Материалы для изготовления запорной арматуры

Обновлено: 01.05.2024

Работа каждого современного предприятия сопряжена с эксплуатацией трубопроводной системы. Они упрощают транспортировку сырья, снабжают энергетическими ресурсами жилые и производственные здания. Бесперебойную работу этих систем обеспечивает арматура трубопроводная.

В статье рассказывается об истории возникновения, разновидностях арматуры и о ее основных параметрах.

История возникновения

Трубопроводную арматуру человек начал использовать давно. По отчетам историков, в 5000 году до нашей эры люди строили простые трубопроводные системы, на которых были клапаны и краны.

Но вот доказала существование арматуры в древние времена Римская Империя. Археологи, изучающие эту культуру, на раскопках нашли пробковый кран. С помощью этого устройства римляне открывали и закрывали воду. Кран отлит из бронзы.

История создания промышленной трубопроводной арматуры началась в 19 веке. Это время первых разработок паровых машин, конструкции которых требовали устройства, которое могло перекрыть поток горячего пара по трубам.

Рис 1. История

Первые заметные шаги в промышленном арматуростроении принадлежат Тимоти Хакворту и ДжосефуХопкинсону, которые разработали первую в мире клиновую задвижку.

Для России промышленное арматуростроение стало возможно благодаря работе иностранного промышленника по фамилии Грош. Он основал литейный завод (1878г.) в С.Петербурге, который занимался серийным выпуском арматуры. А через 10 лет предприятие купил немец. Предприятие получило название АО «Лангензипен и К о ». В дальнейшем, под этим именем по всей России откроется еще несколько заводов, которые начнут серийное производство:

арматуры для котельных и пожарных частей;
пожарных кранов;
насосов;
манометров;
медных труб.

После национализации, в 1922 завод Лагензипена переименовали в Петроградский арматурный завод «Знамя труда». Именно с этого момента началась история советского арматуростроения.

Что такое арматура трубопроводная?

Устройство для управления потоком вещества в трубе называется арматурой.

Технология работы трубопровода – сложный процесс, который постоянно надо контролировать и корректировать. Особенность таких систем в:

наличии постоянного давления в трубе;
повышенных температурах вещества;
бесперебойности и большом объеме транспортировки.

Чтобы своевременно регулировать тот или иной технологический процесс, нужна трубопроводная арматура.

А вот какими процессами она управляет:

Полностью перекрывает поток вещества в трубе.
Регулирует давление и напор системы.
Защищает оборудование и систему от аварийного увеличения давления (предохранительная).
Распределяет или смешивает вещества из разных направлений (распределительно-смесительная).
Предотвращает поворот вещества в обратную сторону.
Разделяет среды, которые находятся в разных состояниях (фазоразделительная).

Конкретный тип выбирается в зависимости от технологии работы предприятия.

Типы арматуры

Трубопроводная арматура подразделяется на:

сантехническую;
промышленную;
лабораторную.

Промышленная бывает общего и специального назначения.

По способу перекрытия подачи рабочей среды бывают следующие устройства:

Задвижка. Служит для прекращения подачи среды. Имеется три вида: клиновая, параллельная и шиберная.
Запорный клапан (вентиль). Выполняет те же функции, что и задвижка, но отличается от нее устройством рабочего органа, который называется затвор.
Кран. Также служит для перекрытия потока.
Дисковый (поворотный) затвор.
Обратный клапан. Предотвращает обратный ход вещества.

Все 5 типов перечисленной арматуры выполняют функцию полного перекрытия потока. Для этого внутри имеются две уплотнительные (герметизирующие) поверхности, образованные в корпусе и на подвижном затворе.

Главный параметр, определяющий качество работы, является степень герметичности затвора при рабочих температуре и давлении.

В качестве рабочей среды, для которой предназначаются вышеперечисленные устройства, выступает:

вода морская и пресная, пар;
нефть сырая, бензин, керосин, мазут;
машинные масла;
химические вещества (аммиак, кислоты, щелочи);
природный газ.

Трубопроводная арматура обеспечивает бесперебойное функционирование любой отрасли, где в процессе работы задействованы трубы.

Для каких отраслей применяется?

Устройства регулирования потока вещества используются в:

водоснабжении, теплоснабжении и канализационных системах (коммунальные);
газоснабжении и транспортировке природного газа;
нефтяной промышленности;
энергетических предприятиях, атомных и ядерных станциях, гидроэлектростанциях;
химическом производстве;
судовом строительстве.

