Газовое
оборудование
Промышленная трубопроводная арматура — устройства, устанавливаемые на трубопроводах, агрегатах, сосудах и предназначенные для управления (отключения, регулирования, сброса, распределения, смешивания, фазораспределения) потоками рабочих сред (газообразной, жидкой, газожидкостной, порошкообразной, суспензии и т.п.) путем изменения площади проходного сечения.
Существует ряд государственных стандартов, регламентирующих требования, предъявляемые к трубопроводной арматуре. В частности, основные параметры кранов необходимо смотреть по ГОСТ 21345-2005. Требования к проектированию, изготовлению и испытаниям – по ГОСТ 12.2.063-81. Типы, присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей фланцев – по ГОСТ Р 54432-2011. Муфтовые концы – по ГОСТ 6527-68. Разделку концов патрубков под приварку – по ГОСТ 16037-80. Требования надежности – по ГОСТ 27.003-90. Маркировку и окраску – по ГОСТ 4666-75
Трубопроводная арматура характеризуется двумя главными параметрами: условным проходом (номинальным размером) и условным (номинальным) давлением. Под условным проходом (номинальным размером) DN или ДУ понимают параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей, например соединений трубопроводов, фитингов и арматуры (ГОСТ 28338–89). Условный проход не имеет единицы измерения и приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах.
Номинально (условное) давление PN или PУ– наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 20°С, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений арматуры и трубопровода, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности при температуре 20°С. Значения и обозначения номинальных (условных) давлений должны соответствовать указанным в ГОСТ 26349-84
Номинальные (условные) давления менее 0,01 МПа следует выбирать из ряда R5, а более 100 МПа – из ряда R20 по ГОСТ 8032-84.
Допускается применять обозначение номинального (условного) давления PУ вместо PN в конструкциях соединений трубопроводов и арматуры, разработанных до 01.01.1992.
При маркировке допускается использовать обозначение PN 6 вместо PN 6,3
Рабочее давление Pр – наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры, то есть при рабочих температурах.
Пробное давление Рпр – избыточное давление, при котором должно производиться гидравлическое испытание арматуры и деталей трубопровода на прочность и герметичность водой при температуре не менее 5 и не более 70°С. Значения пробных давлений для арматуры и деталей из различных материалов определяются по ГОСТ 356–80. Для Рр до 20 МПа пробное давление примерно в 1,5 раза больше рабочего
ГОСТ 54808-2011 устанавливает на все виды запорной трубопроводной арматуры следующие нормы герметичности затворов для всех PN в за- висимости от номинального диаметра DN и класса герметичности при испытании водой давлением Pисп = 1,1PN и воздухом давлением Pисп = 0,6 МПа (табл. 1). Рекомендации по назначению классов герметичности затворов приведены в табл. 2, 3.
| Класс герметичности | Норма герметичности затвора Q для испытательной среды | |||
| Вода при Р исп =1,1PN | Воздух при Р исп =0,6 МПа | |||
| Q, мм3/с | Q, см3/с | Q, мм3/с | Q, см3/с | |
| А | Отсутствие видимых утечек в течение времени испытания | |||
| АА | 0,006•DN | 0,0004•DN | 0,18•DN | 0,011•DN |
| В | 0,01•DN | 0,0006•DN | 0,30•DN | 0,018•DN |
| С | 0,03•DN | 0,0018•DN | 3,00•DN | 0,18•DN |
| СС | 0,08•DN | 0,0048•DN | 22,30•DN | 1,30•DN |
| D | 0,10•DN | 0,006•DN | 30•DN | 1,80•DN |
| Е | 0,30•DN | 0,018•DN | 300•DN | 18,0•DN |
| ЕЕ | 0,39•DN | 0,023•DN | 470•DN | 28,2•DN |
| F | 1,0•DN | 0,060•DN | 3000•DN | 180•DN |
| G | 2,0•DN | 0,12•DN | 6000•DN | 360•DN |
Табл. 1 – Нормы и классы герметичности затворов запорной арматуры
| Вид арматуры | Тип арматуры | Класс герметичности затвора | |||||||||
| А | АА | В | С | CC | D | Е | ЕЕ | F | G | ||
| Уплотнение затвора «металл – металл» | |||||||||||
| Запорная | Клапаны | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Задвижки | + | + | + | + | + | + | + | + | |||
| Дисковые затворы | + | + | + | + | + | + | + | + | |||
| Краны | + | + | + | + | + | + | |||||
| Обратная | Затворы | + | + | + | + | ||||||
