Характеристики запірної арматури, що працює в трубопроводах високого тиску

Дана запірна арматура призначена для найрізноманітніших середовищ: газу, рідин (в т.ч. і агресивних).

Запірні вентилі високого тиску

Відносяться до такого різновиду арматури, де потоки середовищ перекриваються за допомогою зворотно-поступального зміщення запірного елемента уздовж центру осі відносно поверхні корпусу. У вигляді рухомого елемента використовується шпіндель- він вворачивается в різьбу гайки, яка закріплена неподвіжно- розташовується в бугелі або в кришці. Ходова різьба (може бути внесений або погружной), що володіє самогальмуванням, здатна залишити запірний елемент в проміжному положенні. При цьому існуючий тиск потоку робочих середовищ не робить якого-небудь впливу на запірний пристрій. Конструктивно корпус вентиля буває:

Герметизація місця з`єднання кришки і обертового шпинделя може бути сальникового або сильфонного типу.

1. Прямоточним: використовується, коли зниження потоку на виході неприпустимо.
2. Змішувальним: служить для перемішування двох середовищ (щоб підтримати задану температуру).
3. Ходовим (прохідним): досить поширений різновид. Монтується на ділянках трубопровідної системи прямолінійного типу. Головний мінус: має зону застою рідини.
4. Кутовим: служить для з`єднання перпендикулярних частин трубопроводу.

Герметизація місця з`єднання кришки і обертового шпинделя може бути сальникового або сильфонного типу. Умовно арматура з діафрагмовим (мембранним) запірним елементом також вважається вентильной. До недоліків запірних клапанів відносять:

• високий рівень опору гідравлічного плану;
• неможливість застосування при пропуску вузьких, гранично забруднених рідких (особливо агресивних) середовищ;
• односторонньо спрямована робота клапана.

Однак постійно проводиться модернізація існуючих пристроїв даного типу дозволила значно знизити вплив недоліків на якість роботи, а також підняти на новий рівень гідності цього типу клапанів:

• незмінність експлуатаційних характеристик при значних перепадах тиску;
• невеликий хід замикаючого органу, потрібний для забезпечення повного перекриття;
• можливість монтажу на трубу в зручному для обслуговування положенні;
• малу вагу, габарити.

Крани високого тиску

Подібна запірна арматура розрахована на експлуатацію в трубопроводах, де тиск вище стандартного. Тому тут замикає елемент має підвищену міцність, при максимально зручному методі перекриття, відкриття потоку робочих (рідких, газоподібних, в т.ч. агресивних) середовищ. У системах, розрахованих на підвищений тиск, застосовується два типи кульових кранів.

Конусні крани високого тиску

Основна перевага таких пристроїв - невисока вартість деталей, простота.

Як замикаючого елемента конструкції використовується пробка. Основна перевага таких пристроїв - невисока вартість деталей, простота.

Однак даний тип конструкції виключає використання подібного пристрою для часткового, повного перекриття потоку середовищ в трубах великого діаметра, підвищеного тиску, агресивності. Тому поширення конусних кранів в «великовагових» галузях промисловості (газова, нафтова, металургійна) обмежена.

Кульові крани високого тиску

Роль замикаючого елементу грає куля, що обертається навколо осі. Особливість такої конструкції передбачає високу герметичність, простоту при експлуатації, надійність, довговічність. Подібні експлуатаційні якості роблять цей тип крана високого тиску застосовним для самих різних діаметрів трубопроводів. Крім того, пристрій придатний для експлуатації в умовах підвищених температур (більше + 200 ° С), агресивних середовищ. Основні споживачі такого роду продукції:

На трубопроводи, що мають невеликий діаметр, крани встановлюються за допомогою муфтового або штуцерних з`єднання.

• енергетика;
• комунальне господарство;
• нафтова, хімічна, металургійна, газова промисловість.

На трубопроводи, що мають невеликий діаметр, крани встановлюються за допомогою муфтового або штуцерних з`єднання (при цьому можливе оснащення ручним редуктором). Якщо існує необхідність перекриття потоку в трубах великого діаметра, то крани приєднуються через фланець або за допомогою зварювання. Відкриття / закриття запірного елемента здійснюється через електропривод.

Клинові засувки високого тиску

Це особлива арматура, де головним елементом є цілісний клин (буває пружним або жорстким), утворений двома розташованими під кутом дисками. Використання жорсткого клина гарантує міцність конструкції, її високу герметичність. Але в разі значних коливань температур робочих середовищ (тим більше агресивних) є ризик заклинювання затвора. Пружний клин такої вади не має.