Габаритные размеры, масса, материалы изготовления арматуры для каждой отрасли разнятся. Это характеризуется особенностями эксплуатации трубопроводных сетей в каждой конкретной сфере. К примеру, для судового строительства арматура выпускается компактная и облегченная. А вот для химического производства – стойкая к сильноагрессивным рабочим средам и высоким давлениям.

Арматура разделяется на две группы:

промышленная трубопроводная арматура общего назначения;
эксплуатируемая в особых условиях.

Первая изготавливается серийно большими партиями и является общеотраслевой. Вторую изготавливают по спецзаказам.

Что такое промышленная трубопроводная арматура?

Главное отличие промышленной арматуры от сантехнической – эксплуатационные характеристики трубопровода, в котором используются приборы.

Для больших диаметров труб нужны габаритные устройства. Также, наличие высокой температуры и давления определяет конструкционные особенности.

Около 80% арматуры в промышленности приходится на запорные устройства. Это запорные клапаны, краны, задвижки, поворотные затворы.

Основные эксплуатационные характеристики

Запорная арматура классифицируется по:

номинальному диаметру DN;
номинальному давлению PN;
классу герметичности по ГОСТ 9544-2015г.;
максимальной и минимальной температуре пропускаемой среды;
пропускной способности;
стойкости к образованию коррозии.

Задвижка

Конструкция прибора имеет 3 узла.

Приводной механизм.
Крышка.
Корпус с затвором.

Основной рабочий орган – затвор, включает 2 элемента. Это подвижный клин с дисками, и седла, установленные в корпусе с кольцами. Затвор расположен перпендикулярно потоку рабочей среды. Устройство характеризуете малой строительной длиной, но большой строительной высотой.

Рис. 2

Отключение подачи вещества происходит при опускании клина в седло корпуса и плотном прилеганииуплотнительных поверхностей друг к другу. Качество подгонки поверхностей дисков к кольцам определяет класс герметичности задвижки по ГОСТу 9544-2015г.

Задвижки используют для перекрытия потока:

воды и пара;
нефти, бензина, керосина;
неагрессивного газа;
других жидких и газообразных веществ.

Изготовители контролируют качество приборов при помощи лабораторных испытаний. Перед тем, как выставить на продажу, устройство проверяют на герметичность и присваивают класс. После этого, задвижка может использоваться на трубопроводах по транспортировке газа или жидкости.

Задвижки изготавливают из стали и чугуна. На уплотнительных поверхностях наплавляют стойкие к коррозии сплавы, богатые хромом и никелем.

Сибирский завод трубопроводной арматуры производит клиновые задвижки моделей:

30ч39р;
30с15нж;
30с41нж и 941;
30с515нж;
30с527нж и 927;
30с64нж и 964.

Данное обозначение разработано ЦКБА и является общепринятым для всех каталогов заводов-изготовителей.

Разберем на примере 30с41нж.

30 – означает, что это задвижка;
с – материал корпуса сталь (если ч – чугун);
41 – номер модели (конструкция);
нж – материал уплотнительных поверхностей нержавеющая сталь.

Если в обозначении 2 цифры, значит тип привода – ручной. В случае с моделью 30с941нж, 9 обозначает электрический привод. Для модели 30с515нж, 5 обозначает привод с понижающим редуктором.

Для указания типоразмера и номинального давления, производитель использует такую маркировку: 30с41нж Ду150 Ру16, где:

Ду150 – диаметр условного прохода 150мм;
Ру16 – номинальное давление 16 атмосфер (1,6 МПа).

Задвижки крепятся к трубе на фланцевое соединения. При эксплуатации трубопроводов большого диаметра, используется соединение «под приварку».

Модельный ряд представлен устройствами диаметром от 15 до 1600 мм.

Запорный клапан

В этом приборе затвор движется параллельно потоку среды. Такое устройство характеризуется большим гидравлическим сопротивлением. Строительная длина большая. При диаметре прохода 200мм, длина составляет 600мм.

Рис. 3

Благодаря наличию золотника в конструкции, клапаны способны нормально работать при давлении 40 атмосфер (4 МПа).

Обозначение по ЦКБА:

Маркировка 15 означает тип арматуры – клапан запорный. Остальные обозначения аналогичны маркировке задвижки.

Дисковый затвор

Нужен для перекрытия потока вещества. В отличии от двух предыдущих, дисковый затвор – самым компактный прибор. При максимальном диаметре 1200мм, строительная длина устройства всего 300мм.

