трубопроводная арматура характеризуется двумя главными параметрами

Назначение, устройство и классификация промышленной трубопроводной арматуры

Промышленная трубопроводная арматура — устройство, устанавливаемое на трубопроводах, агрегатах, сосудах и предназначенное для управления (отключения, регулирования, сброса, распределения, смешивания, фазораспределения) потоками рабочих сред (газообразной, жидкой, газожидкостной, порошкообразной, суспензии и т. п.) путем изменения площади проходного сечения.

Существует ряд государственных стандартов, регламентирующих требования, предъявляемые к трубопроводной арматуре.

В частности, основные параметры кранов необходимо смотреть по ГОСТ 21345-2005.

Требования к проектированию, изготовлению и испытаниям — по ГОСТ 12.2.063-81.

Типы, присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей фланцев — по ГОСТ Р 54432-2011.

Муфтовые концы — по ГОСТ 6527-68.

Разделку концов патрубков под приварку — по ГОСТ 16037-80.

Требования надежности — по ГОСТ 27.003-90.

Маркировку и окраску — по ГОСТ 4666-75.

Трубопроводная арматура характеризуется двумя главными параметрами: условным проходом (номинальным размером) и условным (номинальным) давлением. Под условным проходом (номинальным размером) DN или ДУ понимают параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей, например соединений трубопроводов, фитингов и арматуры (ГОСТ 28338–89) (табл. 3.1). Условный проход не имеет единицы измерения и приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах.

Таблица 3.1

* Допускается применять для гидравлических и пневматических устройств.
** Не допускается применять для арматуры общего назначения.

Таблица 3.2

Условное (номинальное) давление PN или PУ — наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 20 °С, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений арматуры и трубопровода, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках, прочности их при температуре 20 °С. Значения и обозначения номинальных (условных) давлений должны соответствовать указанным по ГОСТ 26349-84 в табл. 3.2.

Номинальные (условные) давления менее 0,01 МПа следует выбирать из ряда R5, а более 100 МПа — из ряда R20 по ГОСТ 8032-84.

Допускается применять обозначение номинального (условного) давления PУ вместо PN в конструкциях соединений трубопроводов и арматуры, разработанных до 01.01.92.

При маркировке допускается применять обозначение PN 6 вместо PN 6,3.

Рабочее давление Pр — наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры, то есть при рабочих температурах.

Пробное давление Рпр — избыточное давление, при котором должно производиться гидравлическое испытание арматуры и деталей трубопровода на прочность и герметичность водой при температуре не менее 5 и не более 70 °С. Значения пробных давлений для арматуры и деталей из различных материалов определяются по ГОСТ 356–80. Для Рр до 20 МПа пробное давление примерно в 1,5 раза больше рабочего.

Трубопроводную арматуру можно классифицировать по нескольким признакам.

Область применения

— Промышленная трубопроводная арматура общего назначения. Предназначена для использования в различных отраслях промышленности (в т. ч. в системах газораспределения) и изготавливается большими сериями.

— Промышленная трубопроводная арматура для особых условий работы. Предназначена для использования в энергетических установках с высокими параметрами, а также для трубопроводов, транспортирующих абразивные, агрессивные и высокотоксичные среды.

— Специальная арматура. Относят арматуру для АЭС, судовых энергетических установок, для объектов Министерства обороны и т. д. Специальная арматура конструируется и поставляется по отдельным заказам.

— Судовая и транспортная арматура. Выпускается для работы в специфических условиях эксплуатации на транспортных средствах, в том числе на судах речного и морского транспорта. К ней предъявляют повышенные требования по массогабаритным параметрам, условиям работы в различных климатических условиях и ряду других параметров.

— Сантехническая арматура. Предназначена для оснащения различных бытовых устройств, имеет небольшие диаметры, проста в управлении. Предъявляются повышенные требования по дизайну. Выпускается, как правило, на поточных линиях специализированных предприятий.