| Клапаны | + | + | + | + | + | + | |||||
| Предохранительная | Все | + | + | + | + | + | |||||
| Запорно-регулирующая | + | + | + | ||||||||
| Уплотнение затвора «мягкое» | |||||||||||
| Запорная | Клапаны | + | + | + | + | ||||||
| Задвижки | + | + | + | + | |||||||
| Дисковые затворы | + | + | + | + | + | ||||||
| Краны | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Обратная | Затворы | + | + | + | + | + | |||||
| Задвижки | + | + | + | + | + | ||||||
| Предохранительная | Все | + | + | + | |||||||
| Запорно-регулирующая | + | + | + | + | + | ||||||
Табл. 2 – Рекомендации по назначению классов герметичности затворов, рабочая среда – газ
| Рекомендуемый класс герметичности | Класс герметичности затвора | |||||
| I | II | III | IV, IV-S1, IV-S2 | V | VI | |
| Конструктивное исполнение регулирующего клапана | Все | Двухседельный, клеточный разгруженный | Двухседельный, односедельный, клеточный | Односедельный, клеточный неразгруженный | Односедельный, клеточный | Односедельный с мягким уплотнением затвора |
Табл. 3 – Рекомендации по назначению классов герметичности для регулирующей арматуры
ГОСТ 52760-2007 устанавливает нормы маркировки и отличительной окраски трубопроводной арматуры. Перечень, приведенный в п. 4.1.1 стандарта, включает 22 позиции. Из них знаки маркировки 1 (номинальный диаметр), 2 (номинальное давление), 3 (материал корпуса), 4 (товарный знак и/или наименование изготовителя) обязательные. Знак маркировки 2 может быть заменен или дополнен знаками маркировки 7 (предельная температура) и 9 (рабочее давление). Знак маркировки 5 (направление подачи рабочей среды на арматуру) является обязательным для арматуры с регламентированным направлением подачи рабочей среды. Прочие знакимаркировки обязательны только тогда, когда это определено какими-либо регулирующими документами, в других случаях указываются изготовителями в добровольном порядке.
ГОСТ 15150-69 устанавливает маркировку изделий по исполнениюдля различных климатических районов, категорий, условий эксплуатации и хранения в части воздействия климатических факторов внешней среды. По степени защиты изделия, обеспечиваемые оболочками, маркируются согласно ГОСТ 14254-96.
Климатические исполнения имеют следующие варианты маркировки: У1, У2, У3, Т1, Т2, Т3, УХЛ1, УХЛ4, УТ1.5. Буквы обозначают, для какого макроклиматического района предназначается изделие (тип климата), цифры – категорию (место) размещения (см. табл. 4, 5).
Индекс «Ц» в маркировке арматуры обозначает цинковое покрытие, полученное методом горячего цинкования. Буква «X» обозначает химостойкое покрытие.
| Климатическое исполнение |
|
| У | С умеренным климатом. Средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже +40°С, средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура – выше -45°С. Диапазон рабочих температур при эксплуатации – -45...+40°С |
| ХЛ | С холодным климатом. Средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура – ниже -45°С. Диапазон рабочих температур при эксплуатации – -60...+40°С |
| УХЛ | С умеренным и холодным климатом. Диапазон рабочих температур при эксплуатации – -60...+40°С |
| Т | Тропический климат |
| ТВ | С влажным тропическим климатом. Сочетание температуры, равной или выше +20°С, и относительной влажности выше 80% наблюдается 12 и более часов в сутки за непрерывный период более 2 месяцев (концентрация хлоридов – менее 0,3 мг/м2•сут., сернистого газа – 20-250 мг/м2•сут.). Диапазон рабочих температур при эксплуатации – +1...+40°С |
| ТС | С сухим тропическим климатом. Средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха – выше +40°С (концентрация хлоридов – менее 0,3 мг/м2•сут., сернистого газа – 20-250 мг/м2•сут.). Диапазон рабочих температур при эксплуатации – -10...+50 °С |
| О | Общеклиматическое исполнение (за исключением морского). Для макроклиматических районов на суше, кроме района с очень холодным климатом (концентрация хлоридов – 0,3-30 мг/м2•сут., сернистого газа – 20-250 мг/м2•сут.). Диапазон рабочих температур при эксплуатации – -60...+50°С |
| М | Морской умеренно-холодный климат |
| МО | Общеклиматическое морское исполнение |