Запирающий орган в затворе – диск, вращающийся вокруг своей оси, которая устанавливается перпендикулярно потоку вещества.

Рис. 4

Благодаря небольшим габаритам, а также малому гидравлическому сопротивлению, дисковые затворы устанавливаются на трубопроводы малых и больших диаметров, по которым транспортируют жидкие, газообразные и даже абразивные среды.

Обозначение по ЦКБА:

32ч1р – ручной привод;
32ч501р – с понижающим редуктором.

Корпуса дисковых затворов изготавливаются из чугуна GGG40. На запорный диск наносится никелированное покрытие.

Дисковые затворы выпускаются с размерами DN от 32 до 1200мм. Устройства от 600мм и более могут комплектоваться электроприводом.

Обратный клапан

Устройство предназначено для блокировки обратного хода вещества в трубе. По конструкции запирающего органа, клапан схож с дисковым затвором. Отличие в механизме привода. Срабатывание клапана происходит при изменении направления движения рабочей среды.

Обозначение по ЦКБА – 19ч21р.
Материал корпуса – чугун GGG40.
Запорный диск – чугун GGG40 с никелированным покрытием.

Модельный ряд представлен клапанами, диаметром от DN от 32мм, до 1000мм для пропуска воды только в одном направлении.

МЕТАЛЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В АРМАТУРОСТРОЕНИИ

Основные требования к выбору материалов

Pipeline valves. Metals used in pipeline valves production. Basic requirements for choice of materials

Дата введения 2016-04-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила, рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом "Научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения" (ЗАО "НПФ "ЦКБА")

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 259 "Трубопроводная арматура и сильфоны"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 марта 2015 г. N 76-П)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 мая 2015 г. N 444-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33260-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2016 г.

5 Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 55509-2013.

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 мая 2015 г. N 444-ст национальный стандарт ГОСТ Р 55509-2013 "Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Основные требования к выбору материалов" отменен с 1 апреля 2017 г.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трубопроводную арматуру различного назначения (в том числе общепромышленную, для опасных производственных объектов, атомных станций, судовых систем) и устанавливает условия применения металлических материалов (далее - материалов) для изготовления основных деталей трубопроводной арматуры и приводных устройств к ней (кроме электроприводов).

В стандарте приведены требования к выбору материалов для изготовления основных деталей трубопроводной арматуры, а также сварочных и наплавочных материалов в зависимости от параметров рабочих сред (рабочего давления, температуры, химического состава и свойств рабочей среды) и условий эксплуатации.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.2.052-81 Система стандартов безопасности труда. Оборудование, работающее с газообразным кислородом. Общие требования безопасности

ГОСТ 356-80 Арматура и детали трубопроводов. Давления номинальные, пробные и рабочие. Ряды

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 492-2006 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки

ГОСТ 493-79 Бронзы безоловянные литейные. Марки

ГОСТ 494-90 Трубы латунные. Технические условия

ГОСТ 535-2005 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 550-75 Трубы стальные бесшовные для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Технические условия

ГОСТ 613-79 Бронзы оловянные литейные. Марки

ГОСТ 801-78 Сталь подшипниковая. Технические условия

ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

ГОСТ 1051-73 Прокат калиброванный. Общие технические условия

ГОСТ 1173-2006 Фольга, ленты, листы и плиты медные. Технические условия

ГОСТ 1215-79 Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия

ГОСТ 1412-85 Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки

ГОСТ 1414-75 Прокат из конструкционной стали высокой обрабатываемости резанием. Технические условия

ГОСТ 1435-99 Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 1577-93 Прокат листовой и широкополосный из конструкционной качественной стали. Технические условия

ГОСТ 1583-93 Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия

ГОСТ 1585-85 Чугун антифрикционный для отливок. Марки

ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия

ГОСТ 1759.4-87 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний

ГОСТ 1759.5-87 Гайки. Механические свойства и методы испытаний

ГОСТ 2060-2006 Прутки латунные. Технические условия

ГОСТ 2170-73 Ленты из никеля и низколегированных сплавов никеля. Технические условия

ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия

ГОСТ 2283-79 Лента холоднокатаная из инструментальной и пружинной стали. Технические условия

ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный, круглый. Сортамент

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 3057-90 Пружины тарельчатые. Общие технические условия

ГОСТ 3722-81 Подшипники качения. Шарики. Технические условия

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 4784-97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки

ГОСТ 4986-79 Лента холоднокатаная из коррозионно-стойкой и жаростойкой стали. Технические условия

