Запорная арматура: классификация, виды и типы

Запорная арматура – это важный компонент инженерных систем и трубопроводов. Она служит для частичного или полного перекрытия потока движущихся жидких и газообразных сред при аварии, подключении новых ветвей к трубопроводу, плановом обслуживании и некоторых других заданиях. К этой группе арматуры относятся клапаны, задвижки, краны, затворы, а также конструкции для дренажа, сброса излишков жидкости или газов, механизмы для отбора проб. Рассмотрим виды запорной арматуры и ее классификацию.

Специфика металлоизделий запорной арматуры

Устройство запорной арматуры таково, что она частично или полностью обеспечивает перекрытие просвета трубы. Это необходимо в следующих случаях:

• регулировка скорости потока;
• разделение сред;
• смешивание жидкостей или газов.

Такие устройства ставят не только в магистральной трубопроводной системе, их можно встретить и в быту. Это вентили радиаторов, краны для подключения сантехники и бытовых приборов (посудомоечная и стиральная машинка).

Назначение запорной арматуры – останавливать или запускать движение сред, распределять и направлять потоки путем частичного или полного уменьшения диаметра участка трубопровода.

Классификация и виды запорной арматуры

Классификация по запорно-регулировочному механизму и его расположению относительно движущейся среды включает в себя следующие типы запорной арматуры

• Задвижка. Довольно простая конструкция, где выдвижной элемент расположен под углом 90° к движению среды.

• Клапан. На приборе установлен затворный или регулировочный механизм, движущийся параллельно направлению жидкости или газа.

• Кран или вентиль. Эти конструкции схожи между собой. Элемент в форме вращающегося вокруг своей оси шарообразного звена или части шара может находиться в любом положении по отношению к движущемуся потоку.

• Дисковый затвор. Деталь, предназначенная для того, чтобы регулировать скорость движения сред или полностью перекрывать поток, выполнена в форме диска. Элемент дисковой формы может располагаться как под углом, так и перпендикулярно относительно движения среды в трубопроводе.

Классификация запорной арматуры по назначению

• Общего назначения. В эту группу входят механизмы, использующиеся для регулировки подачи газа, воды и тепловых сред в отопительных системах. Сюда же относятся и сантехнические приборы, которые используются для перекрытия подачи воды при подключении сантехники и некоторых бытовых приборов.
• Спецустройства для особых условий работы. Их применение необходимо, если происходит перекачка газов и жидкостей при высоких или низких температурах, а также, когда регулируется подача токсичных или радиоактивных сред.
• Целевая. От изделий общего назначения может отличаться одним или несколькими основными параметрами. Применяется на трубопроводах особого назначения, которые по своим техническим характеристикам отличаются от общепринятых стандартов.
• Уникальная. Эти изделия изготавливаются только по спецзаказу и устанавливаются на экспериментальные модели трубопроводов.

Несмотря на некоторые различия в предназначении, все разновидности имеют схожую конструкцию типа задвижки, клапана, вентиля или затвора.

Одним из часто встречающихся классов изделий является запорная арматура для трубопроводов бытового и промышленного назначения. Рядовому гражданину наиболее знакомы краны и вентили, которые встречаются на трубах с горячей и холодной водой, на кухонном трубопроводе подачи газа.

Виды арматуры трубопроводов по способу применения

• Запорная. Как видно из названия, механизмы регулируют подачу жидкой или газообразной среды, частично или полностью перекрывая поток.

• Предохранительная. Предназначена для контроля давления в системе. Если рабочее давление выходит за пределы нормы, то срабатывают предохранительные клапаны, и происходит аварийный сброс среды. Это позволяет снизить показатели до нормальных значений.

• Защитная. Разновидность предохранительных устройств, но механизм действия немного другой. Если предохранительная обеспечивает аварийный сброс во внешнюю среду, то защитная система выравнивает давление внутри трубопровода. Это немаловажно, если в трубах находятся едкие или ядовитые химические составы.

• Регулирующая. Конструкция состоит из разного количества клапанов, которые помогают контролировать и поддерживать давление внутри труб. Только с помощью клапанов сложно обеспечить необходимый контроль, поэтому систему регулировки нередко дополняют разные виды запорной арматуры (задвижки, краны).

• Смесительно-распределительная. Ярким представителям этого вида смесительной арматуры в быту являются смесители в кухне и в ванной. Устройства предназначены для смешивания и/или распределения различных сред.

• Контрольная. Устанавливается на разных видах приборов для измерения параметров находящихся в трубопроводах газов и жидкостей.
• Фазоразделительная. Сложный по конструкции механизм, способный разделять одну среду на несколько разных по составу и свойствам. Примером служат устройства, применяемые при переработке нефти.

На трубах может устанавливаться арматура сразу нескольких типов. Например, при организации дренажной системы ставят одновременно регулирующую и запорную. Первая позволяет поддерживать нужное рабочее давление, а вторая – уменьшать или полностью перекрывать подачу воды.

Также выбор типа арматуры зависит от размера и особенностей работы трубопровода. Используются параллельные, дисковые и клиновые арматурные устройства. Первые ставят, когда среда внутри трубы подается под большим давлением или имеет высокую рабочую температуру. Вторая разновидность предназначена для труб с большим диаметром, а третья устанавливается в канализационных системах.

Важно: Практически вся трубопроводная арматура рассчитана на режим работы в полностью открытом или полностью закрытом положении. Частичное открытие или закрытие ускоряет износ частей. Поэтому важно использовать арматурные конструкции в соответствии с предназначением: регулирующей – устанавливать нужные для среды параметры, запорной – перекрывать и т. д. Можно ставить на трубы 2 и более разновидностей устройств.

Особенности запорной трубопроводной арматуры

Еще один параметр классификации запорной арматуры – способ крепления. Выделяют две больших группы:

• фланцевая;

• межфланцевая.

Стоит подробнее ознакомиться, из чего состоит запорная арматура каждого из видов.

Фланцевая запорная арматура

Элемент имеет фланец, который обеспечивает соединение с участком трубы. Выделяют несколько разновидностей фланцевых креплений:

• овальный;
• треугольный;
• прямоугольный или квадратный.

Фланец может иметь шипы, фаски, выступы, пазы или быть без дополнительных элементов. Конструктивные особенности влияют на сферу применения изделий.

С помощью фланцевых креплений подсоединяют к трубопроводам:

• дисковые затворы;
• обратные клапаны;
• клиновидные задвижки.

Преимущество фланцевой арматуры в простоте монтажа, а также в том, что они значительно облегчают проведение ремонтных работ и техобслуживания. Кроме того, можно несколько раз проводить монтаж и демонтаж элементов.

Наиболее часто используется фланец округлой и прямоугольной формы, треугольник применяется намного реже.

Фланцевые крепления надежны и долговечны. Но для качественной работы и обеспечения герметичности труб нужно регулярно проверять и подтягивать крепежные болты.

Межфланцевая запорная арматура

Большая группа, включающая в себя модели с разнообразным типом крепежа:

• Под фланцы на трубопроводе. Изделие не имеет фланцевого крепления и монтируется к фланцу на трубе с помощью приварки, а также ниппельных, штуцерных или других способов креплений.
• Стяжная. Используется как соединительная арматура частей трубопровода. Устанавливается в промежутке между фланцевыми дисками. Этот вид изделий также называют межфланцевым.

• Муфтовая. На концах корпуса размещены патрубки, имеющие внутреннюю резьбу. Резьбовое соединение значительно ускоряет проведение монтажа. Муфтовое крепление в быту часто можно встретить на разных видах кранов.
• Штуцерная. Похожа на муфтовую, но резьба находится не внутри, а снаружи патрубков.
• Цапковая. На корпусе имеются цилиндрические детали, с помощью которых они подсоединяются к трубопроводу или другим элементам, имеющим специальную нарезку.

• Приварная. Закрепляется с помощью сварки. Часто на краях входных и выходных отверстий имеются небольшие расширения или отводы, облегчающие проведение сварных работ.

Приварная запорная арматура прочно скрепляется сварным швом. Демонтировать ее можно только с помощью инструментов для резки металла. Другие виды бесфланцевых креплений относятся к разъемным. При демонтаже резьба раскручивается. Если необходимо, арматурный элемент можно снять для проведения ремонтных или обслуживающих работ, а затем установить повторно на прежнее место.

Фланцевая и бесфланцевая запорная арматура изготавливается из сплавов металлов или из пластика. Если необходимо высокое качество и надежность, то следует выбирать изделия из стали или чугуна, но они стоят дороже.

Бюджетный вариант – латунь. Именно латунные запорные механизмы чаще всего встречаются для регулировки бытовых трубопроводов. Несколько реже используют алюминиевые запоры на трубах. Эта группа отличается хорошим качеством и доступной стоимостью.

Самая дешевая запорная арматура изготавливается из пластика. Она довольно прочна, не подвержена коррозии, но имеет ограниченную сферу применения.

Выбор и монтаж запорной арматуры для трубопроводов

Если посмотреть описание запорной арматуры и ее классификацию, то видно, что выпускается большой ассортимент разнообразных конструкций. Чтобы выбрать изделие с оптимальными рабочими параметрами, нужно учесть следующие характеристики:

• Предназначение трубопровода. Каждая система имеет свои особенности конструкции, поэтому нужно подобрать тип запора с учетом всех нюансов. Как правило, производители запорной арматуры в перечне характеристик указывают, для каких трубопроводных магистралей предназначено изделие.
• Параметры. Нужно учесть вес устройства, габариты, метод крепежа и другие характеристики. В местах крепления должно быть полное совпадение трубы и выхода корпуса запорной арматуры. Квадратное соединяется с квадратным, круглое – с круглым. Также соединяемые места должны быть одинакового размера. Это обеспечит полную герметичность стыков.
• Транспортируемая среда. Выпускаются разные виды запорных механизмов: общего назначения, для агрессивных жидкостей и газов, для подачи сред под давлением.

Дополнительно следует подобрать конструкцию корпуса. Есть несколько видов с разной пропускной способностью:

• Многоходовая. Смешивает или разделяет среды, имеет более двух патрубков.
• Трехходовая. Разновидность многоходовой, имеет два входных и один выходной патрубок или наоборот.

• Переключающая. Еще одна трехходовая конструкция, которая дополнительно оснащена предохранительными клапанами.

• Зауженная. Диаметр отверстия корпуса меньше, чем размеры патрубков. Почти все краны и вентили имеют внутренний просвет чуть меньше, чем подсоединяемые к патрубкам трубы.

• Проходная. Дополнительные отводы взаимно параллельны или располагаются на одной оси друг с другом.

• Прямоточная. Оси располагаются под углом 45° друг к другу. Монтируется для уменьшения гидравлического соединения.

• Полнопроходная. Отверстие в корпусе такое же или чуть больше, чем диаметр трубы.

• Угловая. Патрубки находятся в разных плоскостях или перпендикулярно. Монтируется в местах поворота трубопровода.

Также могут использоваться запорные устройства с аксиальным клапаном. Их особенность в том, что клапан передвигается по оси присоединительных отводов на корпусе.

Запорная арматура трубопровода устанавливается в несколько этапов и важно соблюдать все шаги представленной инструкции:

• Отключение участка трубопровода. Перед началом работы перекрыть подачу среды: труба должна быть пустой.
• Демонтаж старого элемента (если необходимо). Этот этап не нужен, если собирается новая ветка трубопровода.
• Подготовка элементов к монтажу. Если это сварка, то стыки должны быть ровными и чистыми. При монтаже разъемных конструкций потребуется очистить места соединений, подготовить прокладки, болты и другие элементы для обеспечения герметичности создаваемого соединения. Нужно заранее подготовить все необходимое для установки, чтобы не отвлекаться в процессе работы.
• Установить запорный механизм на предназначенное место и надежно зафиксировать. Все работы проводить только при открытом на корпусе затворе.
• Поставить опорные стойки для поддержки узла. Это необходимо, если конструкция имеет большой вес и размер. Мелкие детали монтируются на трубы без дополнительных опорных креплений.
• Пустить жидкость или газ по трубе, наблюдая, нет ли протечки в месте креплений запорного устройства. Если выступают капли жидкости или есть признаки, что газ просачивается, следует перекрыть поток. После этого обеспечить полную герметичность стыка с помощью дополнительного сварного шва, прокладок, герметика и других средств (выбор зависит от способа крепления к трубам).

Если используется фланцевая арматура, то необходимо после установки проверить, насколько равномерно затянуты болты. Это можно сделать с помощью специализированного оборудования.

При установке запорных устройств важно учитывать направление движения основного потока. Оно обычно указывается стрелкой на корпусе. Если указателя нет, то нужно посмотреть в инструкции, какими метками обозначено направление, и другие рекомендации по крепежу.

Установка правильно подобранной запорной арматуры обеспечит функциональность и производительность трубопровода. Несмотря на кажущуюся простоту установки запоров на трубы, монтаж требует определенных навыков. Ошибки при креплении могут нарушить работу системы, стать причиной утечки сред или привести к другим последствиям. Если нет опыта подобного вида работ, лучше поручить монтаж запорной арматуры опытному мастеру.