Арматура

Арматура

Трубопроводная арматура – устройства, устанавливаемые на трубопроводах или агрегатах, которые предназначены для управления (отключения, распределения, сброса и т.д.) потоками рабочих сред путем изменения площади проходного сечения.

Несмотря на кажущуюся простоту исполнения, данные изделия, прочно вошедшие как в быт любого жителя нашей страны, так и в производственные процессы практически всех существующих на сегодняшний день предприятий, представляют собой результат точных инженерных расчетов, производимых не одним десятком разработчиков во всем мире. Сегодня невозможно представить ни одну отрасль жизнедеятельности человека, в которой бы не использовалась трубопроводная арматура.

Этот фактор провоцирует повышенное внимание к качеству и техническим характеристикам изготавливаемой и устанавливаемой на предприятиях (использующих в своем производственном процессе трубопроводные системы) арматуры.

Классификация

Широкая область применения и различные условия использования привели к появлению большого ассортимента типов и видов производимой на сегодняшний день арматуры.

Основной критерий деления данного изделия на виды – классификация по области применения. Здесь можно выделить несколько типов. Это промышленная трубопроводная арматура общего назначения. Сфера применения данных изделий – паропроводы, водопроводы, городские газопроводы, системы отопления жилья и промышленных предприятий. При относительно высоких и низких температурах, в условиях повышенного давления и при токсичности, радиоактивности или вязкости рабочих сред используется промышленная арматура для особых условий работы. Отдельный сегмент производимой сегодня продукции для управления потоками – специальная арматура.

Такие изделия разрабатываются и выпускаются по индивидуальным заказам в соответствии с особыми техническими требованиями, а применяются, в основном, на атомных электростанциях, экспериментальных промышленных установках и др. Судовая арматура изготавливается с учетом повышенных требований. Среди них выделяют такие: вибростойкость, особые условия управления, минимальная масса и пр. Наиболее распространенным и широко используемым типом трубопроводной арматуры можно назвать сантехническую. Этим типом оснащаются различные бытовые устройства – газовые плиты, санузлы, водопроводы. Основные отличительные особенности данного вида – малые диаметры прохода и, в основном, ручное управление.

По функциональному назначению такие изделия делятся на запорные, регулирующие, распределительно¬смесительные, предохранительные, защитные, фазоразделительные и контрольные.

Конструктивные типы имеют также большое значение при выборе и установке трубопроводной арматуры. Задвижка, клапан, кран, затвор – основное отличие данных видов сос¬тоит в разном способе перемещения и конструктивном исполнении запирающего и регулирующего элемента. Так, в качестве запорной арматуры преимущественно используется задвижка, запирающий элемент которой перемещается возвратнопоступательно, перпендикулярно направлению потока рабочей среды.

Запирающий или регулирующий элемент клапана возвратнопоступательно перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Разновидность этого типа – мембранный клапан, запорным элементом которого выступает мембрана. Затвор – трубопроводная арматура, в которой подвижной элемент имеет форму диска и поворачивается вокруг оси, перпендикулярной к оси трубопровода. В устройстве крана такой же элемент имеет форму тела вращения, а его движение вокруг своей оси происходит перпендекулярно направлению потока рабочей среды. Помимо перечисленных выше типов арматура отличается по: зависимости от давления рабочей среды, температурному режиму, способу присоединения к трубопроводу, способу герметизации относительно окружающей среды и способу управления. Каждый из этих типов имеет множество подклассов и разновидностей, поскольку область применения устройств разная.

В зависимости от технических требований и условий эксплуатации трубопроводная арматура классифицируется еще и по материалу изготовления (латунь, сталь, бронза, серый и ковкий чугун, пластмасса, фарфор, титановый сплав и пр.). Дополнительный критерий различия – уплотнительный материал, используемый в арматуре. Для управления трубопроводной арматурой выпускается достаточно большое количество приводов, отличающихся по конструкции, типу используемой энергии и назначению. Так, на сегодняшний день существуют электромоторные, электромагнитные, мембранные, пневматические, гидравлические, поршневые приводы и др.

Соответственно тип энергии, который используется для приведения в действие таких устройств, делится на электрическую, механическую и энергию потока рабочей среды. Последний, но немаловажный критерий классификации арматуры, – способ ее присоединения к трубопроводу. В соответствии с этим критерием арматура делится на: муфтовую, цапковую, под приварку, стяжную, фланцевую и штуцерную.

Наряду с перечисленными параметрами существует в арматуростроении ряд терминов, призванных отражать специфические элементы и параметры выпускаемых изделий. Они, помимо перечисленных выше технических свойств, учитывают также характеристики внешней, управляющей, командной и рабочей среды, абсолютное и избыточное давление, температуру, физические размеры арматуры (строительная длина и высота), расход, коэффициент сопротивления и пр.

Стандартизация

Многообразие существующих видов, типов и подтипов данных изделий привело к созданию единой системы условных обозначений, которая позволяет зафиксировать основные технические характеристики изделия, обеспечить возможность правильного выбора арматуры и контроля при монтаже. Система содержит цифровой и буквенный коды. Первые две цифры обозначают тип арматуры, буквы за ними – материал корпуса, цифры после букв – конструктивные особенности модели, последние буквы призваны обозначить материал уплотнительных поверхностей или способ нанесения внутреннего покрытия на корпус.