ГОСТ 5017-2006 Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением. Марки

ГОСТ 5221-2008 Проволока из оловянно-цинковой бронзы. Технические условия

ГОСТ 5222-72 Проволока из кремнемарганцевой бронзы. Технические условия

ГОСТ 5520-79 Прокат листовой из углеродистой, низколегированной и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия

ГОСТ 5582-75 Прокат тонколистовой коррозионно-стойкий, жаростойкий и жаропрочный. Технические условия

ГОСТ 5632-2014 Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 5949-75 Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия

ГОСТ 6032-2003 Стали и сплавы коррозионно-стойкие. Методы испытаний на стойкость к межкристаллитной коррозии

ГОСТ 6235-91 Листы и полосы никелевые. Технические условия

ГОСТ 6402-70 Шайбы пружинные. Технические условия

ГОСТ 7293-85 Чугуны с шаровидным графитом для отливок. Марки

ГОСТ 7350-77 Сталь толстолистовая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия

ГОСТ 7419-90 Прокат стальной горячекатаный для рессор. Сортамент

ГОСТ 7769-82 Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки

ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования

ГОСТ 8733-74 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные и теплодеформированные. Технические требования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕТАЛЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В АРМАТУРОСТРОЕНИИ

Основные требования к выбору материалов

Pipeline valves. Metals used in pipeline valves production. Basic requirements for choice of materials

Дата введения 2014-02-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом "Научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения" (ЗАО "НПФ "ЦКБА")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 259 "Трубопроводная арматура и сильфоны"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 12.2.142-99 Системы холодильные холодопроизводительностью свыше 3,0 кВт. Требования безопасности

ГОСТ Р 50753-95 Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из специальных сталей и сплавов. Общие технические условия

ГОСТ Р 51365-2009 Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для бурения и добычи. Оборудование устья скважины и фонтанное устьевое оборудование. Общие технические условия

ГОСТ Р 53679-2009 (ИСО 15156-1:2001) Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа. Часть 1. Общие принципы выбора материалов, стойких к растрескиванию

ГОСТ Р 54432-2011 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление от PN 1 до PN 200. Конструкция, размеры и общие технические требования

ГОСТ Р 55020-2012 Арматура трубопроводная. Задвижки шиберные для магистральных нефтепроводов. Общие технические условия

ГОСТ Р 55019-2012 Арматура трубопроводная. Сильфоны многослойные металлические. Общие технические условия

ГОСТ Р ИСО 3183-2009 Трубы стальные для трубопроводов нефтяной и газовой промышленности. Общие технические условия

ГОСТ 12.1.007-76 Вредные вещества. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 356-80 Арматура и детали трубопроводов. Давления номинальные, пробные и рабочие. Ряды

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 492-2006 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки

ГОСТ 493-79 Бронзы безоловянные литейные. Марки

ГОСТ 494-90 Трубы латунные. Технические требования

ГОСТ 613-79 Бронзы оловянные литейные. Марки

ГОСТ 801-78 Сталь подшипниковая. Технические условия

ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия

ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия

ГОСТ 1051-73 Прокат калиброванный. Общие технические условия

ГОСТ 1173-2006 Фольга, ленты, листы и плиты медные. Технические условия

ГОСТ 1215-79 Отливки из ковкого чугуна. Общие технические требования

ГОСТ 1412-85 Чугун с пластинчатым графитом. Марки

ГОСТ 1414-75 Прокат из конструкционной стали высокой обрабатываемости резанием. Технические условия

ГОСТ 1435-99 Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 1577-93 Прокат листовой и широкополосный универсальный из конструкционной качественной стали. Технические условия

ГОСТ 1583-93 Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия

ГОСТ 1585-85 Чугун антифрикционный для отливок. Марки

ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия

ГОСТ 2060-2006 Прутки латунные. Технические условия

ГОСТ 2170-73 Ленты из никеля и низколегированных сплавов никеля. Технические условия

ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварная. Технические условия

ГОСТ 2283-79 Лента холоднокатаная из инструментальной и пружинной стали. Технические условия

ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный, круглый. Сортамент

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 3057-90 Пружины тарельчатые. Общие технические условия

ГОСТ 3722-81 Подшипники качения. Шарики. Технические условия

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 4784-97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки

ГОСТ 4986-79 Лента холоднокатаная из коррозионно-стойкой и жаростойкой стали. Технические условия

