Что такое шпиндель в задвижке
Что такое шпиндель в задвижке?
Чтобы лучше понять, что такое шпиндель в задвижке, разберём его роль и место в конструкции этой запорной арматуры. Пусть это будет клиновая стальная, в которой эта деталь выдвижная.
Конструкция типовой задвижки
Основу данной запорной арматуры представляют две детали, корпус и крышка. После соединения внутри возникает замкнутый объём (сквозь который перемещается рабочая среда). В нём монтируется клиновый затвор.
Присоединяется задвижка к трубопроводу по трём технологиям (зависит от марки):
Во внутреннем объёме монтируется два седла, к которым поверхности затвора поджимаются во время закрытия.
Смену положения затвора обеспечивает элемент, именуемый винтовой парой, включающий гайку-шпинделя, который позволяет перемещать затвор вертикально.
Общие сведения о шпинделе
Применение гидравлического или пневмопривода обеспечивает исключительно горизонтальное движение штока, которым снабжается запорный элемент задвижки.
При монтаже шпиндель, одной стороной соединяется непосредственно с затвором, установленным в корпусе. Другая, сквозь специальное отверстие в крышке, и герметизированное сальником, выходит из корпуса. Элемент управления подсоединяют к этому концу.
Данная деталь, по длине, разделена на несколько частей:
При изготовлении шпинделей серьёзное внимание обращается на точность геометрических параметров, чистоту поверхности. Выполняется шлифование и последующая полировка участка с целью минимизации шероховатости. При финишной обработке осуществляется алмазное или твёрдосплавное выглаживание.
Как шпиндель соединяют с тарелкодержателем
Механизм соединения шпиндель-затвор предусматривает, что в результате последний центрируется, может воспринимать перестановочные усилия и распределять их по всей поверхности уплотнений (вариант, уплотнительных колец).
Соединительный узел, у разных моделей задвижек, имеет следующее конструктивное исполнение:
В ходе подбора необходимого решения штифт подвергают проверке на срез под действием внешних расчётных нагрузок (по сечению).
Изготавливается головка шпинделя на стороне, предусматривающей соединение с запорным механизмом. Ей, в проекции, придаётся форма прямоугольника (вариант, квадрата). Это исключает вероятность проворота. Ту же задачу решает придание входному пазу клина формы литеры «Т».
Необходимые размеры выступов определяются конструктивно, после чего проводится прочностной расчёт по ряду позиций, определяющий стойкость заплечиков под действием различных усилий: сминающих, срезающих, изгибающих).
На втором конце шпинделя изготавливается борт конусной формы. Сюда устанавливается верхнее уплотнение, располагающееся в крышке. Подобное решение позволяет решить вопрос разделения перемещаемых сред и сальника.
Организация производства шпинделей
Работы начинаются с выбора сырья для заготовок. В первую очередь, на это влияет, какая именно рабочая среда будет перемещаться по данному трубопроводу. Именно из этого исходят, формулируя требования к нужному материалу. Пример. Для магистралей транспортировки перегретого пара (горячей воды) необходим материал, обладающий такими характеристиками, как:
Этим требованиям оптимально соответствует перлитная сталь (например, 25Х2М1, 38Х2МЮА). При этом поверхности не подвергаются дополнительной обработке. Данный материал имеет невысокие показатели износостойкости и коррозионной стойкости. Это негативно влияет на надёжность изделия и сроки его эксплуатации.
В значительной степени, данный недостаток компенсируется наплавкой с применением электродов марок ЦН-6 (вариант, ЦН-12). Однако формируемая, подобным образом, поверхность, также реагирует на электрохимическую коррозию при влажной среде.
Вариант решения данного вопроса, применение высокохромистых марок стали или выполнение химического никелирования. Стойкость к коррозии растёт, но износостойкость снижается.
Повышения последнего показателя можно достигнуть упрочнением корпуса посредством газовой наплавки специальных материалов.
Рис. 4 Варианты соединения
Оптимальный, но достаточно дорогой выбор, титановые сплавы. Но они имеют температурные ограничения для рабочих поверхностей (≤ 550°С).
