Типы арматуры

Трубопроводная арматура - важный элемент любой трубопроводной системы. Она управляет потоком рабочей среды, непосредственно влияя на производственные процессы технологических систем большинства промышленных предприятий. Существует большое разнообразие типов и конфигураций арматуры для самых разных целей и условий. Разные типы арматуры предназначены:

-  для разных видов взаимодействия с рабочей средой (открыть/закрыть, управление, аварийный сброс, фильтрация, разделение потоков и т.д.)

- для различных рабочих сред (жидкие, газообразные, горючие, токсичные, абразивные, агрессивные и т.п.)

- для процессов с различными параметрами (низкое, среднее или высокое давление, сверхнизкие или сверхвысокие температуры, один или несколько рабочих режимов и т.д.)

- для работы в разных климатических зонах и условиях внешней среды

- для обеспечения специфических требований: повышенной отказоустойчивости, высокой степени защиты, индикации состояния, наличия сигналов управления и обратной связи и т.п. 

Каждый тип арматуры имеет свои преимущества, недостатки и оптимальные области применения.

ЗАДВИЖКИ (gate valves) – распространенный тип арматуры, который характеризуется широким диапазоном типоразмеров (DN10 - DN4000) и может быть изготовлен из большого количества материалов. Используются задвижки в широком диапазоне рабочих давлений и температур и в самых сложных условиях эксплуатации. В зависимости от типа запорного органа различают задвижки:

• клиновые (варианты:  жесткий, упругий, составной клин)
• параллельные
• шиберные
• ножевые
• специальные

КЛАПАНЫ (globe valves) – предназначены для быстрого закрытия и открытия потока рабочей среды. Чаще всего проточная часть клапанов выполнена в виде буквы S, а перекрытие потока происходит при перемещении затвора поперек рабочей среды. Также встречаются клапаны с прямоточной (Y типа), угловой проточной частью и со смещением осей входного и выходного патрубков. 

Расходная характеристика клапана зависит от формы (геометрии) его затвора, изменение формы которого можно использовать для регулирования рабочей среды с заданными характеристиками.

КЛАПАНЫ РЕГУЛИРУЮЩИЕ (control valves) – предназначены для управления параметрами  рабочей среды (давления, расхода и т.п.). Управление может осуществляться вручную или с помощью пневматических и электрических исполнительных механизмов (приводов). По виду действия разделяются на нормально открытые (НО) и нормально закрытые (НЗ). Клапаны снабжены регулирующим органом – односедельным или двухседельным. Регулирующим элементом является плунжер, перемещение которого изменяет параметры рабочей среды. От его формы зависит закон изменения (характеристика) регулирования клапана. Тип характеристики - линейная, равнопроцентная или специальная - как правило, определяет заказчик. Еще одной важной характеристикой регулирующего клапана является его условная пропускная способность. 

КРАНЫ ШАРОВЫЕ (ball valves), краны пробковые, краны цилиндрические – запорный орган крана представляет собой тело вращения и расположен поперек потока среды. Открывает/закрывает поток, поворачиваясь вокруг оси на 90. Существуют двухходовые и многоходовые краны. Последние – для изменения направления потока среды (как вариант - разделения, смешения). Также встречаются варианты регулирующих шаровых кранов, в которых специальный профиль пробки (шара) позволяет достичь требуемых характеристик регулирования.

Обладают высоким быстродействием и характеризуются простотой конструкции, надежностью, отсутствием застойных зон, возможностью прочистки участков трубопровода без снятия арматуры, в том числе, с помощью механических устройств.

ЗАТВОРЫ ДИСКОВЫЕ ПОВОРОТНЫЕ (butterfly valves) – компактная и простая конструкция: диск внутри корпуса, поворачиваясь на четверть оборота  открывает/закрывает поток рабочей среды. Существуют 1, 2, и 3х эксцентриковые затворы. 3х зксцентриковые – наиболее сложные по конструкции и обеспечивают 100% герметичность затвора. Малая строительная длина и маса, высокое быстродействие,  простота монтажа – основные преимущества дисковых затворов. К недостаткам следует отнести невозможность использования затворов на высоких давлениях и их неремонтопригодность без снятия с трубопровода.

ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ (check valves) – предотвращают обратный поток среды в трубопроводе. Конструктивно бывают подъемного типа – с корпусом как у клапана S типа (для малых диаметров трубопроводов) или прямоточного типа с диском-захлопкой, свободно подвешенной на оси внутри корпуса. Последние называются затворы обратные и могут изготавливаться  с ревизионным верхним лючком, что позволяет их обслуживать и ремонтировать без снятия с трубоопровода.

ФИЛЬТРЫ (strainers) – очищают жидкие и газообразные рабочие среды трубопроводов и агрегатов от твердых включений (накипь, ржавчина, пыль, окалина). Если этого не делать, твердые частицы в потоке среды способны вызвать преждевременный износ седел клапанов, разрушение уплотнительных поверхностей и потерю герметичности изделий, что приведет к быстрому выходу из строя всей системы.

Подбирая оптимальный вариант из нескольких типов арматуры, способных решать одну и ту же задачу, нужно учитывать соотношение их основных свойств. Для примера:

КЛАПАНЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ – предназначены для автоматической защиты оборудования и трубопровода от недопустимого превышения давления посредством быстрого выброса из системы некоторого количества рабочей среды. Особенно актуально ее применение при эксплуатации сосудов, работающих под высоким избыточным давлением: это котлы, контуры теплоснабжения, различные сосуды, нагреватели-накопители и т.п. Предохранительная арматура служит для предотвращения аварий, сохранения жизни персонала, оборудования и окружающей среды, и главными требованиями к ее работе являются высокая надежность и быстродействие. Кроме того, ее функцией после восстановления нормального давления в системе является предотвращение дальнейшей потери рабочей среды, для чего необходим быстрый возврат предохранительного устройства в первоначальное состояние и обеспечение требуемой герметичности.

КЛАПАНЫ ОТСЕЧНЫЕ предназначены для быстрого отключения участка трубопровода или установки от основной системы. Такие отключения могут происходить как в случае возникновения нештатной ситуации так в соответствии с требованиями технологического процесса. Чаще всего отсечная арматура оснащена приводом (электро-, пневмо-, гидро- ), с помощью которого она приводится в действие системой управления технологическим процессом.

Отсечной клапан - это запорное устройство, оснащенное быстродействующим пневматическим или электрическим приводом и набором дополнительного навесного оборудования - датчиков - для передачи информации о клапане в АСУ ТП. В зависимости от особенностей конструкции клапана различают

• односедельные отсечные клапаны,
• двухседельные отсечные клапаны,
• проходные отсечные клапаны,
• угловые отсечные клапаны

КОНДЕНСАТООТВОДЧИКИ предназначены для автоматического отвода конденсата водяного пара и неконденсируемых газов. Наличие конденсата в паровых системах ухудшает качество пара и приводит к снижению эффективной тепловой мощности. Образовывается конденсат, как правило, в результате потери паром тепла в теплообменниках и при процедуре прогрева элементов трубопроводов и установок.

По принципу действия различают

• механические (поплавковые),
• температурные (биметаллические и термостатические)
• термодинамические,
• конденсатоотводчики с соплами Вентури

Механические и термостатические конденсатоотводчики как правило находятся в открытом положении при удалении конденсата пара или инертных газов и закрываются после удаления конденсата.

Сравнительная характеристики типов запорной арматуры