ГОСТ 5017-2006 Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением. Марки

ГОСТ 5221-2008 Проволока из оловянно-цинковой бронзы. Технические условия

ГОСТ 5222-72 Проволока из кремнемарганцовой бронзы. Технические условия

ГОСТ 5582-75 Сталь тонколистовая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические требования

ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 6032-2003 Стали и сплавы коррозионно-стойкие. Методы испытаний на стойкость к межкристаллитной коррозии

ГОСТ 6235-91 Листы и полосы никелевые. Технические условия

ГОСТ 7293-85 Чугуны с шаровидным графитом для отливок. Марки

ГОСТ 7350-77 Сталь толстолистовая коррозионно-стойкая и жаропрочная. Технические условия

ГОСТ 7419-90 Прокат стальной горячекатаный для рессор. Сортамент

ГОСТ 7769-82 Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки

ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования

ГОСТ 8733-74 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные и теплодеформированные. Технические требования

ГОСТ 9045-93 Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. Технические условия

ГОСТ 9389-75 Проволока стальная углеродистая пружинная. Технические условия

ГОСТ 9433-80 Смазка ЦИАТИМ-221. Технические условия

ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия

Исходя из предназначения, материалы трубопроводной арматуры делятся на пять типов:

Корпусные материалы. Они подбираются, исходя из условий эксплуатации арматуры, а именно: характеристик рабочей среды. Корпус должен быть устойчив к коррозии в этой среде и обладать механической прочностью.
Уплотнительные материалы. Основное требование к ним — способность сопротивляться механическим нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации изделий, простота шлифовки.
Прокладочные материалы, из которых изготавливают уплотнительные прокладки. Это может быть резина, фторопласт и т. п. Требования — устойчивость агрессивным средам, упругость, текучесть.
Герметизирующие (набивочные), используемые для предотвращения возникновения утечек через крышку корпуса и т. п. Критерии выбора — упругость, термостойкость, гидрофобность.
Смазочные материалы, предназначенные для снижения трения в подвижных узлах арматуры. Они должны обладать стойкостью к перепадам температуры, иметь низкий показатель трения.

Рассмотрим подробнее каждый тип в отдельности.

Материалы для изготовления корпуса

Основное требование к корпусу трубопроводной арматуры — прочность, поскольку именно эта деталь принимает на себя все механические напряжения, связанные с проходом рабочей среды. Кроме того, на него действуют динамические нагрузки, возникающие при монтаже на трубопроводе и во время работы.

Керамическая арматура

Керамические изделия встречаются редко из-за высокой хрупкости материала с малой прочностью на растяжение и изгиб. Они не могут эксплуатироваться при высоком давлении, но обладают повышенной химической стойкостью, не коррозируют и обладают высоким температурным пределом.

Пластмассовая арматура

Пластмасса (полиэтилен, винипласт) — малопрочный материал, который легко воспламеняется. Она отличается дешевизной, высокой химической стойкостью. Пластмассовая арматура не может эксплуатироваться при больших давлениях среды, но отлично показывает себя в технологических линиях с низким давлением.

Основное предназначение изделий — химические трубопроводы и линии общего назначения малого диаметра. Еще одно ограничение пластмассовой арматуры — невозможность уличного монтажа из-за низкой морозостойкости.

Латунная арматура

Латунная и бронзовая арматура нашла применение в технологических линиях и трубопроводных системах, эксплуатирующийся при температуре более 250С. Латунь отличается хорошими литейными свойствами, легко обрабатывается, шлифуется и позволяет получить высококачественную поверхность изделий.

Латунные шаровые краны

Преимущество материала — высокая коррозионная стойкость в воде и парах, эстетичность. Недостаток — высокая стоимость. Из-за этого латунь используют только для изготовления арматуры малого диаметра.

Бронза, как и латунь, применяется для производства трубопроводных элементов малого диаметра, в том числе — уплотнительных колец.

Стальная арматура

Сталь широко используется при производстве трубопроводной арматуры, благодаря высоким литейным показателям, простоте обработки и хорошей прочности. Стальные изделия могут работать при высоких температурах, эксплуатироваться со всеми видами сред, в том числе агрессивными.

Добавление легирующих элементов в состав стальных сплавов позволяет получить материал, устойчивый к разрушению, коррозии, агрессивным средам и т. п. Метод изготовления корпусов из стали: литье, ковка, штамповка, сварка, комбинированный способ.

Арматура из легированных сталей может применяться в условиях Крайнего Севера, нержавеющие изделия — в пищевой промышленности и трубопроводах, транспортирующих агрессивные вещества.