Функциональное назначение (вид)

— Запорная. Предназначена для полного перекрытия (или полного открытия) потока рабочей среды в трубопроводе в зависимости от требований технологического режима.

— Регулирующая (редукционная). Предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода. К ней относятся: регуляторы давления, регулирующие клапаны, регуляторы уровня жидкости, дросселирующая арматура и т. п.

— Распределительно-смесительная (трехходовая или многоходовая). Предназначена для распределения рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков среды. Сюда относятся клапаны и краны.

— Предохранительная. Предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого давления посредством сброса избытка рабочей среды. Сюда относятся: предохранительные клапаны, импульсные предохранительные устройства, мембранные разрывные устройства, перепускные клапаны.

— Защитная. Предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого или не предусмотренного технологическим процессом изменения параметров или направления потока рабочей среды и для отключения потока без выброса рабочей среды из технологической системы. Сюда относятся обратные и отключающие клапаны.

— Фазоразделительная. Предназначена для автоматического разделения рабочих сред в зависимости от их фазы и состояния. Сюда относятся конденсатоотводчики, маслоотделители, газоотделители, воздухоотделители.

Конструктивные типы

— Задвижки. Рабочий орган у них перемещается возвратно-поступательно перпендикулярно потоку рабочей среды. Используется преимущественно в качестве запорной арматуры.

— Клапаны (вентили). Запорный или регулирующий рабочий орган у них перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока рабочей среды. Разновидностью этого типа арматуры являются мембранные клапаны, у которых в качестве запорного элемента используется мембрана. Мембрана фиксируется по внешнему периметру между корпусом и крышкой, выполняет функцию уплотнения корпусных деталей и подвижных элементов относительно внешней среды, а также функцию уплотнения запорного органа.

— Краны. Запорный или регулирующий рабочий орган у них имеет форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг своей оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды.

— Затворы. Запорный или регулирующий орган у них имеет, как правило, форму диска и поворачивается вокруг оси, не являющейся его собственной.

Условное давление рабочей среды

— Вакуумная (давление среды ниже 0,1 МПа абс.).

— Низкого давления (от 0 до 1,5 МПа).

— Среднего давления (от 1,5 до 10 МПа).

— Высокого давления (от 10 до 80 МПа).

— Сверхвысокого давления (от 80 МПа).

Температурный режим

— Криогенная (рабочие температуры ниже –153 °С).

— Для холодильной техники (рабочие температуры от –153 до –70 °С).

— Для пониженных температур (рабочие температуры от –70 до –30 °С).

— Для средних температур (рабочие температуры до +455 °С).

— Для высоких температур (рабочие температуры до +600 °С).

— Жаропрочная (рабочие температуры свыше +600 °С).

Способ присоединения к трубопроводу

— Арматура муфтовая. Присоединяется к трубопроводу или емкости с помощью муфт с внутренней резьбой.

— Арматура ниппельная. Присоединяется к трубопроводу или емкости при помощи ниппеля.

— Арматура под приварку. Присоединяется к трубопроводу или емкости с помощью сварки. Преимуществами являются полная и надежная герметичность соединения, минимум обслуживания (не требуется подтяжки фланцевых соединений). Недостаток — повышенная сложность монтажа и замены арматуры.

— Арматура стяжная. Соединение входного и выходного патрубков с фланцами на трубопроводе осуществляется с помощью шпилек с гайками, проходящими вдоль корпуса арматуры.

— Арматура фланцевая. Присоединяется к трубопроводу или емкости с помощью фланцев. Преимуществом являются возможность многократного монтажа и демонтажа на трубопроводе, большая прочность и применимость для широкого диапазона давлений и проходов. Недостатки — возможность ослабления затяжки и потеря герметичности со временем, большие габаритные размеры и масса.

— Арматура цапковая. Присоединяется к трубопроводу или емкости на наружной резьбе с буртиком под уплотнение.