| В | Всеклиматическое исполнение. Для макроклиматических районов на суше и на море, кроме района с очень холодным климатом (концентрация хлоридов – 0,3-300 мг/м2•сут., сернистого газа – не более 250 мг/м2•сут.). Диапазон рабочих температур при эксплуатации – -60...+50°С |
Табл. 4 –Климатическое исполнение
| Категория размещения |
|
| 1 | Для работы на открытом воздухе |
| 2 | Для работы в помещениях, где колебания влажности воздуха не очень отличаются от колебаний на открытом воздухе, например: в палатках, кузовах, прицепах, металлических помещениях без теплоизоляции, а также в кожухах комплектных устройств категории 1 или под навесом (отсутствует прямое действие солнечной радиации и атмосферных осадков на изделие) |
| 3 | Для работы в закрытых помещениях с природной вентиляцией, без искусственного регулирования климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, а также действие песка и пыли значительно меньше, чем снаружи, например: в металлических с теплоизоляцией, каменных, бетонных, деревянных помещениях (значительное уменьшение действия солнечной радиации, ветра, атмосферных осадков, отсутствие росы) |
| 4 | Для работы в помещениях с искусственно регулируемым микроклиматом, например: в закрытых обогреваемых и вентилируемых производственных и других, в том числе подземных, помещениях с хорошей вентиляцией (отсутствие прямого действия атмосферных осадков, ветра, а также песка и пыли внешнего воздуха) |
| 5 | Для работы в помещениях с повышенной влажностью |
Табл. 5 - Категория размещения
Особые требования к материалу арматуры в связи с низкими температурами эксплуатации предъявляет умеренный и холодный климат (УХЛ). Поэтому очень важно, чтобы изделия, предназначенным для эксплуатации в районах с УХЛ1, были изготовлены из материалов, сохраняющих свои свойства при температуре до -70°С.
Необходимо понимать, что арматура, например, предназначенная для эксплуатации в районах с умеренным климатом категории размещения 1, может также эксплуатироваться в районах с умеренным климатом категорий размещения 2, 3 или 4, но не наоборот
Аналогично: изделия с маркировкой УТ1.5 могут замещать изделия с маркировкой У1, У2, УЗ, Т1.Т2.ТЗ
Диапазоны рабочих и предельных рабочих температур для разных вариантов климатического исполнения арматуры приведены в табл. 6.
Принятое в арматуростроении условное обозначение арматуры – классификация Центрального конструкторского бюро арматуростроения (ЦКБА) – состоит из цифр и букв (рис. 1). Первые две цифры обозначают тип арматуры.
Рис.1 Условное обозначение арматуры по классификации ЦКБА
Буквы за цифрами – материал, применяемый для изготовления корпуса
Одна или две цифры после букв – номер модели, при наличии трех цифр первая из них обозначает вид привода, а две следующих – номер модели.
Последние буквы – материал уплотнительных поверхностей или способ нанесения внутреннего покрытия корпуса.
| Исполнение | Категория размещение | Температура воздуха | ||||
| Рабочая | Предельная рабочая | |||||
| max | min | Средняя | max | min | ||
| У | 1,2 | +40 | -45 | +10 | +45 | -50 |
| 3 | +40 | -10 | +10 | +45 | -10 | |
| ХЛ | 1,2 | +40 | -60 | +10 | +45 | -60 |
| 3 | +40 | -10 | +10 | +45 | -10 | |
| УХЛ | 1,2 | +40 | -60 | +10 | +45 | -60 |
| 3 | +40 | -10 | +10 | +45 | -10 | |
| ТВ | 1,2 | +25 | +1 | +27 | +50 | +1 |
| 3 | +45 | +10 | +20 | +40 | +1 | |
| Т, ТС | 1,2,3 | +45 | -10 | +27 | +55 | -10 |
| 4 | +45 | +1 | +27 | +55 | +1 | |
| O | 1,2 | +45 | -60 | +27 | +55 | -60 |
| M | 1 | +40 | -45 | +10 | +45 | -50 |
| TM | 1 | +40 | +1 | +27 | +50 | +1 |
| OM | 1 | +45 | -60 | +27 | +55 | -60 |
| B | 1 | +45 | -60 | +27 | +55 | -60 |
Табл. 6 – Диапазон рабочих и предельных рабочих температур для разных вариантов климатического исполнения арматуры
Изделие без вставных или наплавленных колец, то есть с уплотнительными поверхностями, выполненными непосредственно на корпусе или затворе, обозначается «бк» (без колец).
Наряду с системой ЦКБА используют код, полученный путем сокращения названия изделия, например, КШ-16/15 – кран шаровой с условным давлением 16 кг/см2 и условным проходом 15 мм. Некоторые конструкции обозначаются только номером чертежа, по которому они изготавливаются, иногда в обозначение изделия добавляется буква названия завода-изготовителя.