Чугунная арматура

Чугун — сплав железа с углеродом. Он активно применяется при производстве трубопроводной арматуры, благодаря высокой прочности, низкой стоимости и отличным литейным качествам.

Изделия из этого материала устойчивы к коррозии и могут применяться для транспортировки неагрессивных жидких и газообразных сред. Основной недостаток чугунной арматуры — высокая хрупкость. Она легко повреждается при воздействии ударной нагрузки или растяжения.

При работе с чугунной арматурой необходимо следить, чтобы она не подвергалась механическому воздействию (ударам, чрезмерной затяжки метизов).

Основные виды чугуна для выпуска трубопроводной арматуры:

серый чугун (СЧ) — хрупкий материал с хорошими литейными показателями;
ковкий чугун (КЧ) — материал с более высокой вязкостью, прочностью и меньшей хрупкостью;
высокопрочный чугун (ВЧ) — имеет в составе графитовые включения, отличается высоким пределом прочности при растяжении, сжатии и изгибе.

Чугунную арматуру используют в трубопроводных системах с небольшим давлением среды. Она не подходит для применения в магистральных линиях с риском возникновения гидравлического удара.

Алюминиевая арматура и другие сплавы

Алюминий используется для изготовления трубопроводной арматуры с небольшим условным проходом, которая применяется при температуре не более 100С. Основное преимущество изделий — малый вес, недостаток — низкая прочность.

Арматура из этого материала обладает стойкостью к коррозии на воздухе, благодаря образованию оксидной пленки. Однако, она разрушается под воздействием щелочи и не может транспортировать агрессивные среды.

Алюминиевая задвижка

Трубопроводная арматура из никелевого сплава отличается хорошими эксплуатационными параметрами и может работать в диапазоне от −271С до +600С. Сплав никеля — пластичный, прочный материал, хорошо сопротивляющийся воздействию морской воды.

Титановые сплавы применяются в авиастроении и производстве техники, благодаря высокой стойкости к коррозии. Недостаток — низкие антифрикционные свойства, высокая стоимость.

Титановые и никелевые сплавы используются для производства только специальной трубопроводной арматуры.

Материалы уплотнений

Уплотнительные материалы нужны для улучшения герметичности затвора трубопроводной арматуры, если корпусной материал не позволяет добиться требуемого качества уплотнительной поверхности седла.

Такие материалы должны обладать коррозионной стойкостью, хорошими антифрикционными свойствами, легко подвергаться обработке. Чаще всего уплотнения изготавливаются из нержавеющей стали, латуни, бронзы, монели.

Неметаллические материалы (резина, пластмасса, эбонит, фторопласт) используются в трубопроводных арматурах небольшого Ду.

Сальниковые набивки включают в себя герметизирующие материла, отличающиеся повышенной упругостью, устойчивостью к воздействию высокой температуры, малым коэффициентом трения. Это стекловолокно, тальк, ХБ. Набивки из асбеста, пенька, ХБ изготавливаются жгутом с прямоугольным сечением. Если узел эксплуатируется с агрессивной рабочей средой или при высокой температуре, используют фторопласт, графит, ТРГ.

Уплотнительное кольцо

Для повышения герметичности узлов корпус-крышка, а также мест соприкосновения арматуры и трубопровода, применяются уплотнительные прокладки. Они могут быть металлическими и неметаллическими. Популярный вариант — резиновые прокладки, характеризующиеся упругостью, но малой прочностью. Их нельзя использовать при высокой температуре из-за горючести материала.

Асбестовые прокладки обладают огнестойкостью и предназначены для уплотнения узлов, работающих при высокой температуре среды. Это рыхлый и некрепкий материал, поэтому в него добавляют графитовый порошок для улучшения прочности и стойкости к трению.

Паранит — материал, отличающийся текучестью, способностью создавать высокогерметичное соединение узлов. Паранитовые прокладки чаще всего применяются для уплотнения трубопроводного оборудования среднего диаметра. Выпускаются толщиной до 6 мм.

Для уплотнения резьбовых поверхностей применяют льняную прядь, препятствующую развинчиванию соединения.

Материалы арматуры для агрессивных сред

Запорная арматура для агрессивных сред изготавливается из нержавеющей, легированной и молибденсодержащей стали. Подходящий материал подбирается исходя из химической активности транспортируемого вещества.

Например, включение хрома в состав сплава повышает способность изделий к термическому упрочнению, увеличивает коррозионную стойкость и устойчивость к окислению. Никель способствует образованию оксидной пленки. А молибден защищает арматуру от щелевой и питтинговой коррозии в сильноагрессивных средах.

