Види і типи засувок

Для того, щоб забезпечити технологічні потреби всієї трубопровідної галузі, засувки випускаються з різними технічними характеристиками і різного призначення. Вони розрізняються за:

 

• конструкції;
• типом приводу;
• матеріалом виготовлення;
• приєднувальним розмірам;
• типу приєднання;
• температурного режиму роботи;
• увазі транспортованого речовини в трубі;
• кліматичному виконанню;
• класу герметичності;
• конструкції клина;
• діаметр прохідного отвору;
• показником максимального тиску в системі;
• типу ущільнювальних поверхонь затвора;
• типу ущільнення кришки і сальника.

 

 

Як видно зі списку вище, засувки мають широкий діапазон характеристик. Щоб спростити вибір виробу для конкретного виробництва з усіма його особливостями, встановлено єдиний порядок маркування пристроїв запірної арматури. Він вказаний у документі СТ ЦКБА 036-2017.

Крім того, заводи-виробники додатково комплектують засувки інформаційними табличками, що відображають основні технічні та експлуатаційні характеристики виробу. У наступних розділах позначенням буде приділено достатньо уваги. Але спочатку давайте познайомимося з конструкцією засувки і її принципом дії.

Конструкція

Засувка складається з 3 основних частин.

 

1. Привід з приводним механізмом.
2. Кришка з сальниковим вузлом.
3. Корпус з патрубками.

 

  

Малюнок 1. Конструкція На малюнку 1 представлені два типи засувок:

 

• з висувним;
• і невисувним шпинделем.

 

 

Відмінність цих двох видів запірної арматури полягає в наступному.

У першому варіанті шпиндель, при підйомі затвора в положення «відкрито», висувається вгору, забезпечуючи необхідний хід клина. Таке виконання має як переваги, так і недоліки. Плюсом є той факт, що шпиндель не контактує з робочим середовищем, а значить, не піддається корозії. Але за рахунок збільшеної будівельної висоти, така засувка підійде далеко не для всіх умов монтажу.

Другий варіант позбавлений недоліку висувного шпинделя. Цю засувку можна встановлювати в обмежених умовах. Але тут шпиндель розташований всередині корпусу, а отже, в процесі роботи на нього буде впливати робоче середовище.

На малюнку 1 представлені конструкції засувок з ручним приводом.

Але крім такого виконання, випускаються пристрої, укомплектовані:

 

• механічним редуктором;
• електроприводом;
• пневмоприводом;
• гідроприводом.

 

 

Малюнок 2. Види приводів

Найбільш затребуваними є засувки з ручним, механічним і електроприводом. Це пояснюється тим, що такі пристрої – найбільш надійні та довговічні в експлуатації. Використання пневмо - і гідроприводу відбувається дуже рідко, так як обслуговування резервуарів з рідиною або повітрям під тиском вимагає додаткових витрат.

Принцип роботи

Розглянемо принцип роботи засувки з висувним шпинделем.

Для того, щоб перевести затвор в одне з крайніх положень (відкрито/закрито), треба повертати стерно за або проти годинникової стрілки. Обертання передається на приводну гайку, розташовану в центрі маховика.

За рахунок різьбового з'єднання гайки зі шпинделем, останній здійснює обертально-поступальний рух, тягнучи за собою затвор. Клин і шпиндель з'єднані між собою т-подібним з'єднанням типу «шип-паз». По досягненню затвора одного з крайніх положень, хід штурвала різко ускладнюється, сигналізуючи про повному циклі роботи.

Засувки з висувним шпинделем працюють інакше. З назви вже зрозуміло, що шпиндель тут не рухається вгору/вниз, а робить тільки обертання навколо своєї осі. Приводна гайка в такому пристрої розташовується безпосередньо в клині, закріпленому з нею аналогічним т-подібним з'єднанням.

При обертанні штурвала, рух передається від шпинделя до гайки. Вона (гайка), навертається на вісь шпинделя, тягнучи за собою затвор. Для того, щоб шпинделя було куди подітися», в клині утворений отвір.

Малюнок 3. Пристрій затвора

Засувки з висувним шпинделем мають обмежену область використання. Їх застосовують в трубопроводах, по яких транспортують світлі нафтопродукти, масла, а також воду з низьким вмістом солей лужноземельних металів кальцію і магнію (м'яка вода).

Матеріали виготовлення

Для порівняння розглянемо 2 популярні засувки марок 30с41нж і 30ч39р.

Засувки сталеві

Корпус 30с41нж виконаний із сталі, про що говорить буква «у» у маркуванні. Приставка «нж» на кінці означає, що ущільнювальні поверхні дисків клина і сідел корпусу виготовлені з нержавіючої сталі.

