Фланцевые задвижки что это
Задвижки
Назначение
Задвижки – тип трубопроводной арматуры с запирающим (регулирующим) элементом, который перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Задвижки – арматура двухпозиционного действия. Они могут применяться только для включения или отключения трубопроводов. Использование задвижек в качестве регулирующих устройств запрещается.
Устанавливаются задвижки как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах. Задвижки со встроенным электроприводом целесообразно устанавливать на горизонтальных участках трубопроводов шпинделем вверх. В местах установки задвижек должен быть обеспечен свободный доступ для их обслуживания и ремонта без вырезки из трубопровода, для монтажа и демонтажа.
Выпускаются задвижки с затворами клинового и параллельного типа. В основном задвижки оснащены затворами клинового типа. Особенностью задвижек данного типа является зависимость усилия прижатия рабочих поверхностей затвора к рабочим поверхностям седел от усилия на приводе.
Характеристики и требования
Материал уплотнительных поверхностей деталей узла затвора должен обладать износостойкостью, обеспечивающей ресурсные показатели надежности задвижек. Скорость коррозии материала уплотнительных поверхностей деталей узла затвора – не более 0,05 мм/год. Если материал седел корпуса и контактирующих с ними деталей узла затвора не обеспечивает указанную скорость коррозии и требуемую износостойкость, то в стандартах (ТУ, КД) на конкретные задвижки предусматривают наплавку уплотнительных поверхностей коррозионно-стойкими износостойкими сплавами.
Седла задвижек допускается выполнять в соответствии со стандартами (ТУ, КД) на конкретные задвижки либо вместе с корпусом, либо вставными (с креплением на резьбе, запрессовкой, сваркой и другими методами).
Затяжку резьбовых соединений задвижек проводят стандартным или указанным в ТК, КД на конкретную задвижку специальным инструментом без применения удлинителей. Конструктивно обеспечивают выступание концов болтов и шпилек из гаек не менее чем на один шаг резьбы.
Срезы соседних колец сальниковой набивки смещают при сборке на угол 90° ± 5°.
Конструкция задвижки должна обеспечивать блокировку одновременной работы привода и ручного дублера.
Классификация
По типу затвора
Задвижки подразделяют по типу затвора:
По типу уплотнения
Задвижки подразделяют по типу уплотнения подвижных элементов относительно внешней среды:
По типу присоединения
Задвижки подразделяют по типу присоединения к трубопроводу:
По типу проточной части
Задвижки подразделяют по типу конструкции проточной части корпуса:
По типу уплотнения неподвижных элементов
Задвижки подразделяют по типу уплотнения неподвижных элементов:
По типу управления
Задвижки подразделяют по типу управления:
Тип шпинделя
По типу шпинделя: с выдвижным шпинделем, невыдвижным шпинделем;
Положение запирающего элемента
По исходному положению запирающего элемента задвижек с автоматическим управлением: нормально открытые – управляющая среда закрывает; нормально закрытые – управляющая среда открывает;
Тип передачи усилия
По типу передачи усилия управления от элемента управления к задвижке: с приводом вращательного типа, с приводом поступательного типа.
Направление подачи среды
Направлению подачи управляющей среды в привод задвижки:
а) с односторонним направлением (на открытие или на закрытие);
б) с двусторонним направлением (попеременно, на открытие и на закрытие или наоборот);
Конструкция
Схема
Конструкция задвижки состоит из корпуса и крышки, образующих полость, в которой находится рабочая среда под давлением и внутри которой помещен затвор (на чертеже он клиновой). Корпус имеет два конца для присоединения задвижки к трубопроводу (применяются присоединительные концы фланцевые и под приварку).
Внутри корпуса расположены, как правило, два седла, параллельно или под углом друг к другу (см рис.13), к их уплотнительным поверхностям в положении «закрыто» прижимаются уплотнительные поверхности затвора. Затвор перемещается в плоскости, перпендикулярной оси прохода среды через корпус, при помощи шпинделя или штока. Шпиндель с ходовой гайкой образует резьбовую пару, которая при вращении одного из этих элементов обеспечивает перемещение затвора в нужном направлении. Такое решение наиболее распространено, и применяется при управлении вручную или электроприводом.
Седло
Для задвижек из углеродистой стали седла изготавливаются из материала с высокой плотностью, обладающего хорошей уплотнительной способностью. В качестве материала для уплотнительных поверхностей используется сталь с 13% содержанием хрома или сверхтвердые сплавы, наплавляемый на уплотнительную поверхность.