При проектировании сетей газораспределения и газопотребления выбирать технические устройства, устанавливаемые на газопроводах, необходимо в соответствии с требованиями следующих технических регламентов:
Для систем газоснабжения давлением до 1,6 МПа (16 кгс/см2 ) включительно, в зависимости от условий эксплуатации, следует применять типы запорной арматуры, приведенные в табл. 7.
| Тип арматуры | Область применения |
| 1.Краны шаровые | Наружные и внутренние газопроводы природного газа давлением до 1,2 МПа включительно, а также паровой и жидкой фазы СУГ давлением до 1,6 МПа включительно |
| 2. Задвижки | Наружные и внутренние газопроводы природного газа давлением до 1,2 МПа включительно, а также паровой и жидкой фазы СУГ давлением до 1,6 МПа включительно |
| 3. Клапаны (вентили) | Наружные и внутренние газопроводы природного газа давлением до 1,2 МПа включительно, а также паровой и жидкой фазы СУГ давлением до 1,6 МПа включительно |
Табл. 7 – Область применения различных типов трубопроводной арматуры
Запорная арматура, устанавливаемая в районах с очень холодным и холодным климатом (районы I1 и I2 по ГОСТ 16350-80) на наружных газопроводах, должна быть в климатическом исполнении УХЛ1, УХЛ2, ХЛ1, ХЛ2; на внутренних газопроводах в неотапливаемых помещениях – УХЛ3, ХЛ3; на внутренних газопро- водах в отапливаемых помещениях – У1, У2, У3, У5, УХЛ4, УХЛ5, ХЛ5 по ГОСТ 15150-69.
Запорная арматура, устанавливаемая в районах с умеренно холодным климатом (район II4 по ГОСТ 16350-80) на наружных и внутренних газопроводах в неотапливаемых помещениях, должна быть в климатическом исполнении У1, У2, У3, УХЛ1, УХЛ2, УХЛ3 по ГОСТ 15150-69.
Запорную арматуру, устанавливаемую на наружных и внутренних газопроводах в неотапливаемых помещениях, исходя из климатических условий, рабочего давления и материала корпуса допускается принимать согласно табл. 8.
| Материал | Давление газа, МПа | Дy , мм | Температура эксплуатации, °С |
| включительно | |||
| Серый чугун | До 0,05, До 0,6 |
До 100 Без ограничений |
До -45 До -35 |
| Ковкий чугун | До 0,05, До 1,6 |
До 100 Без ограничений |
До -45 До -40 |
| Углеродистая сталь | До 1,6 | Без ограничений | До -40 |
| Легированная сталь | До 1,6 | Без ограничений | До -60 |
| Сплавы на основе меди | До 1,6 | Без ограничений | До -60 |
| Сплавы на основе алюминия* | До 1,6 | до 100 | До -60 |
* Корпусные детали должны изготавливаться: кованые и штампованные – из деформируемого сплава марки
Д-16 (как исключение марки Д-1); литые – гарантированного качества с механическими свойствами не
ниже марки АК – 7ч (АЛ-9) ГОСТ 1583-93
Табл. 8 – Условия эксплуатации для арматуры из разных материалов
За расчетную температуру среды и температуру эксплуатации, согласно СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции», условно считается температура наиболее холодных суток в зоне строительства с коэффициентом 0,98
Герметичность затвора кранов, вентилей и задвижек должна соответствовать классу А.
Выбор условного давления Pу и рабочего давления Pp запорной арматуры в зависимости от рабочего давления в газопроводе должен осуществляться в соответствии с табл. 9.
| Рабочее давление газопровода, МПа | Рy запорной арматуры (по ГОСТ 356-80), МПа, не менее |
| Низкое до 0,005 | 0,1 |
| Среднее от 0,005 до 0,3 | 0,4 |
| Высокое II категории от 0,3 до 0,6 | 0,6 |
| (1,0 – для арматуры из серого чугуна) | |
| Высокое I категории от 0,6 до 1,2 | 1,6 |
| Газопроводы жидкой фазы СУГ | 1,6 |
| Газопроводы обвязки надземных резервуаров хранения СУГ и средств транспортировки СУГ (железнодорожные и автомобильные цистерны) | 2,5 |
Табл. 9 - Выбор условного давления арматуры в зависимости от рабочего давления в газопроводе
Вся запорная арматура, в соответствии с ГОСТ Р 52760-2007, должна иметь маркировку на корпусе и отличительную окраску. Маркировка должна содержать товарный знак завода-изготовителя, условное или рабочее давление, условный про-ход и указатель направления потока, если это необходимо. Отличительная окраска корпуса и крышки запорной арматуры должна соответствовать табл. 10
| Материал корпуса | Цвет окраски |
| 1. Серый и ковкий чугун | Черный |
| 2. Сталь углеродистая | Серый |
| 3. Сталь коррозионностойкая (нержавеющая) | Голубой |
| 4. Сталь легированная | Синий |
| 5. Цветные металлы | Не окрашивается |
Табл. 10 - Отличительная окраска корпуса и крышки запорной арматуры из разных материалов
Электропривод запорной арматуры должен быть во взрывозащищенном исполнении.
