Затворы дисковые ЗДМ

Затворы дисковые ЗДМ: конструкция, применение и технические характеристики

Затвор дисковый межфланцевый (ЗДМ) представляет собой тип трубопроводной арматуры, предназначенный для полного перекрытия или регулирования потока рабочей среды в трубопроводах. Принцип действия основан на повороте диска (заслонки), установленного на валу, на 90 градусов от полностью открытого до полностью закрытого положения. Основное конструктивное отличие ЗДМ – отсутствие собственного корпуса с присоединительными патрубками. Затвор монтируется между фланцами трубопровода, что обеспечивает компактность, малый вес и простоту установки.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция затвора ЗДМ включает несколько ключевых компонентов:

    • Корпус (рама): Обычно изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали (сталь 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т, AISI 304/316). Представляет собой кольцо, внутри которого вращается диск. Имеет уплотнительные поверхности для монтажа между фланцами.
    • Диск (заслонка): Основной запирающий элемент. Может быть выполнен в виде плоского или двояковыпуклого (линзовидного) диска. Материалы: углеродистая сталь, нержавеющая сталь, чугун с покрытием (резина, эпоксидка). Форма диска оптимизирована для обеспечения герметичности и минимального гидравлического сопротивления.
    • Уплотнение: Критически важный узел. Состоит из седлового уплотнения, установленного в корпусе, и периметрового уплотнения на диске. Наиболее распространены уплотнения из EPDM, NBR (нитрил), Viton (фторкаучук), PTFE (фторопласт). Выбор материала зависит от температуры и агрессивности среды.
    • Вал (шпиндель): Передает крутящий момент от привода к диску. Выполняется из нержавеющей стали для защиты от коррозии и заедания. Соединение вала с диском может быть фиксированным или плавающим для компенсации перекосов.
    • Присоединительные размеры: Соответствуют ГОСТ, DIN или ANSI стандартам. Давление и диаметр определяют количество и диаметр отверстий под шпильки/болты на корпусе затвора.

    Классификация и типоразмеры

    Затворы ЗДМ классифицируются по нескольким ключевым параметрам:

    По типу привода:

    • Ручной: С маховиком или редуктором. Применяются для трубопроводов малых и средних диаметров (до DN300), где усилие оператора достаточно для управления.
    • Электрический (ЗДМ-Э): С электроприводом. Используются в автоматизированных системах управления, на труднодоступных или крупногабаритных трубопроводах (DN350 и выше).
    • Пневматический/Гидравлический: С пневмо- или гидроцилиндром. Применяются во взрывоопасных зонах или при наличии соответствующего источника энергии.

    По типу уплотнения:

    • С резиновым уплотнением (мягкое): Обеспечивает высокую герметичность класса «А» по ГОСТ 9544-2015. Рабочая температура ограничена свойствами эластомера (обычно от -20°C до +120°C для EPDM).
    • С металлическим уплотнением: Используется для высоких температур (до +600°C) и агрессивных сред. Герметичность, как правило, ниже (класс «В» или «С»).
    • С PTFE уплотнением: Для химически агрессивных сред.

    Типоразмерный ряд ЗДМ охватывает диаметры от DN50 до DN2000 и более. Номинальное давление (PN) для стандартных моделей обычно составляет PN6, PN10, PN16. Для энергетики и нефтегазовой отрасли выпускаются затворы на PN25 и выше.

    Таблица 1. Основные типоразмеры и параметры затворов ЗДМ (пример для PN16)
    Условный проход, DNДиаметр, Dу, ммСтроительная длина, L, мм (примерная)Масса (ручной), кг (примерная)Рекомендуемый тип привода для DN ≥
    50165434.5300
    100215468.5300
    2002805218300
    3003906040Электрический/редукторный
    50060085120Электрический
    800900110350Электрический

    Область применения в энергетике и смежных отраслях

    В энергетическом секторе затворы ЗДМ нашли широкое применение благодаря своей надежности и простоте обслуживания.

    • Системы технического водоснабжения (ТВС): Для перекрытия потоков охлаждающей воды на входе и выходе градирен, конденсаторов турбин.
    • Тепловые сети (теплофикация): В качестве запорной арматуры на ответвлениях, для дренажных линий, в системах подпитки.
    • Системы пожаротушения: В магистралях подачи воды к спринклерным системам и гидрантам.
    • Вентиляционные системы и газоходы: Затворы с электроприводом используются для регулирования потоков дымовых газов или воздуха.
    • Водоподготовка и химводоочистка (ХВО): Для управления потоками реагентов, очищенной и обессоленной воды.

    Важным ограничением является применение для сред с высокими температурами (свыше +120°C для резиновых уплотнений) и высоким давлением (свыше PN25). В таких условиях чаще используются задвижки или шаровые краны.

    Монтаж, эксплуатация и обслуживание

    Правильный монтаж – залог долговечной работы затвора. Ключевые этапы:

    1. Подготовка фланцев: Фланцы трубопровода должны быть соосными, параллельными и очищенными от окалины и грязи. Расстояние между фланцами должно соответствовать строительной длине затвора.
    2. Установка затвора: Затвор размещается между фланцами без перекосов. Важно обеспечить свободное вращение диска до затяжки крепежа.
    3. Затяжка крепежных элементов: Болты или шпильки должны затягиваться крест-накрест с постепенным увеличением момента, указанного в паспорте изделия. Это предотвращает деформацию корпуса и нарушение герметичности.
    4. Проверка работы: После монтажа необходимо несколько раз полностью открыть и закрыть затвор, убедившись в отсутствии заеданий.