Так, например, обозначение «15с922нж» характеризует клапан стальной запорный проходной фланцевый с электроприводом. В конце такой маркировки иногда добавляются буквы, определяющие конструктивные особенности исполнения электропривода (экспортное, тропическое, взрывозащищенное и пр.). Некоторые изделия обозначаются только номером чертежа, по которому они изготавливаются.

Иногда также в условное обозначение включается буквенное обозначение разработчика или изготовителя данного изделия. Немного иначе маркируются изделия, спроектированные и произведенные для нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. Для таких изделий маркировка состоит из букв, обозначающих тип арматуры, за которыми следуют цифры, определяющие параметры изделия. Наряду с этой системой, чаще всего применяемой для идентификации изделий, иногда в обозначении трубопроводной арматуры используется буквенный код, полученный на основании сокращения названия изделия (КТС – кран трехходовой стальной). Для всех изделий, управляющих энергетическими потоками, существуют государственные, международные и отраслевые стандарты.

Критерии выбора

Выбор трубопроводной арматуры зависит от комплекса исходных требований. Так, чтобы выбрать оптимальную арматуру для каждого частного случая, необходимо учесть все требования, предъявляемые к ней, и подобрать изделие в соответствии с ними. В связи с разнообразием выпускаемых промышленностью типов арматуры, одинаковыми потребительскими параметрами существует определенная методика выбора оптимального типа изделия, основанная на использовании различных справочников.

Так, по этой методике в вначале необходимо выбрать тип арматуры, выпускаемой на заданные параметры (условный проход, условное давление). Следующий шаг – соответствие выбираемой арматуры условиям и требованиям эксплуатации (температура, коррозионная активность среды и пр.). Диаметр трубопровода, на котором будет установлена арматура; способ присоединения к трубопроводу и положение арматуры на нем; скорость потока рабочей среды; требования по герметичности и по коэффициенту гидравлического сопротивления; необходимая пропускная способность (для регулирующей и предохранительной арматуры), пропускная характерис¬тика (для регулирующих клапанов); возможное ограничение габаритных размеров и массы – это далеко не полный перечень всех требований, которые необходимо учитывать при выборе трубопроводной арматуры. Также немаловажным фактором при этом выборе становятся экономические и конъюнктурные факторы.

К экономическим относят стоимость изделия, затраты на эксплуатацию, плановые ремонты, возможные потери рабочей среды вследствие разгерметизации изделия, а к конъюнктурным – уровень патентной охраны объектов промышленной собственности, патентную чистоту, состояние рынка арматуры и пр. Для выбора трубопроводной арматуры, существуют специально разработанные опросные листы, заполнение которых позволяет определить оптимальное для данных условий эксплуатации изделие.

Защита

Помимо тщательного выбора трубопроводной арматуры на предприятиях и технологических объектах достаточное внимание необходимо уделять очистке рабочей среды от примесей. Это требование обусловлено влиянием примесей на качество работы арматуры. Так, механические примеси разрушают уплотнительные оболочки изделий, снижают точность срабатывания клапанов, капельная влага в газовом потоке вызывает обмерзание регуляторов давления, низкое качество очистки газов может спровоцировать образование взрывоопасных смесей и т.д. В любом случае наличие примесей в рабочей среде всегда приводит к преждевременному износу оборудования и нарушению режимов производства.

Для защиты от воздействия вредных примесей используются фильтры с неподвижными элементами различной степени фильтрации, фильтры механической очистки, циклоны, центробежные пылеуловители, роторные сепараторы и пр. Однако не всегда преждевременный выход из строя изделий, предназначенных для управления потоками рабочей среды, происходит по причине недостаточной ее очистки. Неудовлетворительная работа трубопроводной арматуры может быть спровоцирована еще на двух стадиях жизненного цикла данного изделия, предшествующих его попаданию в трубопроводные системы.

Первая – это стадия конструирования и выпуска (в случае, если предприятия¬изготовители не соблюдают необходимые нормы производственного процесса, заводские испытания проводятся лишь формально и т.д.); вторая – приобретение и поставка (несоблюдение норм хранения, выполнения погрузочно¬разгрузочных работ, транспортировки и пр.). Ввиду повышенных требований к безопасности, установленных на некоторых предприятиях, необходимым условием для соблюдения безопасного производственного процесса становится тщательный контроль над всеми стадиями, которые проходит трубопроводная арматура на пути к месту эксплуатации и в ее процессе.

Помимо этого немаловажным фактором продления срока службы становится использование оригинальных изделий. Количество поддельных изделий на рынке достаточно велико. Их приобретение и установка на технологических объектах отнюдь не способствует качественному управлению рабочей средой. На основании всего вышеизложенного материала можно сделать однозначный вывод. Только использование качественной, защищенной лицензией и прошедшей все необходимые испытания, арматуры может сделать производственный процесс абсолютно безопасным и экономически выгодным. Вместе с тем, для длительного и оптимального эксплуатационного процесса необходимо также придерживаться всех правил применения и ремонта данных запирающих или регулирующих устройств.