— Арматура штуцерная. Присоединяется к трубопроводу или емкости с помощью штуцера.

Способ герметизации

— Арматура мембранная. Мембрана осуществляет уплотнение корпусных деталей, подвижных элементов относительно внешней среды, а также уплотнение в затворе.

— Арматура сальниковая. Уплотнение штока или шпинделя относительно внешней среды обеспечивается сальниковой набивкой, находящейся в контакте с подвижным штоком (шпинделем).

— Арматура сильфонная. Для уплотнения подвижных деталей (штока, шпинделя) относительно внешней среды используется сильфон, который является также чувствительным либо силовым элементом конструкции.

Способ управления

— Арматура под дистанционное управление. Не имеет непосредственного органа управления, а соединяется с ним при помощи колонок, штанг и других переходных устройств.

— Арматура приводная. Управление осуществляется при помощи привода (непосредственно или дистанционно).

— Арматура с автоматическим управлением. Управление происходит без участия оператора, под непосредственным воздействием рабочей среды на затвор или на чувствительный элемент, либо посредством воздействия на привод арматуры управляющей среды, либо по командному сигналу, поступающему на привод арматуры из приборов АСУ.

— Арматура с ручным управлением. Управление осуществляется вручную.

Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Для получения информации об условиях сотрудничества, пожалуйста, обращайтесь к сотрудникам ГК «Газовик».

Бесплатная телефонная линия: 8-200-2000-230

© 2007–2021 ГК «Газовик». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

Источник

Какие основные параметры у трубопроводной арматуры?

В зависимости от типа применения трубопроводной арматуры её параметры можно разделить на следующие группы

К общим параметрам трубопроводной арматуры относятся:

Данный параметр характеризует максимальное и/или минимальное значение избыточного давления, при котором срок службы корпуса трубопроводной арматуры полностью обеспечивается (возможен). Давление выражается в кгс/см 2 (бар) и рассчитывается при температуре рабочей среды +20°С. Как правило, давление наносится на корпус арматуры в виде “PNXX” или “PyXX”, где XX – это значение давления, например, PN20 или Py20. Если трубопроводная арматура была изготовлена зарубежом, то на её корпусе может присутствовать маркировка согласно ASME B16.5. Данная маркировка обозначает класс давления (прочности) корпуса трубопроводной арматуры. Класс давления обозначается в виде “Class XXX”, где XXX – значение класса давления, например, Class 150.

Соответствие значений давления номинального классу давлений приведено в таблице 1.

Таблица 1. Соответствие давлений

Рисунок 1 – Маркировка корпуса клапана Bürkert 2100

Следует отметить, что зарубежными производителями и российскими импортёрами под номинальным давлением (PN) часто подразумевается рабочее давление.

Данный параметр указывает на значение максимального и/или минимального избыточного давления, при котором возможна длительная работа трубопроводной арматуры. Как правило, рабочее давление указывается в технической документации для трубопроводной арматуры, например, в техническом паспорте, реже – на маркировочной табличке или этикетке, которая размещается на корпусе.

Это давление, при котором выполняется расчёт на прочность трубопроводной арматуры. Численно расчётное давление равно или больше, чем рабочее давление. Расчётное давление указывается изготовителем только в технической документации для трубопроводной арматуры.

Этот параметр обозначает объёмный расход жидкости в м 3 /ч при нормальных условиях, где нормальными условиями считается следующее: a) перепад давления на трубопроводной арматуре – 1 бар; b) плотность рабочей среды – 1000 кг/м 3. Как правило, данный параметр используется при подборе регулирующей арматуры, однако, в некоторых случаях значение пропускной способности стоит учитывать и при подборе другого типа трубопроводной арматуры, например, при подборе пневмораспределителей.

При выборе трубопроводной арматуры по значению пропускной способности всегда должно выполняться следующее неравенство:

В техническом описании пропускная способность может обозначаться, как Kvs или Cvs, где Cvs измеряется в галлонах в минуту (gpm) и Cvs=1,16*Kvs.