    Эксплуатация требует периодической проверки состояния уплотнений и смазки подшипниковых узлов (если они предусмотрены). При потере герметичности производится замена уплотнительных колец. Затворы с резиновым уплотнением не должны использоваться в качестве регулирующей арматуры в полуоткрытом положении при высоких скоростях потока, так как это приводит к кавитационному износу диска и резины.

    Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами запорной арматуры

    Преимущества:

    • Компактность и малый вес: Значительно меньше, чем у задвижек аналогичного диаметра, что снижает нагрузку на трубопровод и упрощает монтаж.
    • Простота конструкции и обслуживания: Минимальное количество деталей, легкая замена уплотнений.
    • Быстрое срабатывание: Поворот на 90° осуществляется быстро, что критично для аварийного отключения участков.
    • Универсальность монтажа: Может устанавливаться в любом пространственном положении.
    • Относительно низкая стоимость: Особенно для больших диаметров (DN300+).

    Недостатки:

    • Ограниченное давление: Как правило, не превышает PN25 для стандартных конструкций.
    • Гидравлическое сопротивление: В открытом положении диск частично перекрывает проход, создавая большее сопротивление, чем полнопроходная арматура.
    • Износ уплотнений при регулировании: Резиновые уплотнения подвержены эрозии при длительной работе в режиме дросселирования.
    • Ограничения по температуре для мягких уплотнений: Рабочий диапазон определяется материалом седла.
    Таблица 2. Сравнение затвора ЗДМ с задвижкой и шаровым краном
    ПараметрЗатвор дисковый ЗДМЗадвижкаКран шаровый
    Строительная длинаМинимальнаяМаксимальнаяМалая
    ВесМалыйБольшойСредний
    ГерметичностьВысокая (с мягким уплотнением)Высокая (клиновая)Очень высокая
    Регулирование потокаВозможно, но не рекомендуется для резиновых уплотненийНевозможноВозможно (специальные исполнения)
    Применение для больших DN (≥500)Оптимально по цене и весуТяжелая, дорогая, требует местаОчень дорогой, большой крутящий момент
    Ремонтопригодность в линииЗамена уплотнений возможна без демонтажа (часто)Сложный ремонт, часто требуется демонтажОбычно не ремонтируется, подлежит замене

    Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

    1. Какой класс герметичности обеспечивает затвор ЗДМ с резиновым уплотнением?

    Современные затворы ЗДМ с качественным резиновым уплотнением (EPDM, NBR) обеспечивают класс герметичности «А» по ГОСТ 9544-2015 (полная непроницаемость) как в положении «закрыто», так и при испытаниях на прочность корпуса. Это соответствует нулевой утечке.

    2. Можно ли использовать ЗДМ для регулирования расхода среды?

    Конструктивно такая возможность есть, и многие производители указывают в характеристиках возможность регулирования. Однако для сред с абразивными включениями или при высоких перепадах давления это приводит к ускоренному износу и эрозии резинового уплотнения по кромке диска. Для постоянного регулирования рекомендуется использовать специализированные регулирующие затворы с металлокерамическими уплотнениями или дисковые поворотные затворы с иной геометрией диска.

    3. Как правильно подобрать материал уплотнения?

    Выбор зависит от рабочей среды и температуры:

    • EPDM: Вода (холодная и горячая до +120°C), пар низкого давления, щелочи, слабые кислоты. Не устойчив к маслам и углеводородам.
    • NBR (Нитрил): Вода, воздух, нефтепродукты, масла, сжиженный газ (до +80°C).
    • Viton (FKM): Агрессивные химические среды, углеводороды, высокие температуры (до +150°C). Дорогой.
    • PTFE (Фторопласт): Химически агрессивные среды, высокие температуры (до +200°C). Обеспечивает очень низкое трение.

4. Что означает обозначение ЗДМ-1-200-16 и как его расшифровать?

Это условное обозначение по общепринятой схеме:
ЗДМ – Затвор Дисковый Межфланцевый.
1 – Исполнение по материалу (например, чугун/сталь).
200 – Условный проход DN200.
16 – Номинальное давление PN16.
В конце могут добавляться буквы, обозначающие тип привода (Э – электрический, П – пневматический) и материал уплотнения. Точная расшифровка всегда приведена в техническом паспорте производителя.

5. Требуется ли обслуживание подшипников вала?

В стандартных затворах ЗДМ для воды общепромышленного назначения часто используются втулки скольжения из антифрикционных материалов (например, PTFE-композитов), не требующие смазки. В затворах для тяжелых условий или больших диаметров устанавливаются подшипники качения, которые требуют периодической проверки и смазки через пресс-масленку согласно регламенту производителя.

6. Как монтировать затвор на существующий трубопровод, если расстояние между фланцами меньше строительной длины затвора?

Монтаж в таком случае невозможен и является грубым нарушением. Принудительная стяжка фланцев приведет к деформации корпуса затвора, заклиниванию диска и разрушению уплотнений. Необходимо либо переварить трубопровод, обеспечив правильное межфланцевое расстояние, либо использовать арматуру с иной (меньшей) строительной длиной.

Заключение

Затворы дисковые межфланцевые ЗДМ являются оптимальным технико-экономическим решением для систем с большими диаметрами трубопроводов, низким и средним давлением, где требуются надежное запирание потока, компактность и простота обслуживания. Правильный подбор по параметрам среды (температура, химический состав), давлению и диаметру, а также соблюдение правил монтажа и эксплуатации гарантируют длительный и безотказный срок службы данной арматуры в энергетических и промышленных системах. При выборе между различными типами запорной арматуры для задач отключения участков сетей водоснабжения, вентиляции и технических сред затворы ЗДМ заслуженно занимают одну из лидирующих позиций.

Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.