Трубопроводная арматура – устройства, применяемые для управления потоком вещества с различными физико-химическими свойствами перемещаемого по трубопроводу.

Управление потоками может подразумевать – перекрытие, распределение, сброс, смешивание, фазоразделение. Осуществляется при помощи изменения площади проходного сечения.

Устанавливается на системы, предназначенные для транспортировки воды, пара, газа, топлива, продуктов переработки химической, пищевой и иной промышленности. По функциональным свойствам делится на:

  • запорную;
  • предохранительную;
  • регулирующую;
  • отводную.

Характеризуется двумя главными параметрами – проход и номинальное давление.

Проход (диаметр, номинальный размер) – параметр, используемый в качестве характеристики совместимости с присоединяемыми элементами трубопровода и равен их внутреннему диаметру. Данный параметр указывается в миллиметрах и приводится к ближайшему стандартному значению.

Номинальное давление – параметр, указывающий на максимально допустимое в системе давление, на которое рассчитана арматура.

Виды трубопроводной арматуры

По своему функционалу трубопроводная арматура делится на:

  • запорную – предназначена для перекрытия потока;
  • предохранительную – предназначена для автоматического сброса избытка рабочего потока с целью защиты системы от недопустимого давления;
  • регулирующую – позволяет управлять параметрами рабочего потока при помощи изменения расхода;
  • запорно-регулирующую – выступает функциональным соединением и запорной и регулирующей;
  • обратную – предназначена не допустить обратного движения потока;
  • невозвратно-управляемую – обратная арматура с возможностью принудительного открытия, закрытия или ограничения потока;
  • распределительно-смесительную – используется для распределения или смешивания потоков;
  • дренажная (спускная) – предназначена для сброса из системы рабочего потока;
  • фазоразделительная – арматура, предназначенная для разделения рабочих веществ, находящихся в разных фазовых состояниях;
  • конденсатоотводчик – удаляет из системы конденсат и ограничивает проход пара;
  • защитная (отключающая) – защищает систему от недопустимых или непредусмотренных параметров путем перекрытия потока;
  • редукционная (дроссельная) – повышает гидравлическое сопротивление в проточной части, за счет чего снижает давление в системе;
  • контрольная – позволяет управлять подачей рабочего потока в контрольно-измерительное оборудование.

Основные типы трубопроводной арматуры

По принципу воздействия на рабочий поток трубопроводная арматура делится на следующие типы:

  • кран;
  • клапан;
  • задвижка.

Кран

Запорно-регулирующее устройство с вращающимся запирающим или регулирующим элементом. Характеризуется произвольным расположением по отношению к направлению рабочего потока.

Краны бывают запорные, регулирующие или распределительные. Предназначены для работы с жидкими и газообразными веществами. Могут применяться для работы с вязким жидким материалом. Существуют разработки для систем с сыпучими материалами.

Основные элементы крана – корпус и затвор. Затвор может быть конусообразный, цилиндрический или шарообразный.

В затворе предусмотрено отверстие, через которое проходит контролируемый материал. Интенсивность прохождения рабочего потока регулируется поворотом затвора. Обеспечивая полное раскрытие, полное перекрытие, частичное перекрытие потока. Регулирование потока краном осуществляется плавно – в диапазоне от полного раскрытия до полного перекрытия.

Материалы, используемые при производстве кранов, соответствуют рабочим условиям – агрессивности рабочей среды, материала, параметрам давления внутри системы и т.д. Используются бронза, латунь, чугун, сталь, фарфор, пластмасса и т.д.

Клапан

Арматура, регулирующая или перекрывающая поток, двигаясь по оси его движения. Устройство клапана обеспечивает открытие или закрытие потока при достижении определенных параметров – повышение или понижение давления, смена вектора движения потока и т.д.

Разработано большое конструктивное разнообразие клапанов.

Клапаны бывают односедельные и двухседельные.

  • Односедельные –  используются в системах или участках с невысокими перепадами давления;
  • Двухседельные – используются в качестве распределительной и регулирующей арматуры. Применяются в химической промышленности.

По направлению потока клапаны делятся на следующие типы:

  • проходные;
  • прямоточные;
  • угловые.

Проходные клапаны – поток на выходе из клапана имеет те же параметры что и на входе.

Прямоточные клапаны – вектор потока на входе и выходе соответствуют, но за счет наклонного расположения шпинделя, в сравнении с проходным клапаном, ниже гидравлическое сопротивление.

Угловые клапаны – в них направление потока на выходе перпендикулярно направлению на входе. Устанавливаются на угловых участках системы.

По функциональному назначению клапаны делятся на следующие типы:

  • запорный;
  • обратный;
  • регулирующий;
  • предохранительный.

Запорный клапан – обеспечивает полное перекрытие или раскрытие рабочего потока. (В зависимости от параметров технологического процесса). Обеспечивает герметичность и затвора и системы по отношению внешней среды.

Обратный клапан – обеспечивает техническую возможность движения потока только в одном направлении. Предотвращает возможность обратного движения в случае изменения всех иных факторов, влияющих на вектор движения рабочего потока.

Широко применяются в различных отраслях, при монтаже трубопроводов разного функционального назначения. Бывают подъемные и поворотные.

Подъемный обратный клапан – оснащен диском, открывающим и закрывающим поток при помощи возвратно-поступательного движения.

Поворотный обратный клапан – оснащен затвором, открывающим и закрывающим поток при помощи оборота вокруг своей оси. Ось горизонтальная и располагается выше центра седла клапана.

Вначале всасывающего трубопровода устанавливается приемный обратный клапан – оснащенный сеткой и подъемным запорным элементом.

Регулирующий клапан. Предназначен для регулирования рабочих параметров в системе – давление, уровень, концентрация, температура и т.д. Как правило, оснащен электроприводом. Выступает в качестве исполнительного механизма регулирующей системы, реагирующей на изменение рабочих параметров.

Предохранительный клапан – предназначен для защиты системы от механического разрушения в результате превышения нормы давления. Срабатывает под воздействием растущего давления. При срабатывании выпускает из системы часть жидкого или газообразного вещества.

Задвижка

Трубопроводная арматура с запорным элементом, перемещающимся перпендикулярно направлению рабочего потока.

Перемещение запорного элемента выполняется:

  • вручную, при помощи штурвала;
  • электроприводом;
  • пневмоприводом;
  • гидроприводом.

Данный тип трубопроводной арматуры, как правило, не пригоден для регулирования потока, а используются для его закрытия или раскрытия. (Т.е. функциональны два положения запорного элемента – «закрыто» и «открыто»).

Основным преимуществом данного типа трубопроводной арматуры является его конструктивная простота и невысокое гидравлическое сопротивление. Что обеспечивает их практичность и незаменимость в системах с высоким давлением и скоростью перемещения рабочего потока. (Например, на магистральных трубопроводах).

Шиберная задвижка

В роли запорного элемента выступает клин, рассекающий рабочий поток. Применяется для работы с жидким, вязким и сыпучим материалом. Используется в системах очистки канализационных стоков, целлюлозно-бумажной промышленности и т.д.

Клиновая литая задвижка

Монтируется на трубопроводы с рабочим потоком разных физико-химических свойств. Изготавливается из материалов, устойчивых к воздействию перемещаемых сред. Представляет собой литой корпус и вращающийся, соединенный с клином, шпиндель.

Штампосварная задвижка

Устанавливается на системы, транспортирующие жидкие и газообразные вещества. Корпус и элементы задвижки выполняются из устойчивого к коррозии материала –листовой углеродистой или коррозионностойкой стали. Управление запорным элементом выполняется вручную или при помощи электропривода.