Где используются шпиндели
Это элемент конструкции запорной арматуры. В одних моделях, он выдвигается из корпуса. В других, невыдвижной (перемешается внутри корпуса).
В первом случае, резьбовая пара размещена вне корпуса. Шпиндель совершает вращательно-поступательное (чисто поступательное) движение (зависит от типа задвижки). Способен работать при температурах, задаваемых диапазоном (-40/+450) °С, и давлениях перемещаемых сред (0,10-25,0) МПа.
Для чего нужен шпиндель в задвижке
Конструкция задвижки предполагает наличие специального элемента. Шпиндель необходим для изменения положения затвора. Шток используется в комплекте с гайкой. Благодаря этой паре затворный элемент перемещается. Шпиндель обеспечивает удобное управление его перемещением. С одной стороны шпиндель соединен с затвором, который находится в корпусе. А вторая сторона выходит за пределы этого корпуса. Она служит для соединения с элементами управления.
Конструктивные особенности
Конструкция штока состоит из:
Выдвижные модели имеют специальную головку, выполненную в прямоугольной форме. Это исключает поворот элемента. Материал для производства должен соответствовать условиям эксплуатации. Производители используют износоустойчивые и прочные материалы. Российские и зарубежные производители чаще использую сталь. Производство изделия осуществляется на специальном токарно-винторезном оборудовании. Они используются в запорной арматуре. Модели бывают выдвижными и невыдвижными. Изделия первого типа выполняют поступательные или винтовые передвижения. Шпиндель с гайкой размещены за пределами корпуса. В невыдвижных гайка и резьба располагаются в перемещаемой среде.
Задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем
Ходовая часть – это резьбовая пара шток и гайки. Это базовый компонент, передающий усилие от вращения маховика к затворному элементу. Он может размещаться в полости самой арматуры или быть снаружи:
Задвижки ДУ в Челябинске можно купить с доставкой в нашем интернет-магазине.
Что такое выдвижной и невыдвижной шпиндель в задвижке?
Конструктивное исполнение задвижки
Рассмотрим конструкцию задвижки, выбрав для примера клиновую, укомплектованную выдвижным шпинделем.
Рис. 1 Составные части
Основа изделия – корпус с отдельной крышкой. В собранном виде формируется замкнутая внутренняя полость, через которую движется рабочая среда. Здесь расположен затвор (клиновый).
Корпус может подсоединяться к участку трубопровода двумя имеющимися концами, которые могут предусматривать присоединение с использованием муфт, фланцев или сварки.
Во внутренней полости корпуса задвижки установлена пара сёдел. К ним прижимаются при закрытии поверхности затвора.
Для изменения положения затвора используется шпиндель в комплекте с гайкой. Данная винтовая пара позволяет перемещать затвор.
Клин, устанавливаемый в задвижке, имеет различное конструктивное исполнение:
Информация о шпинделе
В этом разделе сделана попытка объяснить, что такое шпиндель в задвижке. Так именуется элемент резьбовой пары (состав, гайка/шпиндель).
Рис. 3 Производство шпинделей
Придав любому из данных элементов вращательное движение, добиваются вертикального двухстороннего перемещения затвора. Пара обеспечивает осуществление управления движением затвора, позволяя перемещать его перпендикулярно к плоскости движения среды по трубопроводу, с использованием электропривода либо путём вращения вентиля (вручную).
Гидравлический или пневматический привод позволяет перемещать шток запорного элемента только горизонтально.
Одна сторона шпинделя соединяется с затвором, находящимся в корпусе, вторая выходит за пределы корпуса через отверстие в крышке, закрытое сальником, и используется для соединения с используемыми элементами управления.
Конструкция шпинделя
Устройство шпинделя включает:
Резьба нарезается на выдвижном шпинделе со стороны его верхней части. Участок, рассчитанный под установку сальника, по длине должен быть больше суммарной длины расчётного хода затвора и установленной сальниковой коробки.
