Конструктивные разновидности и монтаж запорных фланцевых вентилей

Здравствуйте, уважаемый читатель! При необходимости ремонта линий водоснабжения, ликвидации «аварий» на них, замены сантехнических приборов, подачу воды в таких случаях может приостановить вентиль запорный фланцевый, установленный на вводе в квартиру.

Однако внештатные ситуации возникают не только в вашей квартире, а и в городских системах коммунального хозяйства. Поэтому все трубопроводные линии и магистрали подачи воды, газа и теплоснабжения в наши дома обустроены современной запорной арматурой, обеспечивающей ресурсосбережение, снижение себестоимости оказанных услуг и экономию денежных средств.

Классификация арматуры по конструктивному исполнению

Выпускается несколько разновидностей трубопроводной арматуры, различающихся формой запорного и регулирующего органа и его принципом работы:

• вентили;
• задвижки;
• затворы;
• краны;
• клапаны.

Рассмотрим отдельно каждый тип арматуры.

Вентили

Вентили — относятся к типу трубопроводной арматуры, у которой перемещение запорного или регулирующего элемента осуществляется с помощью резьбовой пары в параллельном оси трубопровода направлении.

В перечень их основных преимуществ входит:

1. низкий коэффициент трения уплотнительных плоскостей в момент срабатывания устройств на закрытие в следствие перпендикулярного к ним движения затвора, что снижает риск повреждений (задиров);
2. не большая высота изделия, по сравнению с задвижками, ввиду того что у вентиля малая длина хода шпинделя.

К недостаткам вентилей можно отнести, то что они длиннее, чем задвижки, так как им требуется место внутри корпуса для возможности разворота потока.

Задвижки

Арматура с запорным или регулирующим органом, совершающим перемещение перпендикулярно оси потока транспортируемой в системе среды.

Задвижки выпускаются в разных вариантах конструкции, в каталогах производителей можно найти продукцию:

• с запорным механизмом в форме прямоугольной пластины(шибера), клина или диска;
• с выдвижным и не выдвижным шпинделем;
• полнопроходные или с суженным проточным отверстием;
• корпус — литой, сварной или штампованный;
• для обеспечения герметичности сопряжения корпус/крышка используются — сальниковое или сильфоное уплотнение.

Преимущества задвижек стальных фланцевых обусловлено:

• отсутствием необходимости преодолевать давление среды при перемещениях запорного органа;
• прямолинейность движения потока рабочего вещества, без поворотов;
• способностью работы в системах с вязкой средой;
• малой строительной длиной, ввиду чего их можно устанавливать в условиях ограниченного пространства;
• возможностью подачи рабочего вещества в любом направлении;
• лёгкостью монтажа, ремонта и техобслуживания.

Недостатками задвижек можно назвать:

• малую скорость при срабатывании;
• большой размер строительной высоты;
• ограничение на применение в системах транспортировки сред, состоящих из твёрдых частиц.

Затворы

Затворы (заслонки) — это устройства с запорным органом в форме диска, вращающимся вокруг своей оси.

Перемещение происходит в перпендикулярном направлении или под острым углом. Применяются для монтажа в системах с большим диаметром труб, низким уровнем давления сред и пониженными требовании к герметичности запорного элемента, например, на воздуховодах вентиляции и кондиционирования, газопроводных сооружений.

Краны

У арматуры данного типа запорный орган представляет собой тело вращения или его сегмент, перемещающееся в любом направлении по отношению к оси трубопровода. У затвора крана существует и другое название — пробка. В пробке имеется отверстие, через которое перемещается поток среды. В положении крана «открыто» отверстие находится в одной плоскости с осью потока, в положении «закрыто» — в перпендикулярном положении к потоку.

По направлению потока они подразделяются на:

• проходные — с неизменным направлением потока;
• угловые — поток меняет направление под прямым углом;
• трёхходовые — с одним выходным и двумя входными патрубками.

Форма затворного элемента крана может иметь:

• шаровую;
• конусную;
• цилиндрическую конфигурацию.