Основна ознака клинових засувок (І не тільки), які використовуються для роботи в трубопровідних системах високого тиску, - матеріал виготовлення. Це сталь особливих марок. Зазвичай використовують:

• 20ГМЛ, 20Л: для корпуса, кришок;
• 20ГМЛ 04Х19Н9С2: для клина;
• 20Х13: для шпинделя;
• матеріал СВ 04Х19Н9С2: для ущільнення наплавка.

запобіжні клапани

Захищають в автоматичному режимі всю технологічну систему, трубопровід в разі аварійного тиску робочих середовищ (понад допустимих значень). Це завдання здійснюється шляхом часткового викиду надлишків тиску з системи. Найпоширеніша конструкція запобіжного клапана має в своєму складі пружину, протидіє тиску робочих середовищ (вони подаються під золотник). Спосіб випуску надлишку тиску зумовив два типи конструкції:

Найпоширеніша конструкція запобіжного клапана має в своєму складі пружину, протидіє тиску робочих середовищ (вони подаються під золотник).

• відкритого типу: противодавления немає, надлишки викидаються в атмосферу;
• закритого типу: зайвий потік вкидається знову в трубопровід (при існуючому сильному противодавлении).

Пропускну здатність клапана визначає рівень, на яку здатний піднятися золотник, тому тут існує своя класифікація клапанів:

• малопідйомний (або низькопіднімальні): золотник піднімається приблизно на 0,05 від діаметра сідла (подібні конструкції затребувані при необхідності пропуску великих обсягів рідких середовищ);
• повнопідйомні: золотник піднімається більш ніж на 0,25 від діаметра сідла (такі конструкції характерні для систем з газоподібної робочим середовищем, де висока пропускна здатність не так затребувана).

У клапанів даного типу основний недолік полягає в швидкому зростанні зусилля опору пружини при підйомі золотника. Однак ряд переваг перекриває цей мінус:

• можливість монтажу в двох положеннях: горизонтальному, вертикальному;
• велике перетин проходу при малих габаритах;
• можливість забезпечення пропуску більшого обсягу потоку.

регулюючі клапани

Це запірна арматура, здатна управляти параметрами робочих середовищ в конкретному місці технологічної системи, трубопроводу. Конструктивно будь-який такий клапан складається з пари пов`язаних між собою елементів: регулюючого клапана (заслінки) і механізму (керуючого або виконавчого), який діє на регулюючий орган. Привід для виконавчого механізму може бути:

Регулююча арматура може мати два положення: АЛЕ (нормально відкритий) або НЗ (нормально закритий).

• гідравлічним;
• електричним;
• пневматичним.

Регулююча арматура може мати два положення: АЛЕ (нормально відкритий) або НЗ (нормально закритий). Конструкція регулюючого клапана буває односідельними, Двохсідельні. У першому випадку дуже добре перекривається потік в закритому положенні, однак, з огляду на те що плунжер нерозвантажений, потрібно потужний привід. Плюс односідельні клапани розташовують пропускною спроможністю, приблизно в 1,6 рази меншою, ніж двосідельні. Останні позбавлені подібних недоліків. Клапани з двома сідлами можуть випускатися з різною пропускною здатністю (при однаковому умовному діаметрі).

Потоки агресивних середовищ регулюються діафрагмовими пристроями. Корпус клапанів, деталі використовуваних в трубопровідних системах високого тиску, виготовляються зі сталі спеціальних марок. Внутрішній простір покривається стійкими до дії кислоти, луги матеріалами: фторопластом, емаллю і т.п. Головне достоїнство диафрагменного клапана в тому, що в ньому відсутні сальники.

Вимоги, яким повинна відповідати запірна арматура високого тиску

Всі матеріали, використовувані для виготовлення подібної продукції, повинні відповідати специфікації робочих креслень. Деталі не можуть мати дефекти, що впливають на її щільність, міцність в ході експлуатації. В ході виробництва штампування, поковки, лиття піддаються неруйнівного контролю у вигляді УЗД, радіографії або іншого рівноцінного методу.

Корпус фланців, патрубків повинен мати метричний тип різьблення (крок великий), поле допуску 6g (це ГОСТ16093). Форма різьбових западин - закруглена. Необхідно проводити ретельну притирання ущільнюючих поверхонь. Не допускаються будь-якого роду дефекти, що впливають на герметичність, надійність ущільнення:

• раковини;
• відколи, свищі;
• тріщини, заходи і ризики.

У трубопроводах високого тиску (понад 35 МПа), в потоці газових, рідких агресивних середовищ, не допускається арматура литого типу, фланці з гладкою ущільнювальною поверхнею. Термін служби деталей арматури високого тиску повинен становити 25 і більше років.