Трубопроводная арматура

трубопроводная арматура трубопроводная арматура

Трубопроводной арматурой называются устройства, предназначенные для управления движением по трубопроводам потоков жидкостей, газов (паров), а также сыпучих материалов путем непосредственного на них воздействия.

Трубопроводная арматура используется также для управления движением части потока или его отдельной фазы — жидкой или газовой. Подавляющее количество арматуры устанавливается на трубопроводах и лишь сравнительно небольшая часть монтируется непосредственно на аппаратах, котлах, установках, агрегатах и пр.

По назначению арматуру можно подразделить на пять классов:

  • Запорная арматура — устройства, применяемые для периодического или разового включения или отключения части трубопровода или объекта (вентили, клапаны, задвижки, краны и др.);
  • Регулирующая арматура — устройства, применяемые для частичного перекрытия проходных сечений и изменения количества протекающей жидкости с целью регулирования расходов, давления, уровня, температуры, состава среды и т. д. (регулирующие клапаны, регуляторы давления, регуляторы уровня, редукционные клапаны, смесительные клапаны и др.);
  • Предохранительная арматура — устройства, используемые для ограничения рабочих параметров и предотвращения аварийных условий: выпуска избытка среды при чрезмерном повышении давления (предохранительные и перепускные клапаны), предотвращения движения среды в обратном направлении (обратные клапаны);
  • Контрольная арматура — устройства, предназначенные для определения наличия или уровня жидкости (пробно-спусковые краны, указатели уровня);
  • Разная арматура — устройства, применяемые, например, для отвода одной из фаз среды: конденсата (конденсатоотводчики), воздуха (вантузы), масла (маслоотделители) и др.

Основными, наиболее важными и широко применяемыми параметрами трубопроводной арматуры являются следующие:

  • Условный диаметр прохода Dy — номинальный внутренний диаметр трубопровода, к которому присоединяется арматура;
  • Рабочее давление Рраб — давление, при котором осуществляется эксплуатация арматуры;
  • Условное давление среды Ру — номинальное давление среды, соответствующее обычно рабочему давлению при температуре среды t = 0-120 0С для чугунной арматуры и t = 0-200 °C для арматуры из углеродистой стали;
  • Пробное давление Рпр — давление, при котором производится гидравлическое испытание арматуры на прочность.
  • Линейные размеры. Из линейных размеров необходимо выделить строительную длину L мм, равную длине отрезка трубы, который она замещает. Для фланцевой арматуры строительная длина равна расстоянию между наружными торцовыми плоскостями присоединительных фланцев. Условные диаметры проходов трубопроводной арматуры имеют основной размер, предназначенный для преимущественного применения, 19 вспомогательных размеров, не рекомендуемых для арматуры общепромышленного назначения, и 8 размеров, которые могут быть использованы в виде исключения лишь для изготовленных ранее и эксплуатируемых трубопроводов.

По размерам условного диаметра прохода можно выделить следующие пять групп трубопроводной арматуры:

  • Группа сверхмалых размеров до 5,0 мм включительно;
  • Группа малых размеров — от 6 до 40 мм включительно ( арматура этих диаметров прохода применяется в разветвленной сети водопроводов, газопроводов, в аппаратах и т. д. и изготовляется в большом количестве);
  • Группа средних диаметров прохода — от 50 до 300 мм включительно; применяется для разводящих линий трубопроводов и отдельных магистралей; изготовляется крупносерийно;
  • Группа больших диаметров прохода — от 350 до 1200 мм; используется в основном в магистральных трубопроводах, изготовляется серийно или мелкосерийно;
  • Группа сверхбольших диаметров прохода — от 1400 мм и выше; используется в основном в металлургии, гидротехнических сооружениях и в некоторых других отраслях промышленности; изготовляется мелкосерийно и индивидуально.

По условным давлениям трубопроводную арматуру можно разделить на 6 групп:

  • арматура для глубокого вакуума, используемая для давлений ниже 1•10-3 мм рт. ст.;
  • вакуумная арматура, используемая для давления от 1•10-3 мм рт. ст. и выше — до 1 ата (абс);
  • арматура малых давлений, применяемая до 16 кГ/см2;
  • арматура средних давлений — от 25 до 100 кГ/см2;
  • арматура высоких давлений — от 160 до 800 кГ/см2;
  • арматура сверхвысоких давлений — от 1000 кГ/см2 и выше.

Рабочие давления при температурах до 120 °C для чугуна и до 200 °C для стали равны условным. При повышении температуры допускаемое рабочее давление снижается в зависимости от материала корпусных деталей арматуры.