Для обеспечения плотного прижатия пробки к поверхности корпуса используется сальниковая набивка или пружина, надетая на стержень с резьбой и стянутая гайкой, как у натяжных кранов.

Для обеспечения высокого уровня герметичности используется смазка, которой заполняют микроскопические зазоры между плоскостями корпуса и пробки.

Смазка так же необходима для уменьшения усилия, требующегося для поворота затворного органа.

Клапаны

Механическое устройство, проходя через которое поток рабочего вещества сохраняет направление движения или поворачивается под углом.

Выпускаются в нескольких вариантах конструкции, имеющих отличия в:

1. форме затвора — тарельчатые, игольчатые;
2. количестве сёдел — односедельные, двухседельные;
3. расположении ходовой гайки — выносной и погружной тип резьбы;
4. способе герметизации сопряжения корпуса с крышкой — сальниковый или мембранный тип уплотнения.

В зависимости от назначения фланцевые клапаны бывают:

• запорными;
• регулирующими;
• предохранительными;
• перепускным;
• редукционными;
• обратными;
• спускными;
• всасывающим и т. д.

Рекомендации по выбору вентиля

В силу того, что фланцевые вентили широко распространены, к их подбору следует подходить крайне внимательно и скрупулезно. Если устройство будет выбрано неверно, есть вероятность того, что оно в скором времени выйдет из строя. При покупке инструмента следует учитывать несколько ключевых параметров:

• материал, из которого выполнен корпус;
• тип корпуса;
• разновидность приводного механизма.

Вентили, корпус которых выполнен из стали, отличаются износоустойчивость и прочностью, но устанавливать их рекомендуется на трубопроводах, по которым транспортируется пар, газ, нефтепродукты или вода. Преимущество легированной стали заключается в том, что она способна выдерживать низкие температуры окружающей среды, достигающие 60 градусов ниже нуля.

У клапанов из нержавейки высокая устойчивость к образованию коррозии, а также стойкость к агрессивным химическим элементам. Фланцевые вентили из нержавейки широко используются в сфере пищевой промышленности, поскольку здесь необходимо соблюдать высокую чистоту среды, которая транспортируется по трубопроводу. У чугунных деталей низкая устойчивость к воздействию окружающих факторов, а также они отличаются хрупкостью и солидной удельной массой. На системах водоснабжения рекомендуется устанавливать именно такие механизмы.

При покупке запорного клапана нужно учитывать конструкцию его корпуса, которая может быть цельносварной или разборной. От конструкции будут зависеть размеры детали и возможность осуществлять тот или иной тип ремонтных работ. У цельносварных запчастей цельный корпус, не предусматривающий возможности проводить ревизионные мероприятия, поэтому устанавливать такой вентиль следует на тех участках, где регулировка потока среды происходит крайне редко. Такая мера предосторожности необходима для того, чтобы продлить срок эксплуатации устройства.

Конструкция разборных вентилей состоит из отдельных запчастей, которые при необходимости можно заменить, если любая из них станет непригодной. Именно благодаря тому, что клапан разбирается, с его помощью можно проводить любой вид ремонтных работ, но такой инструмент отличается высокой стоимостью.

В зависимости от того, какими будут особенности технологического процесса, можно подобрать фланцевый вентиль с подходящим механизмом управления. Самым простым приводным механизмом фланцевой арматуры является ручка, с помощью которой кран переводят в открытый или закрытый режим. При выборе клапана для регулировки потока густых веществ следует учитывать то, что ручка должна быть крепкой и выполненной из прочных материалов.

Еще одним распространенным типом приводного механизма является редуктор, который нужно устанавливать на трубах, если их сечение составляет более 300 мм. Шток приводят в движение с помощью маховика, который начинает вращаться при переключении тумблера. Автоматические приборы представлены пневмоприводными и электрическими системами регулировки, с помощью которых можно управлять вентилем даже на расстоянии. Такие устройства способствуют максимально эффективному регулированию всех технических процессов.