Задвижка — промышленная трубопроводная арматура, в которой перекрытие прохода осуществляется возвратно-поступательным перемещением запорного органа в направлении, перпендикулярном оси потока рабочей среды.
Задвижки получили широкое применение для перекрытия потоков газообразных или жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов от 50 до 2000 мм при рабочих давлениях 0,1-25 МПа и температурах среды до 450°С.
В сравнении с другими видами запорной арматуры задвижки обладают преимуществами: незначительным гидравлическим сопротивлением при полностью открытом проходе; отсутствием поворотов рабочей среды; простотой обслуживания; относительно небольшой строительной длиной; возможностью подачи среды в любом направлении.
К недостаткам, общим для всех конструкций задвижек, следует отнести: небольшой допускаемый перепад плуатации; нарушение герметичности сальника по штоку; быстрый износ уплотнительной поверхности, что приводит к потере герметичности затвора при эксплуатации.
Задвижки могут быть полнопроходными и суженными, когда диаметр отверстия уплотнительных колец меньше диаметра трубопровода.
По форме затвора задвижки подразделяются на клиновые и параллельные. Клиновая задвижка имеет клиновый затвор, на котором уплотнительные поверхности расположены под углом друг к другу (рис. 2). Клин может быть цельным жестким, цельным упругим или составным двухдисковым. У параллельной задвижки есть затвор, уплотнительные поверхности которого расположены параллельно друг к другу и имеют между собой распорный клин (рис. 3)
Рис.2 Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем стальная
Рис.3 Задвижка параллельная с выдвижным шпинделем чугунная
На рис. 2 и 3 L – строительная длина арматуры, то есть линейный размер между наружными торцевыми плоскостями ее присоединительных частей (фланцев, муфт и т.д.); Н – строительная высота, то есть расстояние от оси проходных патрубков корпуса до наивысшей точки конструкции (шпинделя или привода) при открытом положении изделия. Дy – условный проход
По характеру движения шпинделя различают задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем. В первом случае шпиндель совершает поступательное или вращательнопоступательное (винтовое) движение; во втором – только вращательное. Изделия с выдвижным шпинделем имеют большую высоту. Задвижки с невыдвижным шпинделем применяются для сред, обеспечивающих смазку пары трения «ходовая гайка—шпиндель», таких как нефтепродукты, вода и т.д. Применение изделия с невыдвижным шпинделем для природного газа ограничено.
Задвижки выпускаются на Дy от 50 до 2000, Рy от 0,6 до 25 МПа, температура рабочей среды – до 565°С.
Основные параметры задвижек указаны в ГОСТ 9698-86.
Кран – промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган имеет форму тела вращения или его части и поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной к направлению потока рабочей среды.
Краны по форме затвора делятся на конусные, шаровые и цилиндрические. Конусные могут быть сальниковыми или натяжными – в зависимости от того, как регулируется посадка пробки в корпусе: сальником (в верхней части крана) или гайкой (в нижней части). Краны могут быть проходными и пробоспускными. Проходные устанавливаются на участке трубопровода и имеют два присоединительных патрубка, пробоспускные устанавливаются на агрегатах, котлах, емкостях, резервуарах и имеют один присоеди-нительный патрубок и прямой или изогнутый спуск. Краны могут быть двух или трехходовыми, в зависимости от числа рабочих положений пробки. У кранов со смазкой есть устройство для периодической (ручной или автоматической) подачи густой смазки по каналам на пробке и корпусе для смазывания подвижного соединения. Конструкция кранов для бесколодезной установки включает органы управления, поднятые над корпусом
По эффективному рабочему диаметру прохода краны делятся на полнопроходные и неполнопроходные (стандартно-проходные). У полнопроходных отклонение эффективного диаметра от номинального обычно составляет до 2-3%, у неполнопроходных (стандартно-проходных) эффективный диаметр меньше номинального на 15-25%. По ГОСТ 21345-2005 эффективный диаметр полнопроходного крана должен быть не менее 95% входного отверстия патрубка корпуса для диаметров до DN350, и не менее 2% – для DN400 и выше.