— рабочая температура (Tр) и температура окружающей среды (Токр);

Прежде всего, от данного параметра зависит материальное исполнение трубопроводной арматуры (корпуса, уплотнения, привода и т.д.).

Данный параметр указывает на конструкционное исполнение присоединительных частей корпуса у трубопроводной арматуры. В зависимости от типа присоединения трубопроводная арматура может подразделяться на резьбовую, фланцевую и межфланцевую, приварную, цанговую и др.

Данные параметры трубопроводной арматуры косвенно указывают на возможность её применения в управлении конкретной рабочей среды, например, трубопроводная арматура может применяться для управления агрессивной или нейтральной рабочей среды, с высокой (клапан Bürkert 2060) или низкой температурой окружающей среды, вязкой или невязкой и др.

Основными габаритными размерами трубопроводной арматуры является строительная длина и высота.

Строительная длина – длина участка трубопровода, которую может занимать трубопроводная арматура.

Строительная высота – расстояние от самой низшей точки трубопроводной арматуры до самой высшей.

Пример обозначения строительной длины и высоты представлен на рисунке 2, где H – строительная высота, L – строительная длина.

Рисунок 2 – Размеры

Данный параметр указывает на способность трубопроводной арматуры пропускать рабочую среду в полностью закрытом состоянии.

Нормы герметичности трубопроводной арматуры, представленной на сайте, установлены в ГОСТ 9544-2015, IEC 534-4/EN 1349.

При выборе управляемой арматуры, кроме общих параметров, необходимо учитывать следующие:

Значение крутящего момента (КрМ) необходимо учитывать при подборе привода для поворотной трубопроводной арматуры. Значение КрМ у привода рекомендуется выбирать больше, чем максимальное значение КрМ у поворотной трубопроводной арматуры в минимум 1.3 раза больше. Например, у электропривода J3C S-55 из сборочной единицы V975-018 с DN100 крутящий момент составляет 55 Н*м, что в 1.33 раза больше, чем у соответствующего дискового затвора Z-011A (37 Н*м).

Данный параметр обозначает возможный диапазон давлений, с которым необходимо подать управляющую среду (обычно сжатый воздух) в приводное устройство для его срабатывания. Например, для переключения шарового крана из одного состояния в другое в сборочной единице V964-584 необходимо подать сжатый воздух в пневмопривод GTK под избыточным давлением в диапазоне 5…10 бар.

Данный параметр обозначает значение и тип напряжения электрического тока, например, 230В переменного напряжения, которое необходимо для полноценного срабатывания электрического устройства, например, электромагнитного клапана, приводного механизма и др.

Данный параметр обозначает время полного открытия и/или закрытия трубопроводной арматуры, а также время достижения крайнего положения приводного механизма. Время срабатывания может быть критичным во множестве случаев, например, при подборе электромагнитного клапана для пневматической тормозной системы, при подборе трубопроводной арматуры в линии розлива напитков и др.

Данные параметры, прежде всего, указывают на способ управления и передачи данных от и до трубопроводной арматуры, например, большинством клапанов можно управлять при помощи дискретного сигнала 24В постоянного напряжения, однако, современная трубопроводная арматура имеет уже встроенные интерфейсные модули, позволяющие интегрировать её в современные АСУТП (автоматизированные системы управления технологическим процессом).

Источник

ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА

Трубопроводная арматура: основные параметры, особенности выбора и применения

Текст и схемы: Писарец А. В., Коробко И. В., Кузьменко П.К., НДЦ ПРИСЭ НТУУ (КПИ)

Развитие водопроводных и тепловых систем, внедрение энергосберегающих технологий, автоматизация жилищно-коммунального хозяйства, дало толчок к расширению номенклатуры разнообразных устройств, предназначенных для управления потоками рабочей среды транспортируемой по трубопроводам.