Для исправный работы запорного фланцевого вентиля рекомендуется приобретать запчасти только у официальных и надежных поставщиков. В противном случае есть риск купить подделку, которая придет в негодность через короткий промежуток времени.

Классификация по способу соединения с рабочим процессом

Типы присоединения арматуры к процессу разработаны в нескольких вариантах:

1. фланцевый — фланцевая арматура изготовлена с метизными деталями на присоединительных патрубках (фланцами). Они могут быть квадратной, шестиугольной или круглой формы с равномерно расположенными отверстиями под монтаж болтов. Ответный фланец с аналогичными присоединительными размерами должен быть и у трубопровода;
2. муфтовый — устройства присоединяются к процессу муфтами с внутренней резьбой;
3. цапковый — арматура крепиться с помощью наружной резьбы буртиком под управление, для герметизации соединения используется уплотнительная прокладка;
4. штуцерный — данный тип соединения представляет собой резьбовую пару, когда к трубопроводу накидной гайкой притягиваются патрубки арматуры с наружной резьбой;
5. под приварку — устройства присоединяются к трубе с помощью сварки.

Стандартная установка фланца

Цитата из книги Джона Х. Бикфорда, «Введение в конструкцию и эксплуатацию болтовых соединений»:

Вся эта важная сила зажима, которая удерживает соединение — и без которого не было бы соединения — не создается ни хорошим разработчиком соединений, ни высококачественными деталями. Она создается механиком на рабочей площадке с использованием инструментов, процедур и условий труда, которые ему предоставили … И еще: последний, существенный создатель силы — это механик, и время создания — во время сборки. Поэтому для нас очень важно понять этот процесс.

Промышленность признала критическую природу монтажа и сборки в течение нескольких лет.

В Европе акцент был сделан на обеспечении того, чтобы совместное изготовление осуществлялось обученными и проверенными техническими специалистами, и это привело к публикации европейского технического стандарта: TS EN 1591, часть 4, озаглавленного «Фланцы и их соединения. Правила проектирования для круглого фланца с прокладкой. Соединения. Квалификация персонала в сборке болтовых соединений, установленных на оборудовании, подпадающем под действие Директивы по оборудованию под давлением (PED)».

Стандарт обеспечивает методику обучения и оценки техников, участвующих в изготовлении и разрушении фланцевых соединений, и может рассматриваться как аналог обучения, необходимого для сварщиков, работающих с сосудом под давлением. Его публикация демонстрирует важность, придаваемую компетентному контролю процесса изготовления соединений в обеспечении герметичности фланца.

Прокладка является лишь одной из многих причин, по которым болтовое соединение фланцевого соединения может протечь.

Даже когда все сложные взаимосвязанные компоненты фланцевого соединения с болтовым соединением работают в идеальной гармонии, единственным наиболее важным фактором, приводящим к успеху или отказу этого фланцевого соединения с болтовым соединением, будет внимание, уделяемое надлежащим процедурам установки и сборки лицом, устанавливающим прокладку. Если все сделано правильно, сборка останется герметичной для ожидаемого срока службы.

Примечание

Виды фланцев

Фланец является соединительной частью труб, запорной и регулирующей арматуры, контрольно — измерительных устройств, входящих в состав трубопроводного сооружения.

Фланцевый тип соединения трубопроводной арматуры способствует простому доступу для техобслуживания, ремонта и замены элементов системы. Фланцы обычно имеют внутреннюю резьбу или присоединяются с помощью сварки. Для их изготовления используют различные материалы: серый и ковкий чугун, высокопрочный чугун с включением шаровидного графита, латунь, алюминий, бронзу, пластик, кованную углеродистый сплав стали или нержавейку.

В конструкцию фланцевого соединения входят два фланца, закреплённых болтами, и прокладка между ними, обеспечивающая герметичность.