Нержавеющая сталь обладает стойкостью к коррозии в большинстве сред. Исключение — кислоты (азотная, уксусная, щавелевая, сернистая, муравьиная), гипохлорит кальция, медный купорос, пары ортофосфорной кислоты, раствор углекислого газа.

Газ, вода или другая жидкость, которая перемещается по трубопроводу ─ поток среды. Запорная арматура применяется для перекрытия потока среды в случае ремонта трубы. К запирающей арматуре относятся контрольно ─ спускные устройства, пробно ─ спускная арматура, которая служит для показания уровня среды в емкости, а также для выхода воздуха, снятия пробы и дренажа.

Назначение и область применения

Запорная арматура для трубопроводов распределяет и регулирует, отключает циркулирующий в трубе поток среды.

в отопительный сезон для обнаружения «утечек» на трассе используются отсекающие задвижки для закрытия подачи горячей воды;
определение загрязненности «грязевиков» в системе водоснабжения.

Запорная арматура классификация по назначению:

Промышленная. Применяется в народном хозяйстве и промышленности, горячее водоснабжение. Эта категория оборудования работает в разных условиях:

радиоактивная среда;
сыпучие продукты производства;
высокое давление, перепад температур
газопровод;
нефтяной трубопровод;
другие условия.

Судовое оборудование. Применяется на кораблях и судах морского и речного флота. Требования:

вес (минимальный);
стойкость к вибрации;
надежность;
способность работы в особых условиях.

Санитарно-техническое устройство. Используется в ванной комнате, бачок в санузле, газовые колонки, бойлеры, душевые кабины. В инженерных системах домашнего водоснабжения.
Запорные механизмы специального действия. Изготавливаются по особым требованиям. Пример: арматура на атомной станции, нефтепроводах.

Эксплуатационные характеристики

Качественная работа трубопроводных систем зависит от правильного выбора кода изделия ОКПД 2 (вентили, краны, задвижки, другое оборудование).

Необходимо учитывать эксплуатационные характеристики:

номинальный диаметр трубопровода, который характеризует пропускную способность потока среды;
номинально допустимое давление в трубопроводе;
в какой среде работает запирающее устройство, класс герметичности;
параметр температур рабочей среды (минимальное и максимальное значение);
стойкость к коррозии.

Материал для изготовления запорной арматуры

Устройства запорной арматуры в большинстве изготавливаются из антикоррозийной стали (нержавейка) или чугуна. Другой материал в изготовлении мало применяется, так как устройство контактирует с агрессивной средой: вода, масло, газ, пар, которые вызывают коррозию.

В пластиковых инженерных домовых сетях запорную арматуру изготавливают из пластмассы. Для изготовления оборудования кроме чугуна и нержавейки применяют сплав: сталь, чугун, бронза. Применяется для изготовления специального оборудования титан. Современные краны изготавливают из фарфора, бронзы и пластика.

Типы запорной арматуры

Различается четыре типа запорной арматуры: кран, задвижка, дисковый затвор, клапан.

Разновидность клапана: игольчатый, тарельчатый, односедельный, двухседельный. Принцип работы: в устройстве регулятор работает параллельно потоку среды, находящейся в трубопроводе.

Задвижка имеет армированную конструкцию, и регулятор работает по отношению к потоку на 90 градусов.

В кране регулятор вращается и с потоком не связан, виды: шаровый, дисковый, конусный.

Дисковый затвор ─ регулятор дисковой формы вращается по оси вокруг себя и расположен под углом 90 градусов к потоку среды трубопровода.

Вид арматуры по способу присоединения к системе

Важным параметром для запирающего оборудования является вид присоединения к трубопроводу. Распространенные виды:

фланцевое соединение;
резьбовой монтаж, с применением муфт;
штуцерное соединение;
сварка.

Фланцевое соединение различается по форме: круглый фланец, квадратный или треугольный. Универсальным фланцевым соединением считается круглый фланец, такое соединение применяется в трубопроводах разного давления. Квадратный фланец ограничен 20 атмосферами давления.

Резьбовое соединение применяется для трубопроводов небольшого диаметра и давления не выше 1,6 МПа. В таком соединение резьба есть на арматуре и трубопроводе. Различают соединения с внешней резьбой и внутренней резьбой. Есть разные стандарты резьбы. Для усиления соединения применяются уплотнители ─ лента ФУМ, нить льна, густая смазка. Применяется соединение в монтаже арматуры: задвижки, клапаны, разделители потока.

