Запорная арматура — один из самых востребованных видов трубопроводного оборудования. Она применяется в жилищно-коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях, в нефтегазовой отрасли, энергетике и химической промышленности. Настоящее пособие поможет разобраться в назначении, классификации, правилах выбора, монтажа и эксплуатации запорной арматуры.
Назначение запорной арматуры
Запорная арматура предназначена для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе и его последующего возобновления. В отличие от регулирующей арматуры, она не рассчитана на дросселирование потока и должна работать в двух положениях: «открыто» или «закрыто».
Элементы запорной арматуры используются в инженерных системах общетехнического назначения и для работы в специальных условиях. Допускается монтаж на трубопроводы со следующими типами рабочей среды:
- вода (холодная и горячая);
- пар;
- природный и сжиженный газ;
- нефть и нефтепродукты;
- агрессивные и химически активные среды (при соответствующем исполнении);
- воздух и инертные газы.
Основные виды запорной арматуры
Задвижки
Запорный элемент перемещается перпендикулярно оси потока. Задвижки обеспечивают минимальное гидравлическое сопротивление в открытом положении и применяются на трубопроводах больших диаметров. Недостатки, большая строительная высота и длительное время срабатывания.
Краны (шаровые, пробковые)
Запорный элемент поворачивается вокруг своей оси. Шаровые краны отличаются быстрым срабатыванием (поворот на 90°), высокой герметичностью и долговечностью. Широко применяются в бытовых и промышленных системах, в т.ч. на газопроводах.
Вентили (запорные клапаны)
Запорный элемент перемещается параллельно оси потока. Обеспечивают надежную герметичность, но создают повышенное гидравлическое сопротивление. Применяются для сред с высоким давлением и температурой.
Затворы дисковые
Компактные и легкие устройства с поворотным диском. Используются на трубопроводах больших диаметров, где важны малые габариты и масса арматуры.
Требования к запорной арматуре
Как подчеркивает Д. Ф. Гуревич в справочном пособии «Трубопроводная арматура», выбор и эксплуатация арматуры требуют особого внимания к материалам, механическим свойствам и условиям работы, что напрямую влияет на надежность и долговечность оборудования.
Запорная арматура на магистральных газопроводах должна соответствовать следующим требованиям:
- полная герметичность затвора относительно рабочей среды;
- герметичность относительно внешней среды;
- надежность и долговечность в заданных условиях эксплуатации;
- минимальное гидравлическое сопротивление;
- малое время срабатывания;
- возможность автоматизации управления;
- ремонтопригодность.
Особое внимание уделяется совместимости: запорная арматура должна соответствовать размеру, форме и материалу труб и фитингов. Правильная маркировка является залогом безопасности при выборе оборудования для конкретных условий эксплуатации.
Правила выбора запорной арматуры
Выбор вида трубопроводной арматуры зависит от особенностей среды, диаметра трубопровода и условий эксплуатации. При подборе необходимо учитывать:
- условный диаметр (Ду/DN), должен соответствовать диаметру трубопровода;
- условное давление (Ру/PN) — не ниже рабочего давления в системе;
- температуру рабочей среды — например, чугунная арматура для газовых трубопроводов эксплуатируется при температуре не выше +50 °C;
- материал корпуса — чугун, сталь, нержавеющая сталь, латунь, полимеры;
- тип присоединения, фланцевое, муфтовое, сварное, цапковое;
- тип управления — ручное, электропривод, пневмопривод, гидропривод.
Монтаж запорной арматуры
Правильный монтаж запорной арматуры критически важен для ее эффективной работы. Несмотря на кажущуюся простоту установки, существует ряд правил, нуждающихся в строгом соблюдении.
Подготовка к монтажу
- Снять транспортировочную упаковку и заглушки.
- Изучить маркировку и паспорт изделия, проверить соответствие проектным требованиям.
- Провести внешний осмотр на предмет дефектов (трещин, сколов, повреждений уплотнений).
- Очистить изделие щеткой, водой или паром от загрязнений и консервационной смазки.
- Проверить легкость хода запорного органа.
Основные правила установки
- Монтаж производится с предварительным переведением запорной арматуры в открытое положение (для защиты уплотнительных поверхностей при сварке).
- Запорная арматура, как правило, монтируется в любом положении, если иное не указано в паспорте изделия.
- Необходимо учитывать направление потока среды, указанное стрелкой на корпусе (для вентилей).
- Для арматуры с Ду выше 500 мм необходимы грузоподъемные механизмы — тали, лебедки либо краны.
- Фланцевые соединения затягиваются равномерно, крест-накрест, с применением прокладок, соответствующих рабочей среде.
- Запрещается использовать арматуру для выравнивания несоосности трубопровода.
Врезка в существующий трубопровод
Как правило, эти операции связаны с остановкой работы системы. Необходимо обеспечить перекрытие потока среды на время монтажа и отключение производственного оборудования. После завершения работ проводится проверка герметичности соединений.
Эксплуатация и техническое обслуживание
Эксплуатация запорной арматуры начинается с правильного монтажа на трубопровод и его подготовки. Жизненный цикл арматуры включает следующие этапы:
- входной контроль поступающей в эксплуатацию арматуры;
- временное хранение;
- монтаж в технологической системе трубопровода или аппарата;
- наладка и ввод в эксплуатацию;
- эксплуатация, техническое и сервисное обслуживание;
- ремонт и вывод из эксплуатации.
Основные правила эксплуатации
- Использовать арматуру строго по назначению и в пределах параметров, указанных в паспорте.
- Не применять запорную арматуру в качестве регулирующей (кроме специальных конструкций).
- Периодически проверять герметичность сальниковых и фланцевых соединений.
- Проводить плановые осмотры и техническое обслуживание в соответствии с графиком.
- Не допускать превышения рабочего давления и температуры.
Типичные неисправности
- утечка через сальниковое уплотнение — устраняется подтяжкой или заменой набивки;
- неплотное закрытие затвора, загрязнение или износ уплотнительных поверхностей;
- заедание штока — коррозия, недостаток смазки, деформация;
- утечка через фланцевые соединения — ослабление затяжки или износ прокладки.
Качественная запорная арматура служит на протяжении всего срока эксплуатации, указанного в паспорте изделия, не требуя частого обслуживания или замены — при условии соблюдения правил монтажа и эксплуатации.
Запорная арматура — ответственный элемент любой трубопроводной системы. Надежность ее работы определяеться тремя факторами: правильным выбором с учетом параметров рабочей среды, грамотным монтажом с соблюдением всех технологических требований и регулярным техническим обслуживанием. Следование рекомендациям настоящего пособия и нормативных документов (ГОСТ, межгосударственные стандарты) обеспечит безопасную и долговечную работу трубопроводных систем.