Седла могут вворачиваться или ввариваться в корпус задвижки, либо производится наплавка коррозионно-стойкого уплотнения непосредственно в сам корпус. Выдвижной шпиндель и клин задвижек соединяются Т-образным пазом. Верхняя часть паза плотно сопрягается со шпинделем для обеспечения надежного и прочного соединения. Упругая конструкция клина позволяет избежать спаек с седлами, возникающими при возрастании температуры.
Сальниковое уплотнение
Конструкция камеры сальникового уплотнения предохраняет набивку сальника от воздействия рабочей среды, когда клин поднят в верхнее положение. Сальниковая набивка изготавливается из терморасширенного графита, имеющего хорошую уплотнительную способность и стойкость при высоких температурах. При обтяжке сальникового уплотнения фланец и втулка сальника центруют шпиндель и предотвращает его от заедания во время движения. Собранная крышка крепится на корпусе задвижки при помощи шпилек с навернутыми на них шестигранными гайками. Герметичность данного соединения достигается при помощи установки прокладки, состоящей из терморасширенного графита и нержавеющей стали.
Сальниковое уплотнение
Бугельный узел
Конструкция бугельного узла позволяет надежно закрепить втулку шпинделя, изготовленную из латуни и установленную на опорных подшипниках. Применение опорных подшипников значительно снижает крутящий момент на шпинделе при операциях открытия-закрытия и увеличивает срок службы втулки.
Наиболее распространенной является конструкция, в которой гайка представляет собой полый цилиндр с внутренней трапецеидальной и наружной метрической резьбой. С помощью наружной резьбы гайка ввинчивается в перемычку бугеля и стопорится винтом, завинчиваемым в «полтела» одновременно в гайку и в бугель. В клиновых задвижках при некоррозионной среде ходовая гайка устанавливается в гнезде клина. В клиновых задвижках больших диаметров прохода с целью экономии цветного металла гайка из латуни ввинчивается в обойму, изготовленную из черного металла. Гайки, расположенные внутри полости арматуры, находятся в среде, что является эксплуатацией в тяжелых условиях и приводит к сравнительно быстрому износу и выходу из строя. Замена их затруднительна, поэтому их применение ограничено.
При конструировании узлов невращаемой ходовой гайки направление резьбы выбирается таким образом, чтобы закрывание арматуры происходило при вращении маховика по часовой стрелке. Это правило предусмотрено требованиями Госгортехнадзора.
Материальное исполнение
Основные материальные исполнения: углеродистая, легированная холодостойкая, жаростойкая нержавеющая, нержавеющая сталь со специальными свойствами и другое.
Монтаж
Проверить работоспособность задвижки:
установить на задвижку электропривод, настройить муфту ограничения крутящего момента в соответствии с величиной, указанной в данном паспорте;
выполнить два полных цикла ОТКРЫТО-ЗАКРЫТО, при этом отключение электропривода должно производиться:
1)в нижнем положении – от срабатывания выключателя муфты ограничения крутящего момента;
2)в верхнем положении – от срабатывания конечного выключателя при недоходе бурта шпинделя до упора в верхнее уплотнение от 7 до 16 мм – в зависимости от типоразмера задвижки.
В случае преждевременного срабатывания муфты ограничения крутящего момента, операцию по настройке ее выключателей следует повторить.
ПОРЯДОК МОНТАЖА
Задвижка должна быть установлена на бетонном фундаменте, исключающем воздействие ее веса на трубопровод.
Установочное положение задвижки на трубопроводе – вертикальное, электроприводом вверх с допускаемым отклонением до 3 градусов. Положение клина при приварке задвижки – ЗАКРЫТО. Приварку патрубков (ответных фланцев) задвижки к трубопроводу и контроль сварного шва произведите в соответствии с правилами, действующими на строящемся объекте (ВСН 012-88 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов», РД 153-006-02 «Инструкция по технологии сварки при строительстве и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов»).
При монтаже задвижки на трубопровод патрубки (или ответные фланцы) должны быть установлены без перекосов, а отверстия под крепеж должны совпадать с отверстиями на фланцах задвижки.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ УСТРАНЯТЬ ПЕРЕКОСЫ ТРУБОПРОВОДА ЗА СЧЕТ НАТЯГА (ДЕФОРМАЦИИ) ПАТРУБКОВ ЗАДВИЖКИ.
Выполните два полных цикла ОТКРЫТО-ЗАКРЫТО с отключением электропривода в крайних положениях от срабатывания выключателей.
Для удаления воздуха используйте «воздушную» пробку.
Маркировка
Фактическое значение углеродного эквивалента «Сэ» материала корпуса (на внутренней поверхности одного из патрубков или ответного фланца).