Штуцерное соединение применяют в трубопроводах ДУ-5 не более. Соединительный конец, накидной гайкой используя внешнюю резьбу, прижимается к трубе. Таким соединением в магистральный трубопровод внедряют измерительные приборы.

Сварочное соединение применяется в трубопроводах с вредной для здоровья человека средой. Основной параметр соединения ─ сварной шов не должен быть слабее толщины стенки трубы. Необходимо производить предварительную подготовку трубы для сварки.

Вид арматуры по области применения

На трубопроводе магистрального значения в качестве запорного оборудования устанавливается задвижка. Основной элемент устройства ─ шпиндель. Он бывает выдвижной или неподвижный. Этот вид запорного оборудования имеет разные технические характеристики, разную степень устойчивости к агрессивной среде.

Так как задвижки не изготавливаются из материала химической устойчивости, их применяют в инженерных системах водоснабжения, отопления.

Вентиль ─ устройство, в котором запор двигается по резьбовому соединению. Когда вращаем вентиль, шток с маховиком двигаются, происходит действие «включать» или «выключать» поток. Отверстие для среды делается меньше или больше. Применяется для регулирования жидкости или газа в трубе.

Кран шаровый имеет литой корпус, двухстороннюю резьбу для соединения с трубопроводом. Ручкой перекрывается поток среды. Есть прокладка уплотнительная под ручкой.

Применяется водопроводный кран для подачи и запирания жидкости.

Как разобрать шаровый кран для воды: устройство и ремонт при неисправностях
Шаровой кран пришел на смену классическим смесителям с двумя вентилями. С его помощью можно быстро регулировать температуру и напор воды поворотом всего одного рычага. Конструкция предельно проста,…

Запорный клапан ─ вид арматуры применяемый в трубопроводах. Маховик регулирует положение заслонки. Есть модели с электрическим приводом, они дорого стоят. Область применения ─ системы канализации, нельзя использовать в средах с температурой выше 50 градусов Цельсия.

Затвор ─ основной представитель запорного и регулирующего оборудования. Он состоит из стального корпуса и элемента перекрывающего поток среды в трубопроводе, который расположен под углом 90 градусов к потоку. Он применяется в любых трубопроводах.

Вид запорной арматуры по функциональному назначению

Запорная арматура по назначению применяется в разных видах водопроводов:

Общепромышленный тип: стандартный трубопровод, работа в обычных условиях. Изделие имеет средние технические характеристики.
Нефтепромышленность. Большие размеры устройства. Адаптация к работе с вязкими веществами.
Специальные трубопроводы. Токсичные или химические среды. Арматура имеет технические характеристики для работы под высокой нагрузкой, предельные нормы безопасности.
Трубопроводы военного назначения. На оборудование этих комплексов распространяется секретность. Изготавливают такое оборудование предприятия, выигравшие государственный заказ.
Судостроение и автомобилестроение. Используется изделия исходя из габаритов и конструктивных особенностей транспорта.
Санитарно-технический трубопровод. Арматура применяется в быту, работа сантехника: шаровые краны для подключения бойлера, регулятора давления, сливного бачка, унитаза. Она служит для прекращения потока в трубопроводе, регулировке его количества за временной промежуток. Именно запорные устройства обеспечивают качественную работу сантехнического оборудования.

Маркировка и классификация, требования к стандартам

Все запорное оборудование маркируется по ГОСТу №4666-75. Есть разные виды нанесения маркера:

штамповочная маркировка;
гравирование;
установка клейма.

Одним из видов маркировки является окраска изделия по виду изготовления:

Преимущество и недостатки

Наименование	Преимущество	Недостаток
Кран	Незначительные габариты

Прост в эксплуатации

Устойчив к загрязнению

Допускается работа в тяжелых условиях:

перепад температур
вакуум
высокое давление
агрессивная среда

В зоне застоя среды образуется коррозия

Конструктивная простота изделия

Возможность применения в различных условиях

Сложность в ремонте

Применение на трубопроводах большого диаметра

Заключение

Выбирая нужное оборудование, помните, что в паспорте указаны технические параметры для оптимальной работы, на соответствующем трубопроводе. Рекомендуется выбирать изделия из действующего каталога. Основные показатели для выбора: тип соединения с системой, технические данные трубопровода. Выбирается из описания условий применения материал запорного устройства: чугун, цветмет, сталь, другой материал.

Признаки классификации и отличительные черты основных четырех типов арматуры:

Читайте также: