDM 70°» или «EPDM 80°»?

Это обозначение твердости эластомера по Шору (Shore A). EPDM 70° — более мягкий материал, обеспечивающий лучшую герметичность при невысоких давлениях. EPDM 80° — более твердый, износостойкий, лучше подходит для средних давлений и сред с абразивными включениями. Выбор зависит от конкретных условий эксплуатации.

Как правильно хранить затворы с резиновым уплотнением до монтажа?

Затворы должны храниться в закрытом помещении, защищенном от прямых солнечных лучей, озона (источники — высоковольтное оборудование, сварочные аппараты), масел и химикатов. Диск должен быть слегка приоткрыт (примерно на 15°), чтобы избежать деформации и «схватывания» уплотнительного кольца. Не допускается хранение в полностью закрытом или полностью открытом положении.

Почему затвор может начать «подтекать» после нескольких лет эксплуатации?

Основные причины: естественное старение и износ EPDM-уплотнения; механические повреждения диска или седла отложениями или абразивом; ослабление затяжки межфланцевых соединений; деформация диска из-за гидроудара. В большинстве случаев проблема решается заменой седлового уплотнительного картриджа.

Какой класс герметичности обеспечивает затвор с EPDM уплотнением?

Качественные дисковые затворы с новым EPDM уплотнением, как правило, соответствуют классу герметичности «А» по ГОСТ 9544 (высший класс, нулевая утечка) для испытаний на затворе. В процессе эксплуатации класс герметичности может снижаться.

Заключение

Дисковый затвор с уплотнением из EPDM представляет собой надежное, экономичное и функциональное решение для систем, работающих с водой, паром низких температур, щелочными и нейтральными средами. Его выбор обоснован в проектах теплоснабжения, водоснабжения, вентиляции, где требуются компактность, простота обслуживания и приемлемая стоимость. Критически важным для корректной работы и долговечности является правильный подбор материала уплотнения в соответствии с химическим составом и температурой рабочей среды, а также соблюдение правил монтажа и эксплуатации. Для сред, несовместимых с EPDM (углеводороды, масла, сильные окислители), необходимо рассматривать затворы с уплотнениями из FKM, NBR или PTFE.