Задвижка поставляется одним грузовым местом, в горизонтальном положении на поддонах с закрытыми заглушками проходными отверстиями патрубков.
При поставке задвижки в комплекте с электроприводом отгрузка производится двумя грузовыми местами.
Ответные фланцы (для исполнений с ответными фланцами) отгружаются в сборе с задвижкой.
Преимущества
Задвижки имеют следующие преимущества:
Фланцевые задвижки что это
В настоящей статье говорится о задвижках клиновых фланцевых, их характеристике, принципе работы, а главное, о применении этих изделий на разных трубопроводах:
Задвижки клиновые фланцевые востребованы в коммуникациях промышленного производства на водяных, нефтяных, и газовых трубопроводах. Они являются незаменимой частью любого трубопровода, где необходимо перекрывать участок или полностью всю трубу. Эти элементы запорной арматуры не являются сложными по конструкции, у них длительные сроки эксплуатации (до 50 лет). Для безопасной эксплуатации трубопровода, они устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы оперативно можно было перекрыть трубу в случае аварии или ремонта.
Содержание
Фланцевые задвижки
В зависимости от вида трубопровода, применяется соответствующая запорная арматура. Очевидно, что спектр применяемых задвижек здесь широк. Фланцевые задвижки нашли широкое применение во всех сферах народного хозяйства:
Устройства фланцевых задвижек
Несмотря на простоту, фланцевые клиновые задвижки обладают высокой эффективностью в ряду запорной арматуры. В зависимости от запирающего элемента определяется вид клиновой задвижки. Задвижка фланцевая получила свое название из-за своего исполнения: по бокам её находятся фланцевые диски, которые сопрягаются с такими же дисками на трубе.
У фланцев на задвижке и на трубе, диаметр и отверстия должны строго соответствовать, иначе их не соединить. Между фланцами обязательно устанавливается прокладка из паронита, резины или резинового кольца в зависимости от среды, находящейся внутри трубы. Такое исполнение клиновой задвижки делает её быстросъемной, что немаловажно при ремонте.
По устройству гайки клиновые изделия делятся на 2 категории: с выдвижной и неподвижной гайкой.
То есть, в первом варианте, при открывании или закрывании вентиля гайка двигается поступательно. Во втором варианте гайка остается на месте, а выдвигается винт. Во второй категории клиновые задвижки занимают меньше места и их используют при движении нефтепродуктов и других жидкостей, не вызывающих коррозию металла. В основном используются клиновые изделия с выдвижной гайкой.
По методу закрывания устройства делятся на задвижки:
Особенности конструкции и применение задвижек
Наряду с этим устройства подразделяются по конструкции исполнения. Бывают шаровые, шиберные и клиновые задвижки. Последние являются самыми популярными и востребованными в линейке запорной арматуры.
Задвижки фланцевые изготавливаются в двух вариантах,- это клиновые и параллельные устройства.
Фланцевые клиновые задвижки
У клиновых фланцевых устройств запирающий механизм двигается под углом в 90 градусов к потоку. Уплотнительные прокладки в них устанавливаются под определенным углом друг к другу. Обычно, такие задвижки используют при перемещении в трубах воды, газа, нефтяных продуктов. Сам клин может быть цельнолитым, металлическим с резиновым покрытием или же сделанным из двух жестких дисков из легированной стали. В результате такой сборки, можно менять сальниковую набивку, не перекрывая трубу. Однако при эксплуатации таких изделий, иногда происходит заклинивание запирающего устройства от разницы температур, или от повреждения прокладки.
Клинкетная задвижка
Клинкетная задвижка внутри имеет 2 диска, жестко соединенных друг с другом. Подобная конструкция надежная, она не заклинивает при движении, резиновые прокладки изнашиваются минимально, а управлять задвижкой намного легче. Такие задвижки наиболее распространены в трубопроводах на кораблях, из-за вредного действия морской соли.
При параллельном исполнении поверхности располагаются параллельно относительно друг друга. Также их подразделяют на задвижки: однодисковые (шиберные); двухдисковые задвижки.
Шиберные клиновые задвижки
Шиберные задвижки применяют при направлении среды в одном направлении. Из-за простой конфигурации они не могут герметично обеспечить максимальное перекрытие, но зато они ремонтно пригодны. Это дает возможность использования их в среде, где присутствуют механические частицы, а именно в канализационных системах.
Клиновые задвижки с шаровым запирающим механизмом
Устройства с шаровым механизмом аналогичны по конструкции с бытовыми кранами. Наиболее востребованными являются модели Ду50 из-за невысокой стоимости. Изделия Ду100 снабжены технологическими дисками, которые прижимаются пружинами и применяются больше в газовой отрасли.