Полнопроходные краны отличаются очень маленьким гидравлическим сопротивлением, увеличенными габаритами и стоят дороже, чем стандартнопроходные
По типу крепления шара на валу различают краны с плавающим и с фиксированным шаром. У кранов с плавающим шаром шаровый затвор не связан со шпинделем и может незначительно перемещаться в корпусе под действием давления рабочей среды, обеспечивая дополнительное уплотнение. На трубопроводах большого диаметра и с высоким давлением рабочей среды для открытия крана с плавающим шаром может потребоваться существенное усилие, поэтому краны такой конструкции, как правило, изготавливаются с диаметром не более DN200. У кранов с фиксированным шаром шаровый затвор жестко закреплен на оси вала и не может линейно перемещаться в корпусе. Для их закрытия требуется меньшее усилие, но изготовление такой конструкции сложнее, поэтому цена шарового крана с фиксированным шаром больше, чем у аналогов с плавающим шаром. Для облегчения закрытия фиксирующая цапфа может иметь самосмазывающиеся подшипники скольжения
Рис.4 Кран шаровой муфтовый ГШК
Рис.5 Кран шаровой фланцевый КШ-50:1 – поджимная гайка; 2 – гайка сальника; 3 – затвор; 4 – шайба; 5, 6 – уплотнения; 7 – корпус; 8 – шайба; 9 – ось; 10 — рукоятка; 11, 12 – уплотнения; 13 – гайка
Недостаток кранов – значительный крутящий момент для управления. Достоинствами являются многоцелевое назначение, а также возможность обеспечения полнопроходности, малые строительные длина и высота. Краны относятся к классу ремонтируемых, восстанавливаемых изделий с нерегламентируемым порядком ремонта.
Основные параметры кранов необходимо смотреть по ГОСТ 21345-2005. Строительные длины шаровых кранов – по ГОСТ 28908-91. Строительные длины конусных кранов – по ГОСТ 14187-84.
Эффективные диаметры полнопроходных и неполнопроходных кранов DN до 500 включительно могут быть приняты из ряда рекомендуемых ГОСТ 28343-89 и соответствовать табл. 11.
ГОСТ 21345-2005 предусматривает следующие конструктивные требования:
Партию кранов, отгружаемых в один адрес по одному сопроводительному документу, следует сопровождать одним комплектом эксплуатационных документов (если иное не оговорено в договоре или в технических документах).
| Номинальный диаметр DN | Эффективный диаметр, мм | ||
| Кран с зауженным проходом | Кран полнопроходной | ||
| PN от 10 до 100 включ. | PN от 10 до 50 включ. | PN от 83 до 100 включ. | |
| 10 | — | 9,0 | 9,0 |
| 15 | 9,0 | 12,5 | 12,5 |
| 20 | 12,5 | 17,0 | 17.0 |
| 25 | 17,0 | 24,0 | 24.0 |
| 32 | 23,0 | 30,0 | 30.0 |
| 40 | 28,0 | 37,0 | 37.0 |
| 50 | 36,0 | 49,0 | 49.0 |
| 65 | 49,0 | 64.0 | 64.0 |
| 80 | 57,0 | 75,0 | 75,0 |
| 100 | 75,0 | 98,0 | 98,0 |
| 150 | 98,0 | 148,0 | 148,0 |
| 200 | 144,0 | 198,0 | 198.0 |
| 250 | 187,0 | 248,0 | 245.0 |
| 300 | 228,0 | 298,0 | 295.0 |
| 350 | 266,0 | 335,0 | 325.0 |
| 400 | 305,0 | 380,0 | 375,0 |
| 450 | 335,0 | 430,0 | 419.0 |
| 500 | 380,0 | 475,0 | 464.0 |
Табл. 11 – Эффективные диаметры полнопроходных и неполнопроходных кранов по ГОСТ 28343-89
Затвор – промышленная трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды. Наиболее часто затворы применяются при больших диаметрах трубопроводов, малых давлениях среды и пониженных требованиях к герметичности рабочего органа.