Малюнок 4. Засувка 30с41нж А ось з яких марок сталей виготовляються інші деталі:

 

• Кришка і корпус 30с41нж відливаються з 25Л. Літера «Л» в марці позначає, що це ливарна сталь, а числове значення «25» вказує на вміст у сплаві 0,25% вуглецю.
• Шпіндель виготовляється з 20Х13. У складі цієї сталі присутній 14% хрому, що дозволяє віднести цей сплав до корозійностійких (нержавійка). 20Х13 відноситься до мартенситному класу з температурним режимом роботи до 600⁰С.
• Диски клина і маховик відливаються з 25Л.
• Приводна гайка шпинделя – ЛС59-1 (латунь). Цей сплав відноситься до мідно-цинкової з додаванням 1% свинцю. Завдяки такому хімічному складу, приводна гайка 30с41нж довгий час не піддається механічним пошкодженням при терті.
• Гайки, шпильки і болти фланців виготовляються із сталі 35. Підвищений вміст вуглецю (0,35%) робить цей сплав відмінним матеріалом для виготовлення деталей, що вимагають точної обробки.
• Ущільнювальні поверхні на клині 30с41нж виготовляють з нержавіючої сталі 13Х25Т. Ця сталь з підвищеним вмістом хрому (до 30%) забезпечує відмінні показники зносостійкості. Сплав містить 0,5% титану, що збільшує термін служби затвора.
• Ущільнення на кільцях корпусу роблять з нержавійки 08Х21Н10Г6. В хімічному складі присутній 10% нікелю і 20% хрому. Такий зміст сплаву забезпечує високу стійкість до корозії.

 

Ущільнювач сальника

Крім металевих частин, в засувці 30с41нж присутній сальникове ущільнення у вигляді набивання ТРГ. Цей матеріал запобігає виходу робочого середовища через сальник в місці входу шпинделя в корпус.

Малюнок 5. Види вибійки

ТРГ – це терморасширенный графіт. Він випускається у вигляді шнура або кільця. В трубопровідній арматурі може використовуватися декілька його модифікацій.

Ось про що мова:

 

• ТРГ-100Л. Ця набивання армується лавсановою ниткою. Також існує модифікація ТРГ-100ЛФ, додатково просочена сумішшю з вмістом фторопласту.
• ТРГ-101Н. Тут в якості армуючого матеріалу використовується нержавіюча дріт.
• ТРГ-102С. Матеріал армування – склонитка.

 

 

Сталеві клинові засувки випускає Сибірський завод трубопровідної арматури "СибЗТА". У технологічному процесі виготовлення застосовуються сучасні матеріали. Один з них – термопластичний графіт, використовується в сальниковом вузлі для герметизації системи щодо навколишнього середовища. Додавання термопластів до складу дозволяє набиванні багаторазово переходити у в'язкотекучий і високоеластичний стан. Це означає, що під впливом високих температур робочого середовища, ущільнення не змінює своїх якісних характеристик.

 Засувки чавунні

Модель 30ч39р виготовляється з чавуну марки GGG40 і GGG50. Застосування цього металу дозволяє корпусним деталям засувки витримувати тиск на розрив до 370 МПа.

На відміну від сталевих виробів, вона призначена виключно для роботи в магістралях, по яких транспортується гаряча/холодна вода і пар.

Матеріали виготовлення деталей.

 

• Корпус, кришка, а також клин – GGG40/50.
• Шпиндель роблять з 20Х13 або аналога 2Cr13.
• Ущільнення на клині – EPDM.
• Втулка на шпинделі робиться з бронзи або латуні.

 

EPDM – це міжнародна маркування етилен-пропіленового каучуку. Крім цього ущільнення застосовують Viton (фторкаучук) або Silicon (кремнийорганическое з'єднання). Перший має відмінну стійкість до впливу високо-кислотних середовищ, другий – відмінно справляється з екстремальними і быстроменяющимися температурами.

Основною відмінністю чавунних засувок від сталевих, крім металу корпусу, є використання гумового клина (EPDM, Viton або Silicon). Для води таке виконання є найкращим, так як повністю виключається корозія затвора.

Конструкція клину

Пристрій затвора сталевого і чавунного засувці відрізняються. Це обумовлено сферою застосування пристроїв у трубопровідної промисловості.

Малюнок 6. Види клину

Засувки сталеві

Сталеві засувки, використовують в магістралях, призначених для транспортування:

 

• гарячої/холодної води в системах ЖКГ;
• нафтопродуктів;
• природного газу;
• хімічних речовин;
• пара в системах опалення та котелень;
• у виняткових випадках для морської води та сировини на переробних підприємствах.