Фланцевые устройства шлангового вида
Задвижки шлангового вида принципиально отличаются от своих аналогов: у них нет посадочных седел. Жидкость циркулирует по шлангу, который при необходимости пережимается затвором. Такие конструкции устройств используются, когда агрессивная перемещающаяся среда и её нужно полностью изолировать от корпуса задвижки во избежание коррозии. Подобные изделия применяются в химической отрасли для перемещения агрессивных жидкостей при высокой температуре около 100 градусов и давлении до 1,6 МПа.
Преимущества и недостатки клиновых задвижек
Среди основных достоинств, следует выделить:
Есть у изделий и недостатки, главным из них является большая габаритная высота устройства. Особенно это относится к задвижкам с выдвижным штоком. Ведь в них ход винта должен равняться высоте самой задвижки. Также минусом считается износ резиновых уплотнителей, что происходит в результате длительного открытия вентиля изделия. И в третьих, при ручном открытии затрачивается много времени для полного выдвижения запирающего устройства.
Что такое фланец задвижки
Из общей массы трубопроводной арматуры, которая эксплуатируется предприятиями, выделяется задвижка. Она выполняет запорную функцию по полному перекрытию потока вещества по трубе. Но чтобы задвижка работала «как следует», надо правильно ее установить. В этом обзоре разберем:
Процесс монтажа не занимает много времени (если соблюдать правильную последовательность работ), но от него зависит то, насколько эксплуатация магистрали будет безопасной и безаварийной.
Из чего состоит задвижка?
Рассмотрим по элементам модель 30с41нж.
На рисунке представлена стальная задвижка, уплотнительные поверхности клина которой выполнены из нержавеющей стали.
Маркировка этой модели обозначает (в соответствии с таблицей фигур):
На рисунке 1 изображена задвижка, укомплектованная двумя парами фланцев. Одна пара соединяет корпус и крышку, а вторая – патрубки с трубопроводом. Фланцевое соединение с трубопроводом также уплотняется прокладкой.
Для чего нужен фланец?
Фланец – это плоский крепежный элемент, служащий для прочного и герметичного соединения. В зависимости от назначения, он может быть квадратным или круглым.
Для трубопроводной арматуры применяются круглые фланцы, торцевые плоскости которых изготавливают определенной формы со специальными проточками. За счет формы и наличия проточек, определяются эксплуатационные характеристики задвижки.
К примеру, 30с41нж предназначена для работы в температурном режиме до +425 0 C, с максимальным давлением до 16 атмосфер. Фланцы этой модели должны обеспечивать нормальную работу задвижки в этих диапазонах.
Фланцевое соединение в задвижке используется в 2 местах:
Также фланец устанавливают на задвижки с электрическим приводом вращательного действия (под электропривод). Номер по таблице фигур таких моделей дополняется цифрой 9. Например, 30с941нж, 30с964нж, 30с927нж, 30ч906бр.
Фланец в этом случае является переходной площадкой. Он может быть как круглой, так и квадратной формы.
Для точного совпадения проточек на плоскости и соприкосновения ответных фланцев, их изготавливают по стандартам, принятым на государственном уровне (ГОСТы, ОСТы, ИСО).
Типы фланцев
Для нужд трубопроводной отрасли разработаны отдельные стандарты, регламентирующие:
и исполнения уплотнителей (металл по металлу) фланцев.
При изготовлении литых задвижек (30ч39р), их корпуса комплектуются фланцем 21 типа (отливаются в одной форме с корпусом). 21 тип применяется исключительно для корпусных деталей. Отдельно такие фланцы не делают.
Также фланцы отличаются уплотнительными поверхностями.
Для каждого типа уплотнителя применяют разные прокладки. Например, для типов А, B, F, E используют резиновую или паронитовую прокладку. А вот для типов L и M применяют фторопластовые прокладки.
Фторопласт – содержащие фтор полимеры. Одним из разновидностей фторопласта является тефлон.
Фланцы подвида K и J применяют с линзовой и прокладкой овального сечения соответственно.
Выбор типа фланцевого соединения зависит от параметров рабочей среды (тип среды, температура и давление). Дело в том, что от уплотнителя зависит степень герметичности задвижки.
Методы изготовления фланцев
Металлургические заводы применяют несколько способов изготовления фланцев.
1. Штампование в закрытом штампе.
2. Ковка с укладкой на кольцо.
3. Электрошлаковая отливка.
Также применяют плазменную вырезку из цельного листа и производство из колец раскатных. Для фланцевого соединения с диаметром условного прохода до 700мм используют штамповку. Для магистралей большего диаметра – электрошлаковая отливка или резка из колец раскатных.