Прокладка имеет форму кольца из сплава высоколегированной стали, латуни, бронзы, фторопласта, плотной резины, каучукового эластомера, эбонита и других материалов. Устанавливается между поверхностями двух фланцев, заполняя на них микроскопические раковины и сглаживая неровности. Способ её установки зависит от формы и исполнения уплотняемых поверхностей фланцев, которые могут иметь:

• шип и паз;
• выступ и впадину;

или быть:

• плоскими с соединительным выступом;
• плоскими приварными без выступа.

Фланцы с шипом и пазом

Уплотнительные поверхности у изделий этого типа должны совпадать. Один фланец изготавливается с выступающим кольцом (шип), а ответный в аналогично расположенном месте имеет проточенный паз. Соединение герметизируется прокладкой, которая должна соответствовать высоте паза или быть чуть меньше, и не превышать его ширину более чем на 1/16.

Изделия с уплотнительной поверхностью, имеющей выступ или впадину

Фланцы данного типа также совпадают. У одной детали на поверхности есть область, выходящая за пределы её плоскости (папа).

У ответного фланца в уплотнительной поверхности имеется соответствующая впадина (мама), расточенная на глубину равную или меньшую размера высоты выступающий части.

Плоская поверхность изделий с соединительным выступом

У плоских фланцев с выступом уплотнительная поверхность плоская, прокладка выступает над поверхностью болтового соединения на 1/16 или ¼. Уплотнитель имеет форму кольца и полностью утоплен в болтовое соединение.

Фланцы с плоской приварной поверхностью без выступа

Плоский приварной фланец без выступа имеет наиболее простую конструкцию, изготавливается из стали марок ВСТ3СП2 и ВСТ3СП3 листовой формы и применяется для соединения элементов трубопроводных линий на условное давление от 1 до 25 кгс/см².

При монтаже изделие накручивается на конец трубы и приваривается двумя сварными швами по всей длине окружности трубы.

Наши предложения

осуществляет оптовую продажу всех видов запорной арматуры как в проходном, так и в угловом исполнении. Нашими преимуществами являются невысокая стоимость продукции, а также ее быстрая доставка во все регионы РФ и в страны СНГ. Мы имеем 15 филиалов и 20 складов общей площадью 25 000 м2 в регионах России. Это позволяет нам отправлять продукцию со склада, ближайшего к конечному пункту доставки. Для оформления заказа на оптовую партию трубопроводной арматуры воспользуйтесь сервисами нашего интернет-магазина.

Конструктивные разновидности и принцип работы вентилей

Конструктивно вентиль представляет собой цельный литой или сварной корпус с крышкой и перегородкой посередине. В полости корпуса расположен затворный орган, состоящий из неподвижного элемента — седла и подвижной детали — золотника. Седло находится в средней части перегородки, оснащено пропускным отверстием.

Золотник крепится к шпинделю, проходящему через уплотнитель сальникового или сильфонного типа и крышку к штурвалу. Штурвал может управляться вручную или с помощью электропривода. Для присоединения к линии трубопровода в корпусе имеются входной и выходной патрубки.

В основе его принципа работы лежит передача крутящего момента от штурвала через шпиндель золотнику. Золотник, совершая поступательные движения, доходит до крайнего нижнего положения, где плотно прижимается к седлу и полностью останавливает движение среды.

По конструкции запорного органа вентили различаются на:

1. шаровые поворотные — в них вместо золотника и седла в качестве запорного органа используется седловина с закреплённым в ней затвором в форме шара, имеющего сквозной проход для среды. Шар свободно вращается вокруг своей оси, изменяя положение этого отверстия для пропуска, перекрытия или регулировки интенсивности движения потока рабочего вещества;
2. клиновые — у подвижной детали затвора предусмотрена форма в виде зауженной с одной стороны пластины (клина). Клин перекрывает седло в горизонтальной плоскости параллельно ходу транспортируемого вещества, заставляя его поток совершать двойной изгиб под углом 90º.

Вентили с электрическим приводом

Вентили, оснащённые электроприводом, устанавливаются в системах водоподготовки плавательных бассейнов. При подаче напряжения электрофицированный вентиль срабатывает на открытие или закрытие пропускного отверстия, осуществляет регулировку потока воды, управляет в автоматизированном режиме процессом наполнения и долива воды бассейна.

При отсутствии электроэнергии вентиль может управляться вручную.

Особенности применения клапана 15кч19п

Устанавливается клапан запорно-регулирующий фланцевый в системе в удобном для сантехника месте, которое будет доступно для качественного обслуживания. При монтаже на открытом пространстве должна быть обеспечена защита прибора от осадков и механических ударов. При проведении гидравлических испытаний системы трубопровода вентиль запорный фланцевый 15кч19п необходимо полностью открыть, а в местах соединения клапана и трубы не должно создаваться дополнительное напряжение. При монтаже приборов необходима подтяжка соединений, где размещены прокладки и сальники, чтобы предупредить разгерметизацию трубопровода.

Во время эксплуатации клапан запорный фланцевый 15кч19п требует периодической (1 раз в год) смазки своего шпинделя, подвижной его части антифрикционным составом. Если была нарушена герметичность сальника, а отремонтировать его подтяжкой не удалось, элемент нужно заменить фумом или выполнить набивку АПК-31 ГОСТ 5152-84. Ремонтировать вентиль 15кч19п необходимо, если требуется замена прокладки или сальника. Запрещено устранять дефекты клапанов при наличии в трубопроводе давления. Если вентиль запорный 15кч19п отработал ресурс, его следует демонтировать и отправить на утилизацию. При эксплуатации устройств не допускается применение дополнительных рычагов, должна строго соблюдаться техника безопасности по ГОСТ 12.2.063-81. При транспортировке и хранении клапан запорный 15кч19п должен быть закрытым. В среднем наш вентиль чугунный 15кч19п может нарабатывать 3500 циклов, после чего устройство требуется заменить новым.

Технология изготовления и группы применяемых материалов

Для изготовления узлов и деталей, входящих в состав вентиля, используются различные материалы, которые условно подразделяются на 4 группы:

1. Материалы для изготовления корпуса. Они должны обладать хорошими литейными свойствами, достаточным уровнем прочности и коррозионной стойкостью, подлежать механическим видам обработки. В основном корпус вентиля изготавливается по технологии литья.
2. Материалы для герметизации мест прохода шпинделя через крышку. Прокладки должны быть упругими, термостойкими, влагостойкими, долговечными и недорогими изделиями.
3. Уплотнители в области седла и затвора. Материал для их изготовления также должен обладать упругостью, износостойкостью антифрикционными свойствами.
4. Смазочные материалы, позволяющие снизить коэффициент трения в подвижных узлах вентиля.

В качестве корпусных материалов при изготовлении вентиля чаще всего используют:

• латунь. Это пластичный металл желтого цвета, легко поддающийся механической обработке(шлифовка, полировка и т.д.). Представляет собой сплав чистой меди с небольшим количеством примесей. Из легирующих элементов сплавов можно выделить цинк и олово, которые повышают антикоррозийные свойства и теплопроводность материала. Латунные вентили одни из самых надёжных в работе моделей, но дорогие по цене ;
• чугун. Тяжёлый металл серого цвета, обладающий высокой прочностью, коррозионной стойкостью. Чугунные вентили недорогие, выдерживают температуру среды до 200º, но мало устойчивы к динамическим нагрузкам, поэтому легко могут треснуть от сильного удара по корпусу.
• сталь. Достаточно пластичный материал, легко поддаётся обработке. Корпус стальной арматуры устойчив к механическим воздействиям и сильным ударам. Изделия, для изготовления которых использована высоколегированная сталь (нержавейка) кроме высокой прочности обладают абсолютной устойчивостью к любого вида коррозионных процессов, стойкостью к воздействию высоких температур, долговечностью.