Конструктивно дисковый затвор представляет собой короткий цилиндрический корпус, через который протекает рабочая среда. Внутри корпуса расположена подвижная часть - запирающий элемент (диск), которыйможет перекрывать проход рабочей среде через кольцевое седло в корпусе, прижимаясь к его уплотнительной поверхности, путем поворота (как правило, на 90°) вокруг оси, перпендикулярной направлению потока среды. При этом ось вращения диска может являться его собственной осью (осевые дисковые затворы) или же не совпадать с ней (эксцентриковые дисковые затворы). В зависимости от конструкции диска и способа его перемещения затворы подразделяются на эксцентриковые (обычные затворы, ось вращения диска совмещена с центром диска и трубопровода), двухэксцентриковые (ось вращения диска смещена относительно центра диска и оси уплотнения, а также относительно центра трубопровода), трех и четырехэксцентриковые (три или четыре смещения диска)
Рассмотрим устройство поворотного дискового на примере ДТ-50 – затвора с мягким уплотнением седлового типа (рис. 6). Изделие состоит из корпуса, диска с проходным штоком и уплотнения. Уплотнение охватывает внутреннюю поверхность корпуса затвора со стороны рабочей среды, а также шток и торцы, образуя внешнее уплотнительное кольцо. Благодаря этому исключается контакт рабочей среды с корпусом и отпадает необходимость установки уплотнительных прокладок между фланцами. В результате рабочая среда контактирует только с материалом уплотнения и диском затвора. Герметичность изделия при его закрытии обеспечивается за счет упругой деформации материала седла по кромке и торцам диска. Уплотнения затворов изготавливаются из современных высококачественных полимерных материалов, таких как EPDM, BUNA-N, Viton и Silicone
Рис.6 Устройство поворотного дискового затвора
Затворы изготавливаются с разными типами присоединения: межфланцевым, фланцевым и приварным; по специальному заказу могут быть выполнены с одним фланцем. Управление затворами может осуществляться вручную, с использованием редуктора, а также электро- или пневмопривода Корпус может быть как разборным, так и неразборным. Разборный позволяет осуществлять замену в случае необходимости диска и уплотнений. Основные материалы, из которых изготавливаются затворы: чугун (серый, ковкий, высокопрочный), сталь (углеродистая, легированная, нержавеющая), бронза. Уплотнение в затворах бывает как мягкое, так и металл по металлу. Основные достоинства затворов – малые габаритные размеры и масса, малое время открытия и закрытия, незначительное гидравлическое со-
противление, возможность плавного регулирования расхода, простота конструкции, отсутствие в проточной части «застойных зон», малое число деталей и относительно низкая стоимость К типичным недостаткам можно отнести: большие крутящие моменты для управления затворами больших диаметров (при ручном управлении это влечет за собой необходимость
установки редуктора); в открытом состоянии диск располагается в проходе корпуса (что ухудшает гидравлические характеристики и делает затрудненной очистку трубопровода при помощи механических устройств); сложности с получением расчетных пропускных характеристик при использовании в качестве регулирующей заслонки, а также возможность возникновения гидроудара в случае быстрого открытия затвора либо в конце хода. Диапазон применения: Дy – от 40 до
2800, Рy – от 0,01 до 2,5МПа, температура рабочей среды – от -40 до +420°C. Основные параметры затворов
указаны в ГОСТ 12521-89. Рис.7 Затвор «МЕТАРОССА» серии НР с редуктором Клапан (вентиль) – промышленная трубопроводная арматура, в которой тарельчатый (золотниковый) или конический (игольчатый) запирающий элемент (затвор) возвратнопоступательным движением перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Данный тип арматуры применяется для полного перекрытия потока в трубопроводах относительно небольших диаметров (до 300 мм) ебольших диаметров (до 300 мм). По конструкции корпуса и расположению на трубопроводе запорные клапаны делятся на проходные (направление потока среды на входе и выходе одинаковое, но поток среды в корпусе делает как минимум два поворота на 90°), угловые (поток делает один поворот на 90°, ставятся на
поворотных участках трубопроводов) и прямоточные (направление потока сохраняется, но ось шпинделя расположена не перпендикулярно, а наклонно к оси прохода) По способу герметизации подвижного соединения «шпиндель (шток) — крышка» клапаны делятся на сальниковые, сильфонные и мембранные (диафрагмовые). Конструкция клапанов во многом схожа с конструкцией задвижек, но принципиальное ее отличие в том, что перемещение затвора совпадает с осью перемещения потока среды, а не перпендикулярно ему, что дает им ряд преимуществ перед задвижками. К достоинствам клапанов можно отнести следующие: простая конструкция (обеспечивает хорошую герметизацию в запорном органе и облегчает техническое обслуживание и ремонт); малый ход затвора для полного открытия/закрытия (соответственно, малая строительная высота и масса, невысокая цена); при закрытии и открытии клапана практически исключается трение уплотнения затвора о седло, что существенно уменьшает износ уплотнительных поверхностей. К недостаткам можно отнести высокое (по сравнению с шаровыми кранами и задвижками) гидравлическое сопротивление, ограничение пределов применения по диаметру, наличие в большинстве конструкций застойных зон, в которых скапливаются механические примеси из рабочей среды, что приводит к интенсификации процессов коррозии в корпусе арматуры Основные параметры клапанов