По температурному режиму трубопроводную арматуру можно разделить на пять категорий:

  • Арматура обычная, изготовляемая из углеродистой стали, ковкого или серого чугуна; арматура из углеродистой стали применяется для температуры от —40 до +450 0С, арматура из ковкого чугуна от —30 до 400 0С; арматура из серого чугуна от —15 до 300 0С. (Пределы применения при низких температурах указаны для неответственных объектов и при низких давлениях. Для ответственных объектов, например газопроводов, работающих при температуре ниже —30 0С, применяется стальная арматура из легированной стали, специальных сплавов или цветных металлов с ударной вязкостью при рабочей температуре не менее 2 кГ•м/см2.)
  • Арматура для высоких температур, изготовляемая из специальных сталей и применяемая для температур 450—600 °C.
  • Арматура жаропрочная, применяемая для температур свыше 600 °C.
  • Арматура для низких температур, работающая при температурах до —70 °C.
  • Арматура для глубокого холода, пригодная к эксплуатации при температурах ниже —70 °C.

По способу присоединения к трубопроводу:

  • Арматура муфтовая - присоединяется к трубопроводу или емкости с помощью муфт с внутренней резьбой.
  • Арматура цапковая - присоединяется к трубопроводу или емкости на наружной резьбе с буртиком под уплотнение.
  • Арматура под приварку - присоединяется к трубопроводу или емкости с помощью сварки. Преимуществами являются полная и надежная герметичность соединения, минимум обслуживания (не требуется подтяжки магистральных фланцевых соединений). Недостаток - повышенная сложность демонтажа и замены арматуры.
  • Арматура стяжная - соединение входного и выходного патрубков с фланцами на трубопроводе осуществляется с помощью шпилек с гайками, проходящими вдоль корпуса арматуры.
  • Арматура фланцевая - присоединяется к трубопроводу или емкости с помощью фланцев. Преимуществом являются возможность многократного монтажа и демонтажа на трубопроводе, хорошая герметизация стыков и удобство их подтяжки, большая прочность и применимость для широкого диапазона давлений и проходов. Недостатки - возможность ослабления затяжки и потеря герметичности со временем, большие габаритные размеры и масса.
  • Арматура штуцерная (ниппельная) - присоединяется к трубопроводу или емкости с помощью штуцера (ниппеля).

По способу управления:

  • Арматура под дистанционное управление - не имеет непосредственного органа управления, а соединяется с ним при помощи колонок, штанг и других переходных устройств.
  • Арматура приводная - управление осуществляется при помощи привода (непосредственно или дистанционно).
  • Арматура с автоматическим управлением - управление затвором происходит без участия оператора под непосредственным воздействием рабочей среды на затвор или на чувствительный элемент, либо посредством воздействия на привод арматуры управляющей среды, либо по командному сигналу, поступающему на привод арматуры из приборов АСУ.
  • Арматура с ручным управлением - управление осуществляется оператором вручную дистанционно или непосредственно.

Виды трубопроводной арматуры:

  • Запорная трубопроводная арматура — арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью.
  • Предохранительная трубопроводная арматура — арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды.
  • Регулирующая трубопроводная арматура — арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода.
  • Запорно-регулирующая трубопроводная арматура — арматура, совмещающая функции запорной и регулирующей арматуры.
  • Обратная трубопроводная арматура — арматура, предназначенная для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды.
  • Невозвратно-запорная трубопроводная арматура — обратная арматура, в которой может быть осуществлено принудительное закрытие арматуры.
  • Невозвратно-управляемая трубопроводная арматура — обратная арматура, в которой может быть осуществлено принудительное открытие, закрытие или ограничение хода арматуры.
  • Распределительно-смесительная трубопроводная арматура — арматура, предназначенная для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков.
  • Спускная (дренажная) трубопроводная арматура — запорная арматура, предназначенная для сброса рабочей среды из емкостей (резервуаров), систем трубопроводов.
  • Фазоразделительная трубопроводная арматура — арматура, предназначенная для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях.
  • Конденсатоотводчик — трубопроводная арматура, удаляющая конденсат и не пропускающая или ограниченно пропускающая перегретый пар.
  • Защитная (отключающая) трубопроводная арматура — арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока.
  • Редукционная (дроссельная) трубопроводная арматура — арматура, предназначенная для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счет увеличения гидравлического сопротивления в проточной части.
  • Контрольная трубопроводная арматура — арматура, предназначенная для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру, приборы.

Металлопрокат