Назначение и применение запорных фланцевых вентилей

Вентиль фланцевый из стали или чугуна в основном применяется для включения потока среды или полного его отключения во время проведения ремонтных работ, переключения отдельных линий и оборудования. Рабочей средой может быть любая жидкость, пар и газообразное вещество.

К преимуществам запорных вентилей можно отнести:

• небольшие геометрические параметры;
• небольшое гидравлическое сопротивление;
• отсутствие застойных зон.

Недостатками являются:

• необходимость в регулярном техобслуживании;
• ограничение в применении по уровню давления в системе;
• низкую износостойкость мест соединения корпуса с трубопроводом.

Принцип работы

Конструкция фланцевого вентиля может быть прямоточной, проходной или угловой. В прямоточных клапанах направление жидкости сохраняется, но шпиндель располагается наклонно к оси прохода, а не перпендикулярно. Конструкция прямоточных вентилей предназначена для уменьшения гидравлического сопротивления, а также для спрямления потока рабочей среды.

У проходных клапанов жидкость на входе и выходе направлена одинаково, но внутри главного цилиндра осуществляет два поворота на 90 градусов. С помощью таких клапанов перекрывается движение жидкостей, у которых высокие температурные показатели и давление. Чрезмерные нагрузки для проходных фланцевых вентилей не представляют никакой опасности, поскольку клапаны способствуют сохранению герметичности. Но внутри подобных конструкций нередко происходит высокое гидравлическое сопротивление, что приводит к тому, что в цилиндре появляются застойные зоны.

С помощью угловых клапанов осуществляется поворот потока жидкости на 90 градусов, а устанавливают их на тех участках, где трубопровод поворачивает. Если сравнивать такой клапан с проходными деталями, то они отличаются меньшим гидравлическим сопротивлением.

Монтаж

При монтаже стального фланцевого вентиля выполняют следующие действия:

• очищают плоскости фланцев от грязи и окалины;
• осматривают резьбу болтов и гаек на наличие участков, повреждённых коррозией. При обнаружении разрушений метизы следует заменить или отремонтировать;
• выполняют удаление заусениц с резьбовых частей;
• у крепёжных изделий смазывают участки резьбы, прилегающие к фланцу или шайбе. Смазка уменьшит коэффициент трения в момент затяжки болтов, сократит количество срывов болта и удлинит срок их службы;

• устанавливают новое уплотнительное кольцо, выравнивая его по центру;
• проверяют соосность фланцев по регламенту ASME B31.3;
• регулируют положение гаек, так чтобы резьба болта на 2-3 витка возвышалась над её верхней поверхностью;
• затягивают болты любым динамометрическим ключом.

Нашли для себя что-то интересное? Подписывайтесь на наш канал и делитесь полезными идеями в социальных сетях.

Устройство

В классическом понимании запорный фланцевый вентиль состоит из корпуса с фланцами и с седлом, шпинделя, бугельного узла, штурвала (маховика). Первый изготавливают из высокоуглеродистой или нержавеющей стали, чугуна, латуни и полимерных композитов.

Бугельный узел — это часть корпуса или ходовая гайка, через резьбы которых шток, вращаясь, перемещает закрепленный на нем рабочий орган (золотник, конус).

Затвор может быть тарельчатым (золотниковым) и коническим. Уплотнительная поверхность тарельчатого затвора может быть плоской или конусной. Для изготовления последней в ней протачивается конусная фаска. Конические уплотнения металл/металл применяют для сред с высокими давлениями и наличием взвешенных частиц.

Плоские уплотнения хорошо работают во всех средах без взвешенных частиц. В седлах таких затворов устанавливают резиновые или полимерные прокладки.

Вентиль запорный 101

Посмотреть

Вентиль запорный 120

Посмотреть

Вентиль запорный 220

Посмотреть Крутящий момент шпинделю сообщает ручной штурвал или механический привод. Шток может перемещаться и под действием электрического, гидравлического, пневматического исполнительного механизма. В этом случае его движения — возвратно-поступательные без ходовой гайки. Такие приводы используются в промышленности.