К нему предъявляются высокие требования в части соблюдения геометрических размеров и чистоты обработки поверхности. Участок шлифуется и полируется для минимизации шероховатости данной поверхности. Затем проходит твёрдосплавное либо алмазное выглаживание.
Узел соединения изделия с затвором выполняется таким образом, чтобы центрировать затвор и передать на него перестановочное усилие, равномерно распределив последнее по поверхности уплотнений (уплотнительных колец).
Шпиндель может быть соединён с тарелкодержателем (в зависимости от модели) следующими способами:
У выдвижного шпинделя головка выполняется в форме прямоугольника или квадрата (в сечении), что исключает поворот шпинделя. Этому же способствует то, что она входит в Т-образный паз клина.
Размеры требуемых выступов шпинделя подбираются конструктивно. Далее выполняется прочностной расчёт (например, стойкость заплечиков на срез, изгиб и смятие).
С противоположной стороны шпинделя выполняется конусный борт, предназначенный для установки верхнего уплотнения (расположено в крышке). Это обеспечивает изоляцию сальника от перемещаемой рабочей среды.
Производство шпинделя
Выбирается материал заготовки.
В первую очередь при этом учитывается, что будет прокачиваться по трубопроводу. Например, если рабочей средой является горячая вода или перегретый пар, то требования к материалу включают:
Сталь для изготовления шпинделей, в рассматриваемом случае, выбирается перлитного класса (38Х2МЮА или 25Х2М1). Дополнительная обработка поверхностей не проводится. Этот материал недостаточной коррозионно и износостойкий, что негативно сказывается на сроке эксплуатации и надёжности.
Частично устранить данный недостаток позволяет наплавка с использованием электродов ЦН-12 или ЦН-6. Но образуемая поверхность также подвержена электрохимической коррозии во влажных средах.
Иностранные производители решают данный вопрос использованием сталей высокохромистых (российский аналог, 20Х13).
В отдельных случаях вопрос решается химическим никелированием шпинделя, что повышает антикоррозионные свойства изделия, но негативно сказывается на износостойкости.
Повысить последний показатель путём упрочнения корпуса изделия позволяет наплавка стеллита кобальтового (газовая) или с использованием электродов ЦН-12 (6). Получается поверхность с высокой пористостью и неоднородным составом. А это прямой путь к разрушению шпинделя от коррозии при работе во влажной среде. Стоимость стеллита весьма высока и его применение в подобных конструкциях экономически нецелесообразно.
Оптимальным можно назвать использование при производстве шпинделя титановых сплавов. Но это тоже дорогое решение. К тому у титана есть ограничение по верхней рабочей температуре (до 550 градусов).
Рис. 4 Варианты соединений шпинделя с клином
В России наиболее часто используется сталь марки 12Х18Н9Т, характеристики которой заданы нормативом 5949-2018 (ГОСТ);
Что включает обработка.
В процессе изготовления шпинделя для задвижки выполняется следующий комплекс работ (вариант):
Обработка остальных различных участков поверхности шпинделя предусматривает трёхэтапное точение:
Изделие производится на токарно-винторезных станках подходящей модели (пример, 16К20Т1 с ЧПУ).
Необходимые этапы фрезерования осуществляются на станках вертикально-фрезерных (пример, 6Р80Г).
Где применяются шпиндели
Этот элемент используется в запорной арматуре (задвижках) двух типов. В первых, шпиндель является выдвижным. Во-вторых, невыдвижным.
Выдвижной совершает (с учётом типа задвижки) поступательное, либо винтовое (вращательно-поступательное) перемещение. Резьбовая пара расположена вне корпуса. Этот вариант рассчитан на эксплуатацию в диапазоне рабочих температур перемещаемой среды (-40/+450) °C, при давлении в трубопроводе (0,1 – 25,0) Мпа.
Возможно два варианта исполнения (для различных климатических условий):
Во втором, ходовая гайка и резьба шпинделя располагаются непосредственно в перемещаемой среде.
Какие задвижки бывают?
Задвижка – основной инструмент трубопровода, который способен перекрыть поток вещества. Разновидностей данного устройства на рынке трубопроводной арматуры много. Одни предназначены для коммунальщиков, другие – для газовиков и нефтяников. Третьи…
Чтобы сделать выбор, надо знать:
Обо всех нюансах вы узнаете, прочитав этот обзор.
Область применения
Задвижка относится к запорной арматуре. Ее используют для полного перекрытия потока рабочей среды в трубе.
В технологии работы разных предприятий, имеющих на балансе трубопроводные системы, встречаются процессы, осуществить которые без использования задвижки невозможно.
А вот в каких отраслях используется задвижка:
Практически любое выпускающее и эксплуатирующее производство, имеющее самую малую трубопроводную сеть, нуждается в устройствах запорной арматуры. Задвижка – самый распространенный ее представитель.
Какие виды задвижек бывают?
Для работы с разными веществами, циркулирующими по трубам, задвижки изготавливаются в разных исполнениях. Они различаются по:
По материалу корпусных деталей выпускаются чугунные и стальные задвижки. Чугун предназначен для неагрессивных сред, таких как пресная вода и пар. Максимальное давление в трубе, при котором задвижка работает в нормальных условиях здесь не высокое – до 1,6 МПа (или 16 атмосфер).
Стальные задвижки делятся на изделия из высокоуглеродистой и легированной стали. Высокоуглеродистые сплавы предназначены для работы с водой, паром, нефтепродуктами.
А вот задвижки из легированных сплавов допускается эксплуатировать в трубопроводах, по которым обращаются агрессивные среды (кислоты, щелочи и т.д.). Максимальное давление системы – до 250 МПа.
При определении допустимых рабочих сред, надо руководствоваться ГОСТом 9.908-85г. Согласно этому документу, скорость коррозии корпусных деталей задвижки при эксплуатации не должна быть выше 0,1 мм/год.
По типу шпинделя задвижки бывают с выдвижным и невыдвижным шпинделем. Данный классификатор также влияет на область применения арматуры. К примеру, задвижки с невыдвижным шпинделем устанавливают только для чистой воды, пара и масел. А вот устройства с выдвижным шпинделем применяются для широкой номенклатуры рабочих сред.
Материал уплотнителей затвора тоже влияет на сферу применения задвижки. Для коммунальных нужд, а также для магистралей, где транспортируется вода и пар, применяются обрезиненные затворы. А вот для нефтепродуктов и других веществ, производители используют стальные затворы с наплавкой из нержавеющей стали.
По типу привода задвижки бывают:
Корпуса задвижек комплектуют 2 типами присоединения – фланцевое и сварное (под приварку, с разделкой присоединительных патрубков).
Каждая модификация задвижки имеет свои достоинства и недостатки, а также область применения.
Принцип действия
Задвижка предназначена для остановки потока вещества в магистрали. Основная подвижная деталь – затвор, расположенный перпендикулярно оси потока.
Задвижки монтируются в трубопроводы, по которым обращаются:
При помощи штурвала (1) и ходовой гайки (2) приводится в движение шпиндель (6), закрепленный Т-образным способом с затвором (9). Вращение гайки передается шпинделю, который, посредством вращательно-поступательного движения, открывает/закрывает затвор.
На разрезе справа видно, что затвор и часть шпинделя находится непосредственно в рабочем пространстве, контактируя с веществом, циркулирующем в трубе. Чтобы не допустить выхода вещества в окружающую среду, подвижная часть герметично изолирована при помощи откидных болтов сальника (4).
Сам сальник комплектуется набивкой, плотно намотанной на гладкую часть шпинделя (шток), являющуюся уплотнителем. Кроме этого, уплотнитель помещается в специальную проточку фланцевого соединения крышки (5) и корпуса (7).
Для фиксации задвижки используются присоединительные фланцы (8), которые также уплотняются при помощи прокладки – паронита.
На рис. 2 изображена стальная клиновая задвижка с выдвижным шпинделем. При вращении штурвала, шпиндель выдвигается вверх, открывая затвор, для полноценного вывода которого в устройстве предусмотрен бугельный узел (3). Высота этого узла выполняется не менее чем 1 диаметр условного прохода.
Задвижки выпускаются в разных модификациях.
После изготовления, каждая задвижка подвергается заводским испытаниям на прочность корпусных деталей и герметичность затвора.
С невыдвижным шпинделем
Кроме задвижки с выдвижным шпинделем, представленной на рис. 2, изготавливаются устройства с невыдвижным шпинделем. Их основной чертой является меньшая строительная высота.
Задвижки с невыдвижным шпинделем устанавливаются в стесненных условиях, преимущественно для работы в магистралях, по которым обращается вода (не имеющая примесей), нефть и нефтепродукты, масла. Данный тип арматуры широко применяется для судового строительства.
Принцип работы невыдвижного шпинделя заключается в том, что при вращении штурвала, он (шпиндель) совершает только вращательное движение. Клин в этом случае накручивается на шпиндель, который «прячется» в специальном отверстии (проточке), образованном в теле клина.
Задвижки с невыдвижным шпинделем в своем большинстве выпускаются из чугуна.
Модельный ряд представлен следующими изделиями:
Как и стальные, чугунные задвижки, перед продажей подвергаются заводским испытаниям, с обязательным проставлением результатов в паспорте изделия.
Как отличить чугунную задвижку от стальной?
Отличить чугунное изделие от стального можно по нескольким параметрам.
1. Название арматуры по таблице фигур.
3. Область применения.
4. Материал уплотнительных поверхностей клина.
Сравним обозначение стальной (30с41нж) и чугунной (30ч39р) арматуры.
30с41нж – стальная задвижка с уплотнительными поверхностями из нержавеющей стали. Буква «с» в обозначении указывает на материал корпусных деталей. В данном случае «с» – сталь высокоуглеродистая. Маркировка «нж» указывает на наплавки из нержавеющей стали. Такие уплотнители, в основном, используются для нефтепродуктов, масел, бензина, керосина и некоторых газов.
30ч39р – чугунная задвижка с обрезиненным клином. Обозначение «ч» указывает на материал корпусных деталей. Буква «ч» – это чугун. Маркировка «р» обозначает, что клин выполнен из резины. Обрезиненные затворы используются для транспортировки воды и пара.
По цвету корпуса, стальная и чугунная арматура тоже отличаются. Изделия из углеродистой стали окрашиваются в серый цвет. А вот чугунные задвижки могут быть черными, красными и синими.
Не путайте синюю и голубую маркировку арматуры. Голубой цвет означает, что корпус выполнен их легированной стали.
Если в паспорте на изделие указано, что в качестве рабочей среды можно использовать только воду и пар – это чугунная арматура. Если можно эксплуатировать в трубопроводах, по которым обращаются газы, нефтепродукты и другие вещества – это стальная задвижка.
Затвор
Затвор в задвижках по типу формирования представлен 3 видами.
1. Клин. Уплотнительные поверхности находятся под углом друг к другу.
2. Диск. Уплотнители параллельны.
3. Лист (шибер). Затвор выполнен из цельнометаллического листа.
Клиновые затворы делятся на конструкции с жестким, упругим и двухдисковым клином. Каждый тип имеет свои достоинства и недостатки. Например, у жесткого клина высокие показатели герметичности, но трудный процесс подгонки геометрии уплотнителей.
По типу уплотнительных поверхностей, затвор бывает 2 видов.
1. С резиновым покрытием из EPDM (представлен на рис.3). Резиновый клин используют для установки в трубопроводах коммунальных систем. Обрезиненный клин не подвержен коррозии, имеет отличное сопротивление истиранию при работе в жесткой воде.
2. С наплавленными поверхностями на клине и на кольцах корпуса. В качестве наплавляемого материала используется проволока из нержавеющей стали. Нержавейка применяются на магистралях с высоким давлением и температурой до +425 0 С, а также в химической промышленности.
На рисунке 5 представлен затвор с наплавкой из нержавеющей стали. На шток (1) крепится клин (2) при помощи Т-образного соединения. Кольца корпуса (3) имеют наплавленную часть, соприкасающуюся с наплавленной частью (5) дисков (4).
Качество наплавки и шлифовки уплотнителей колец и дисков непосредственно влияет на класс герметичности задвижки, определяемый по ГОСТу 9544-2015г. методом испытаний.
Тип привода
Согласно ГОСТ 5762-2002г., выпускаемые задвижки изготавливаются для трубопроводов, диаметром проходного отверстия от 15 до 1600 мм. Востребованными на производстве являются устройства, диметром условного прохода от 50 до 800 мм.
Такой разброс по типоразмерам обуславливает большую разницу в габаритах каждой модели. Для примера, масса задвижки с диаметром проходного отверстия ДУ 50 составляет не более 40 кг. А вот 800 мм модель весит порядка 3,5 т. Соответственно, использовать такой прибор с ручным механизмом неудобно.
Поэтому, заводы-изготовители комплектую арматуру разными приводами.
Визуально, гидропривод имеет сходство с пневматическим приводом. Отличаются они лишь управляющей средой: в первом используется жидкость, во втором, соответственно, газ (воздух).
Управляющая среда – способ воздействия на затвор. В нашем случае – это жидкость или газ.
Востребованными приводами являются ручные, с механическим редуктором и электрические.
Маркировка моделей, укомплектованных механическим редуктором: 30с564нж, 30с527нж. Цифра «5» обозначает тип привода – редуктор.
Модели, на которых устанавливается электропривод, маркируются цифрой «9». Например: 30с964нж, 30с941нж.
Аналогичным образом маркируется и чугунная арматура. Пример: 30ч906бр.
Установка электрических приводов осуществляется и на задвижки малого диаметра. Это обусловлено протяженностью трубопроводных систем. В этом случае, магистраль делится на участки, управляемые единым пультом.
При установке электропривода, надо руководствоваться типом присоединения привода, указанным в ГОСТе Р 55510-2013г. В паспорте изделия указывается максимальный крутящий момент. Для каждой модели он индивидуален. Невыполнение этих требований может привести к повреждению клина или утечке рабочей среды в атмосферу.
Материал корпуса
Корпусные детали задвижек, к которым относятся корпус, крышка и штурвал могут изготавливаться из;
нержавеющей стали марок 20Х5МЛ, 12Х18Н9ТЛ или 12Х18Н12М3ТЛ.
Каждый металл имеет свои индивидуальные прочностные характеристики и структуру.
Чугун
Чугунные корпуса отливаются для арматуры, эксплуатируемой в коммунальных системах, для отопления и водоснабжения, преимущественно для воды и пара. Дополнительно корпус покрывают эпоксидно-порошковым составом.
Чугун GGG40 – это высокопрочный чугун, в кристаллической решетке которого присутствует шаровидный графит, имеющий меньшее отношение поверхности к его объему. Данный фактор положительно сказывается на сплошности металла, который получает большую сопротивляемость коррозии.
Сплошность – свойства металла заполнять все пространство (объем) без пустот и дефектов. Чем выше сплошность, тем качественнее сплав.
Обработка внутренних полостей и внешнего корпуса чугунной задвижки эпоксидно-порошковым составом позволяет увеличить коррозионное сопротивление, значительно увеличивая срок эксплуатации.
Некоторые модели задвижек обрабатывают методом никелирования.
Никелирование – процесс нанесения на поверхность слоя никеля. Толщина слоя составляет 50 мкм.
Слой никеля защищает металл от коррозионного разрушения, продлевая срок службы изделия.
Сталь
Стальные корпуса из 25/35Л являются широкопрофильными. Их удачно применяют как для воды/пара, так и для нефте-, газопроводов, систем АЭС и энергетики.
Материал гайки и шпинделя
К приводным деталям предъявляются высокие требования. К примеру, шпиндель одним концом находится в рабочей среде, а другим – является участником резьбовой пары, где на него воздействует сила трение.
Шпиндель изготавливается из стали:
Повышенное содержание хрома обеспечивает нормальную работу арматуры в тяжелых условиях при постоянном трении.
Требования к приводной гайке ниже, так как на нее не воздействует рабочая среда. Здесь используется латунь ЛС59-1, устойчивая к трению. Для холодных регионов, гайки выпускаются из стали 40Х.
В некоторых моделях шпиндель изготавливается из бронзы БрАЖМц10-3-1,5.
Затвор
В чугунных задвижках в качестве уплотнителя клина применяется этилен-пропиленовый каучук (EPDM, VITON, Silicon). Тело клина отлито из чугуна GGG40/50. Для улучшения стойкости клина к коррозии, на его поверхность наносят слой никеля.
В стальной арматуре требования к клину и дискам выше, чем в чугунных изделиях. Поэтому их изготавливают из сталей, марки 25Л, 20ГЛ, или из сплавов, содержащих нержавеющие присадки хрома и никеля (для эксплуатации в тяжелых климатических условиях).
Наплавка на уплотнительных частях колец корпуса производится с применением коррозионно-стойкой проволоки:
Так как наплавка происходит под высокой температурой (до 3500 0 С), в наплавочной проволоке присутствуют определенные добавки, способствующие сохранению кристаллической решетки металлов.
Уплотнители клина наплавляются сталью 13Х25Т, либо 10Х17Т.
В этих сплавах присутствует никель, хром, титан и медь. За счет этих металлов наплавленные поверхности имеют отличную прочность, ударную вязкость, сопротивление к истиранию и коррозионную стойкость.
Сальниковая набивка
В основном, на современных заводах арматуростроения, в качестве сальникового уплотнения применяют кольца ТРГ.
ТРГ – это терморасширенный графит, армированный разными материалами.
В качестве армирующего вещества ТРГ используется:
Также для уплотнения сальника применяется асбестовый шнур АГИ. Его пропитывают специальным графитом.
Использование того или иного уплотнителя, определяет отрасль использования арматуры. К примеру, при уплотнении ТРГ, армированной проволокой из нержавеющей стали, разрешается эксплуатировать задвижки в агрессивных средах химпромышленности.
Уплотнители фланцев
Задвижка монтируются в трубопровод при помощи фланцевого соединения. Кроме этого способа, используется сварное соединение. Но чаще встречается именно фланец.
Для точного совпадения отверстий фланцев арматуры и трубы, их изготавливают ответными. Процесс регламентируется ГОСТом 33259-2015г.
Крепление габаритной арматуры в трубопровод происходит с применением подъемных сооружений (козловых, портальных или других кранов). Чтобы не испортить корпусные детали, стропы устанавливаются в местах, указанных в инструкции по эксплуатации конкретной модели.
Во фланцах задвижки и трубы предусмотрены проточки. Они нужны для прокладки уплотнителя – паронита.
Паронит может использоваться 4 видов:
Корпус и крышка задвижки тоже соединяется фланцем и имеет соответствующие ответные проточки. Конкретная прокладка уплотнителя подбирается для каждой области использования.
Основные параметры задвижек
Задвижки выпускаются для конкретных условий эксплуатации, и подразделяются по:
Номинальный диаметр – это диаметр условного прохода, измеряемый в затворе. Задвижки могут выпускаться полнопроходными и неполнопроходными. Второй вариант означает, что диаметр в затворе будет меньше, нежели диаметр трубы, для которой предназначается задвижка.
Номинальное давление – это максимальная величина давления в магистрали, при котором задвижка будет нормально работать по заявленному в паспорте классу герметичности. Отметим, что величина номинального давления, указываемая в паспорте, определяет максимальное давление рабочей среды при ее температуре, равной 20 0 С.
Климатическое исполнение
Этот параметр характеризует предельную температуру окружающей среды, при которой возможна эксплуатация задвижки.
Климатическое исполнение классифицируется по ГОСТу 15150-69г.
Максимальная температура рабочей среды
Для задвижек, корпуса которых изготовлены из нержавеющей стали, предельные показатели температур сред шире, нежели для стальных и чугунных.
А вот для чугунных эти показатели значительно ниже:
Эксплуатация задвижек при максимальной температуре осуществляется с обязательным снижением давления рабочей среды. Это обусловлено понижением прочности корпусных деталей.
Расположение в трубопроводе
В основном, чугунные и стальные задвижки предназначены для работы в вертикальном положении шпинделя. Допускается при установке в трубопровод располагать арматуру с отклонением до 90 градусов в любую сторону. При этом необходимо учитывать требования расположения привода.
Для ручного и механического приводов пространственных ограничений нет. А вот для электропривода, пневматического или гидравлического, производители могут устанавливать ограничения, которые указываются в паспорте изделия.
При установке задвижек большого диаметра (от 400 мм), а также оборудованные электроприводом, дополнительно надо предусматривать опору под привод (при монтаже с отклонением до 90 градусов).
Опора также необходима под задвижку, если трубопровод в этом месте не укреплен.
Класс герметичности
Перед тем, как купить партию задвижек, надо выбрать требуемый класс герметичности затвора. На заводах этот параметр определяется опытными (приемо-сдаточными) испытаниями на специальных установках.
Порядок проведения испытаний и класс герметичности определяются ГОСТом 9544-2015. Согласно этому документу, задвижки испытываются жидкостью или газом.
Требования к испытаниям для жидкости и газа разные. Так, при подаче в патрубок воды, ее давление повышается до отметки PN, указанной в паспорте на задвижку, и увеличивается на 10%. В таком состоянии задвижку выдерживают некоторое время и измеряют объем утечки.
Время начала измерения утечки после установившегося давления для каждой задвижки разное.
1. При DN до 50мм время выдержки составляет 1 минуту.
2. DN от 65мм до 150мм – 2 минуты.
3. Для DN от 200мм и более – 3 минуты.
Эти нормы применяются при испытаниях как водой, так и воздухом. Для воздуха давление в системе доводится до 0,6 МПа вне зависимости от диаметра прохода.
Выпускаемая арматура может иметь класс герметичности от А до G. Класс A является самым высоким и присваивается арматуре, у которой полностью отсутствуют утечки в затворе.
Монтаж
Так как трубопроводы работают под высоким давлением – ошибка монтажника обернется жертвами. Поэтому установку задвижек должен проводить только обученный персонал, имеющий допуск и разрешение к проведению данного вида работ.
Перед монтажом необходимо:
Установка в магистраль производится с использованием грузоподъемных механизмов (кранов). Подвешивать задвижку можно только за патрубки или методом, указанным в инструкции по эксплуатации.
Производить расконсервацию арматуры необходимо непосредственно перед монтажом.
При подводе задвижки к трубопроводу не допускается ее соударение о присоединительные патрубки. Снимать подвесы можно только после установки всех болтов, гаек и шпилек во фланцевые отверстия (или после окончания сварочных работ). Несоблюдение данного пункта приведет к перекосу фланцевого соединения и потере герметичности.
Затяжка болтов и гаек осуществляется специальным динамометрическим ключом со встроенным динамометром. Данное приспособление обеспечивает затяжку креплений с установленными нормами усилиями, не допуская перетяжки.
Испытания
После монтажа арматуры, производятся гидравлические испытания (опрессовка). Данная процедура проводится рабочей средой, при увеличении максимального давления на 25%.
При опрессовке проверяются:
Опрессовка проводится при обязательном открытом проходе. Перемещение затвора при достижении поверочного давления не допускается.
Хранение
Если после покупки партии арматуры в ближайшее время не планируется установка ее в магистраль, или снятую задвижку необходимо убрать на длительное хранение, проводят мероприятия по консервации.
Порядок проведения консервации указан в ГОСТе 9.014-78г. Хранить устройство необходимо в заводской упаковке с очищенными от остатков среды и заглушенными патрубками. Шпиндель необходимо смазать специальной смазкой ВНИИНП-232.
Затвор при хранении закрывается в обязательном порядке.
Перевозка законсервированной арматуры осуществляется в заводской упаковке. Короба необходимо закреплять перевозочным крепежом, не допускающим продольных и поперечных смещений во время движения. Погрузочно-разгрузочные работы производятся без толчков и ударов.