Электрошлаковая отливка – литье в форму с использованием защиты расплава от воздуха. В качестве защитного слоя применяют шлаковую ванну, через которую (для нагрева) проходит электроток.
Фланцы стальных задвижек могут изготавливать и отдельно от корпусных деталей по одному из типов (в строгом соответствии с ГОСТом 33259-2015). Их отливают из сталей, марок 20Л, 25Л и 35Л. Для арматуры, выполненной из нержавеющей стали, фланцы отливают из сплавов AISI 304.
После отливки, заготовки обрабатывают на станках. Поэтапно производят:
После окончательной обработки, фланец подвергают ультразвуковому контролю и контролю на шероховатость поверхности.
Для задвижки 30ч6бр, корпус которой отлит из чугуна, фланцевое соединение изготавливают аналогичным способом (литье). Дело в том, что чугун – хрупкий металл, который не любит резких перепадов температуры. Поэтому сварочные работы стараются минимизировать.
При необходимости приварки чугунного фланца, свариваемые поверхности предварительно нагревают. После окончания сварки, принимают меры по защите шва от резкого перепада температуры (быстрого охлаждения).
Фланцевое крепление привода
Установка электропривода на арматуру позволяет дистанционно управлять работой трубопроводной магистрали. Кроме того, такие задвижки включают в диспетчерское управление. Это значит, что участки трубопроводной магистрали делят на посты, управление которыми производят с единого диспетчерского пульта.
Электроприводом комплектуют чугунную задвижку 30ч6бр. В маркировке при этом добавляется цифра «9» – 30ч906бр.
Обозначение «бр» указывает на материал уплотнительных колец затвора. Бр – латунь ЛС59-1. Эксплуатационные показатели для латунного уплотнителя:
Чугунные фланцы корпуса делают соответствующего эксплуатационным показателям типа.
А вот фланцевое соединение электропривода со шпинделем регламентируется другими нормативными документами, нежели корпусных деталей. Для переходной площадки с многооборотным приводом – стандарт ИСО 5210; для неполноповоротных – ИСО 5211.
Многооборотный привод – вал совершает минимум один полный оборот. Такой привод способен работать при нагрузке на ось.
Неполноповоротный – вал вращается менее чем на один оборот. В этом случае осевая нагрузка не допускается.
Тип ответного присоединения арматуры зависит от модели задвижки, диаметра ее условного прохода и характеристик рабочей среды.
Эксплуатация фланцевого соединения
Фланцевый крепеж универсален. Арматуру, присоединенную к трубе таким методом, в любой момент можно демонтировать для проведения обслуживания. А вот еще какие достоинства у этого крепления.
1. Время установки арматуры на трубу сокращается (по сравнению с приварным соединением).
2. При установке в строго горизонтальном или вертикальном положении не нужно использовать дополнительное оборудование, так как фланцевое соединение имеет проточки «шип-паз».
3. Разборная конструкция позволяет менять прокладку неограниченное количество раз.
4. При заклинивании затвора в нижнем положении, крышку легко можно снять и провести восстановительные работы.
5. Быстрая замена арматуры после ее износа.
Единственный минус фланцевого крепления – при его затяжке надо использовать динамометрический ключ с выставлением необходимого крутящего момента.
Можно затянуть и без ключа. Но тогда нет гарантии, что работник дотянет болты, либо наоборот – произойдет перетяжка с возможной деформацией поверхностей и болтов.
Правила монтажа
Для долговечной и бесперебойной работы задвижки, укомплектованной фланцевым соединением к трубе, надо правильно установить ее. Для этого, соблюдаем следующие рекомендации.
1. Перед монтажом проверьте комплектность фланцевого соединения. Проверяется соответствие болтов, шайб и гаек, а также ответного фланца.
2. Задвижку надо подвешивать за присоединительные патрубки.
3. Подвод задвижки к трубе осуществлять без соударений, плавно.
4. Установку всех болтов производить без затяжки.
5. После установки болтов, затяжку производить динамометрическим ключом «крест-накрест».
6. По окончании монтажа провести гидравлические испытания.
При проведении гидравлических испытаний проверяют фланцевое соединение корпуса с крышкой, а также патрубков с магистралью. Давление в системе при испытаниях должно соответствовать 1,1 PN (110% от указанного в паспорте номинального давления ).
В процессе эксплуатации фланцевое соединение надо периодически (устанавливается владельцем) осматривать. При появлении течи, надо затянуть болты. Если устранить течь не удалось, тогда задвижка демонтируется, а прокладку фланца меняют на новую.