Такие устройства, применяемые для отключения, распределения, регулирования, смешения или сброса потоков сред, объединены под понятием трубопроводной арматуры.

Насыщение рынка зарубежными и отечественными образцами, большое разнообразие условий, в которых работает арматура, специфичность требований, предъявляемых к ней, вопросы надежности и долговечности, наличие большого количества конструктивных типов усложняют выбор арматуры для конкретных условий эксплуатации в современных системах.

Подавляющее большинство арматуры устанавливается на трубопроводах, и значительно меньшая часть монтируется непосредственно на котлах, аппаратах, установках и агрегатах.

Основными параметрами трубопроводной арматуры являются:

Причем первые три характеристики являются общими для арматуры и трубопроводов.

Диаметр условного прохода (Dy) — номинальный внутренний диаметр трубопровода, на котором устанавливается арматура. Разные типы арматуры при одном и том же диаметре условного прохода имеют разные проходные сечения.

Условное давление — наибольшее избыточное рабочее давление при температуре 20С, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов.

Температура рабочей среды — наивысшая длительная температура перекачиваемой по трубопроводу среды (без учета кратковременных повышений температуры, допустимых техническими условиями).

Рабочее давление — наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов при рабочей температуре проводимой среды.

Пробное давление — избыточное давление, при котором арматура и соединительные части трубопроводов должны подвергаться гидравлическому испытанию на прочность и непроницаемость материала корпусных деталей при температуре не ниже 5С и не выше 70С, если в нормативно-технической документации не указано конкретное значение этой температуры.

Граничное отклонение значения пробного давления не должно превышать 15 %.

Условное давление является единственным параметром арматуры, гарантирующим ее прочность и учитывающим как рабочее давление, так и рабочую температуру. Условное давление соответствует допустимому для данного изделия рабочему давлению при нормальной температуре. При повышении температуры механические свойства конструкционных материалов ухудшаются. Поэтому для арматуры с высокой рабочей температурой допустимые рабочие давления ниже условных. Это понижение зависит от материала деталей арматуры и температурной зависимости прочностных свойств материала. Чем выше рабочая температура, тем ниже максимальное рабочее давление при одном и том же условном давлении.

Для внесения общей ясности в эксплуатационные и конструктивные особенности применения трубопроводной арматуры предлагается ее классифицировать по следующим параметрам:

Характеризуется арматура эксплуатационными и конструкционными свойствами. Эксплуатационные характеристики определяют область применения арматуры, конструкционные — особенности конструкции, влияющие на метод управления, монтажа, технического обслуживания и ремонта.

К эксплуатационным характеристикам относятся:

Конструкционными характеристиками арматуры являются:

По способу перекрытия потока среды трубопроводная арматура подразделяется на следующие типы:

В зависимости от рабочей среды и ее параметров арматуру подразделяют на пароводяную (для воды и пара), энергетическую, нефтяную, канализационную, вентиляционную, криогенную, вакуумную, резервуарную.

По материалу корпусных деталей выделяют арматуру:

По функциональному назначению арматура делится на следующие классы:

По области применения трубопроводную арматуру разделяют на следующие категории:

Применение того или иного вида арматуры определяется такими факторами, как: возможность и необходимость ручного или механического привода, дистанционного или автоматического управления, быстрота срабатывания, наличие в приводе аварийной системы с независимым источником энергии.

Таким образом, по методу управления арматура может быть управляемой и автоматически действующей (автономной или прямого действия). Большинством производителей предусматривается конструктивно использование ручного или механического привода. Арматура с ручным приводом снабжается маховиком, маховиком и редуктором. В качестве механического привода может применяться электромеханический, электромагнитный, мембранный, поршневой и сильфонный. По конструктивному исполнению привод арматуры может быть насадным (блочным), встроенным и дистанционным. Такая универсальность присуща в основном регулирующим клапанам, регуляторам перепадов давлений, температур, которые участвуют в автоматизированных системах транспортировки нефтепродуктов, газа, системах отопления.