указаны в ГОСТ 5761-2005. Рис.8 Клапан предохранительно-
запорный
электромагнитный газовый
КПЭГ Поворотная заглушка (обтюратор, реверсивная заглушка, «очки Шмидта») – это несложное изделие для перекрытия трубопровода. Она состоит из двух частей: одна с отверстием для пропуска потока транспортируемой среды, вторая – глухая. В зависимости от необходимости рабочего режима трубопровода (закрыто/открыто), заглушка монтируется во фланцевое соединение (участок между крайними фланцами двух отрезков трубопровода) той или другой частью. Поворотные заглушки иногда заменяют собой шаровые краны или задвижки и также предназначены для полной или частичной герметизации (постоянной или временной) участка трубопровода для выполнения ремонтных, опрессовочных, реконструкционных и тому подобных технических работ. Исполнение фланцев, составляющих соединение, неодинаково, и поэтому геометрические размеры заглушек должны полностью соответствовать геометрической конфигурации уплотнительной поверхности. Так, например, для применения с фланцами первого исполнения заглушка должна быть плоской, а заглушка реверсивная – в обязательном порядке иметь на одной уплотнительной поверхности паз, на другой – шип. Установка заглушки поворотной между фланцами воротниковыми осуществляется таким образом, что над соединением находится только ее половина, а отверстие трубопровода закрыто глухой частью. В настоящее время установлено три вида исполнения обтюраторов, из которых в газовом хозяйстве применяются только заглушки первого исполнения, имеющие соединительный выступ и рассчитанные на условное эксплуатационное давление в диапазоне от 1,6 до 4,0 МПа. (Второе исполнение имеет сочетание «выступ плюс впадина» и рассчитано на условное эксплуатационное давление в диапазоне от 4,0-10,0 МПа, третье исполнение – заглушки, предназначенные на установку прокладки овального сечения и рассчитанные на условное эксплуатационное давление в диапазоне от 10,0 до 16,0 МПа.) По сравнению с применением традиционных запорных устройств у поворотных заглушек есть ряд преимуществ: малая строительная длина и масса, эксплуатационная долговечность (обусловленная отсутствием движущихся деталей), простота в изготовлении и обслуживании, невысокая цена. К недостаткам можно отнести невозможность частичного перекрытия отверстия трубопровода, сложность и продолжительность процедуры перекрытия, а также разгерметизацию трубопровода на период проведения работ. Температура, при которой используются поворотные заглушки, напрямую зависит от типа и марки стали, применяемых для их изготовления, и изменяется в диапазоне от -70 °С до +650°С. РУ для поворотных заглушек может колебаться в пределах от 0,1 до 25 МПа. Шток – это кинематический элемент трубопроводной арматуры, осуществляющий передачу поступательного усилия от привода или исполнительного механизма к запирающему или регулирующему элементу. Трубопроводная арматура с удлиненным штоком предназначена для установки в качестве запорного или регулирующего устройства на подземных трубопроводах, транспортирующих природный газ, нефть, нефтепродукты, а также другие жидкие и газообразные среды. Отличительной особенностью является удлиненный шток управления трубопроводной арматурой, специальная антикоррозионная обработка корпуса, надежность и долговечность. Преимущество использования данного типа арматуры – существенная экономия как во время строительства (нет необходимости производить устройство колодцев для обслуживания), так и во время эксплуатации, поскольку подобная арматура имеет значительный срок службы и является необслуживаемой. Как правило, при производстве подобной арматуры заводы-изготовители применяют коррозионностойкие материалы: сталь 20х13, 12х18н9т, AISI-304, AISI-409 и используют гидроизоляцию весьма усиленного типа: «Пирма», «Литкор», Protegol, «Абрис» и проч. Управление трубопроводной арматурой подземной установки возможно различными способами – например, с помощью Т-ключа, переносного редуктора, электро- или пневмопривода. Рис.9 Вариант конструкции штока
для трубопроводной арматуры
подземной установки:1 – корпус шпинделя; 2 – шпиндель,
3 – прокладка (О-ринг); 4 – адаптер;
5 – защитная труба штока; 6 – шток
удлинительный; 7 – прокладка (О-ринг);
8 – опорная втулка; 9 – ограничитель По типу присоединения штока к корпусу трубопроводной арматуры подземную арматуру можно классифицировать на цельносварную, когда шток и корпус трубопроводной арматуры являются одной неразъемной деталью; с фланцевым присоединением к корпусу трубопроводной арматуры. Рис.10 Пример монтажа удлинительного
штока, опорной плиты и ковера
на клиновую задвижку
Клапаны
Заглушки поворотные
Запорная арматура с удлиненным штоком для подземной установки
Классификация трубопроводной арматуры подземной установки
По виду используемого штока выделяют арматуру:
