Cложные элементы трубопроводных систем

Трубопроводная арматура играет ключевую роль в монтаже и безопасной эксплуатации трубопроводов. Для каждой системы предусмотрены соответствующие виды и типы этих устройств.

Трубопровод – это технологически сложная система для транспортировки как жидких, так и газообразных веществ. Движение содержимого в трубах осуществляется за счет разницы давления на разных участках системы. Для регулировки давления и направления потоков используются специальные устройства, называемые трубопроводной арматурой.

Виды и типы арматуры

Промышленная трубопроводная арматура выпускается в соответствии с ГОСТ 12.2.063-2015 и классифицируется по различным признакам:

• По области применения. Различают общепромышленную, судовую, фонтанную, сантехническую арматуру. Отдельно выделяют устройства и приборы для опасных объектов, применяемую в трубопроводах с опасными веществами, а также при высокой температуре свыше 115®С.
• По способу присоединения к трубопроводу. Чаще всего используется арматура трубопроводная фланцевая. Реже используются сварные, муфтовые и штуцерные приборы.
• По способу управления устройствами. Задвижки, клапаны и краны могут управляться вручную, а также механически или автоматически. Механически работа регулирующих узлов может осуществляться при помощи электрического, пневматического или гидравлического привода.
• По выполняемому функционалу устройств. Такая классификация в первую очередь определяет выбор арматуры, которую необходимо купить для монтажа трубопровода.

Запорная арматура

Это самая массовая категория промышленной трубопроводной арматуры, на долю которой приходится до 80% от всех устройств. Она включает в себя краны, задвижки, вентили различных конструкций. Это задвижки, клапаны и заслонки, предназначенные для перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе.

Регулирующая арматура

К этой категории относятся клапаны, вентили, конденсатоотводчики и другие специальные приборы для изменения параметров рабочей среды и режимов работы трубопровода. При помощи этих устройств меняется температура, давление, расход или химический состав перекачиваемого материала.

Защитные элементы

Для защиты трубопровода в случае устанавливают специальные клапаны и пневмозадвижки, обеспечивающие оперативное отключение работы трубопровода при аварийных ситуациях. Эти элементы защищают систему при резком повышении давления, температуры или при гидроударе. Эти приборы могут срабатывать как автоматически, так и оснащаться системой принудительного управления.

Распределительно-смесительные приборы

С такими видами устройств в упрощенном виде мы сталкиваемся в ванной комнате или на кухне. Самый привычный и простой вид распределительного трубопроводного устройства – смеситель. В промышленных трубопроводах применяются аналогичные по принципу действия устройства, смешивающие и распределяющие различные потоки рабочей среды по трубам.

Соединительная арматура

Такие изделия предназначены для соединения элементов трубопровода, изменения направления или количества направлений системы. Для соединения труб разного диаметра используют переходники, для поворота устанавливают отводы с углом от 15® до 180®. На ровном участке трубы соединяют при помощи муфт, а нерабочие участки закрывают заглушками.

Фазоразделительные устройства

Это специальные клапаны, отделяющие вещество в газообразном состоянии от жидкого. Обычно устанавливаются на трубах, где подается горячая вода для стравливания лишнего давления пара и предотвращения аварийных ситуаций.

Конструктивные типы трубопроводной арматуры

Промышленная трубопроводная арматура при всем многообразии относится к четырем основным типам по конструкции устройства:

• Кран. Состоит из управляющей рукоятки или колеса, соединенного с конусообразным или шарообразным запирающим элементом. Поворотом рабочей рукояти устройство регулирует силу потока рабочего вещества в трубах.
• Клапан. У таких приборов запирающий элемент расположен вдоль оси трубопровода. Работа такого устройства может регулироваться как в автоматическом режиме потоком рабочей среды, так и принудительно при помощи внешних управляющих элементов.
• Задвижка. По внешнему виду этот элемент трубопровода похож на кран. Но рабочее конусообразное или цилиндрическое тело расположено перпендикулярно потоку. Обычно эти устройства имеют два положения «открыто» и «закрыто» и относятся к категории запорной арматуры.
• Дисковый затвор. Говоря простым языком, такой тип трубопроводной арматуры называется заслонкой. Для регулировки потока в этих устройствах используется диск, поворачивающийся вокруг собственной оси перпендикулярно направлению трубопровода.

Конструкционные материалы

Для большинства систем трубопроводов арматура промышленная независимо от назначения и типа конструкции изготавливается из ковкого или высокопрочного чугуна. Для работы с опасными веществами или в условиях высоких температур изготавливают дорогие приборы из кислотостойкого или жаропрочного чугуна.

Для изготовления рабочих элементов кранов и задвижек может применяться латунь, а также сплавы на основе никеля, алюминия или титана. В кислотных средах используют керамические составляющие.

В отопительных системах материалом для изготовления трубопроводной арматуры может служить легированная или низкоуглеродистая сталь. В бытовых водопроводных системах применяются также пластиковые запорные и регулирующие устройства. Для изготовления неметаллических деталей используют поливинилхлорид, фторопласт, полиэтилен и капролактам.

Сфера применения

Краны, задвижки, клапаны запорные и иные устройства применяется в любых системах перекачки материалов по трубам. Производителями осуществляется поставка трубопроводной арматуры для нефтегазовой отрасли, для промышленности, энергетики и для жилищно-коммунального хозяйства. Выпускаемая арматура для каждой из сфер применения имеет свои особенности.

• Сантехническая. Применяется в быту для подключения водопроводов и включает в себя запорную и смесительную арматуру.
• Общего назначения. Используется в ЖКХ, сельском хозяйстве и промышленности без агрессивных веществ.
• Энергетическая. Предназначена для работы в условиях повышенного давления на теплоэлектростанциях и аналогичных объектах для перемещения воды и пара.
• Химическая. Изготовлена из кислото- и щелочестойких материалов и устанавливается на производствах агрессивных химических веществ.
• Криогенная. Применяется на производстве жидкого азота и аналогичных веществ с экстремально низкими температурами.
• Вакуумная. Особо герметичная аппаратура для работы с низким давлением в трубах.
• Судовая. Детали трубопроводной арматуры для кораблей изготавливаются с учетом воздействия соленой среды и повышенных вибраций. Основные материалы для судовых задвижек и кранов – бронза и латунь.
• Газовая. Это отдельный вид трубопроводных элементов, к которому предъявляются особые требования по безопасности.