При регулировании технологических процессов с применением арматуры различают: автоматическое и ручное регулирование, дистанционное и местное, непрерывное и периодическое, бесступенчатое и позиционное.

Наиболее совершенным является дистанционное автоматическое непрерывное бесступенчатое регулирование. Наименее совершенным — ручное местное периодическое регулирование.

По способу присоединения к трубопроводу арматура подразделяется на фланцевую, муфтовую, цапковую, штуцерную и с патрубками под приварку (приварную).

Фланцевая арматура имеет присоединительные патрубки, снабженные фланцами, муфтовая — муфты с внутренней резьбой. Арматура для канализационных сетей может иметь муфтовые патрубки без внутренней резьбы, конусные полости которых при соединении с трубопроводом герметизируются резиновым кольцом и заполняются уплотняющим материалом. Цапковая арматура имеет присоединительные патрубки с прокладочным уплотнением и наружной резьбой, штуцерная — с наружной резьбой без прокладочного уплотнения.

Арматура под приварку имеет присоединительные патрубки, предусмотренные и подготовленные для приварки к трубопроводу.

Не все конструкции арматуры можно устанавливать в любом рабочем положении на трубопроводе. В связи с этим трубопроводную арматуру можно разделить на конструкции, допускающие монтаж в любом рабочем положении, допускающие установку только в вертикальном положении на горизонтальном трубопроводе и допускающие установку только на вертикальном трубопроводе.

По величине условного давления арматуру можно разделить на три основные группы:

Условия работы арматуры определяются большим количеством факторов: рабочим давлением среды, рабочей температурой, физическими и химическими свойствами рабочей среды, колебаниями давления и температуры, периодичностью выполнения циклов срабатывания или переключений, типом привода, местоположением арматуры на трубопроводе, расположением на открытом месте или в закрытом помещении, климатическими условиями и т.д.

Правильный выбор конструктивного типа арматуры в значительной степени определяет безаварийную работу как отдельных технологических производств в целом, так и отдельных трубопроводов. Требования, предъявляемые к трубопроводной арматуре, чрезвычайно разнообразны. Вместе с тем явно проявляется тенденция резкого повышения срока эксплуатации, надежности и долговечности всех видов арматуры. Арматура линейной части газопровода должна обладать долговечностью порядка 10-20 лет, так как экономически замена такой арматуры обходится значительно дороже стоимости самой арматуры из-за необходимости остановки газопровода, сложности доставки арматуры на место и т.п.

Запорная арматура технологических трубопроводов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств эксплуатируется в самых разнообразных режимах и условиях. Общими требованиями к такой арматуре, как правило, в этих случаях, являются взрывобезопасность (особенно это относится к электроприводу и электроавтоматике), герметичность затвора, прокладочных и сальниковых уплотнений, коррозионная стойкость материала основных деталей, стойкость уплотнений к углеводородным средам. Конструкция арматуры также должна отвечать требованию высокой пригодности к ремонту — легкости и удобству замены изношенных деталей. Эти же требования предъявляются при работе арматуры на агрессивных средах.

Тип и назначение трубопровода, долговечность и ремонтопригодность, надежность работы, а также вид арматуры и место ее установки в гидравлической системе определяют конкретные особенности применения и эксплуатации арматуры, а также характер требований, предъявляемых к ней.

Наконец, одним из решающих факторов при использовании является экономичность арматуры.

При этом должны учитываться цена арматуры, стоимость ее обслуживания, а также влияние арматуры на экономические показатели всего технологического процесса. Все эти характеристики должны быть обязательно связаны с расчетным сроком службы системы, где применяется арматура, а также с проектируемой в дальнейшем модернизацией или автоматизацией.

Таким образом, подводя итоги можно сказать, что трубопроводную арматуру следует выбирать в зависимости от:

Источник