 

 

Вплив робочих середовищ на ущільнювальні поверхні затвора викликає механічні пошкодження і корозії. Для зниження негативних наслідків і збільшення терміну служби виробу, ущільнювальні поверхні наплавляють з використанням корозійностійкої дроту марок 08Х21Н10Г6 і 13Х25Т.

 

Існує два методи нанесення ущільнювача на диски клина і сідла корпуса.

 

• З застосуванням дугового зварювання.
• З застосуванням лазерного наплавлення.

 

    

Малюнок 7. Лазерне наплавлення

Обидва методу характеризують собою хімічну реакцію, при якій під впливом високої температури в основний метал клина (або кільця) підмішується дріт зі сплаву певної марки. Після того, як наплавочні шов остигає і набирає міцність, його піддають ручної або автоматичної шабровке.

Шабровка – це виведення ідеально рівних геометричних параметрів поверхонь. Таку процедуру проводять як з клином, так і з кільцями в корпусі. Завданням шабровки служить ідеальна підгонка двох поверхонь відносно один одного. Від цього залежить основний експлуатаційний показник роботи засувки – клас герметичності затвору.

Клин затвора в сталевих засувках може мати 3 виду конструкції.

 

• Лита суцільнометалева.
• Збірна дводискова.
• Збірна пружна.

 

За експлуатаційними характеристиками, найбільш кращий варіант виконання клина – дводискова конструкція. При такому способі складання, здійснювати підгонку ущільнювачів дисків і кілець набагато легше. Це позитивно впливає на ступінь герметичності затвору.

Дводискові засувки довше зберігають заводський клас герметичності в процесі експлуатації за рахунок зниження тертя ущільнювачів. Також вони в меншій мірі схильні заклиниваниям і «приварюванні» за рахунок корозійного руйнування металу.

Чавунні засувки з гумованим клином

Клин чавунної засувці виконаний із спеціальної гуми EPDM. За рахунок фізичних і хімічних властивостей цього матеріалу, в процесі експлуатації затвор практично не піддається будь-яких дефектів і руйнувань.

EPDM не схильний до корозії, зберігає заводські геометричні параметри під впливом підвищених/знижених температур води. Додавання в склад ущільнювача каучуку робить клином 30ч39р пружним і водночас м'яким.

Засувки 30ч39р з використанням в якості матеріалу ущільнювача EPDM в побуті називають засувки з гумованим клином.

30ч39р використовується виключно для води і пари в міських системах водопостачання, каналізації та опалення, а також на підприємствах, що експлуатують такі магістралі.

Експлуатаційні показники роботи

Незалежно від моделей засувок встановлені загальні експлуатаційні показники роботи. До них відносяться:

 

• діаметр прохідного отвору ду – показник варіюється від 50мм до 1200мм;
• номінальний тиск pn – від 10 до 40 атмосфер (1,0-4,0 МПа);
• клас герметичності по затвору – А, АА, В, С, встановлений відповідно до положень Дсту 9544-2015;
• тип приєднання до труби – під приварення або фланцеве з'єднання, виконане за Гостом 33259-2015;
• показники температури навколишнього середовища згідно з кліматичним виконанням, яке визначається по ГОСТ 15150-69;
• нижні і верхні межі температури робочого середовища в залежності від кліматичного виконання;
• напрямок подачі середовища
• тип приводу – ручний, механічний або електропривод (настановні розміри перехідника по ОСТ 26-07-763-73).

 

Вибір засувки для певної робочої середовища, здійснюється по стійкості матеріалу корпусних деталей до корозійного руйнування. Відповідно до Гост 9.908-85, швидкість корозії не може перевищувати 1мм в рік.

Кліматичне виконання сталевих і чавунних засувок по ГОСТ 15150 відрізняється. Так для виробів із сталі застосовуються виконання:

 

• Т1 – експлуатація при температурах в діапазоні від -10⁰С до +50⁰С;
• ТпУ1 – від -29⁰С до +40⁰С;
• У1 – від -40⁰С до +40⁰С;
• ХЛ1 – від -60⁰С до +40⁰С.

 

Чавунні вироби також класифікуються за ГОСТ 15150, але з іншими маркуванням (У, Т, УХЛ, ОМ).

Маркування

Вимоги до маркування і позначень сталевих і чавунних засувок можна знайти в 3 документах.

 

1. СТ ЦКБА 036-2017 – містить таблиці фігур на кожну модель.
2. ГОСТ 4666-2015 – містить вимоги щодо маркування та фарбування.
3. ТУ – локальний документ заводу-виробника, що містить додаткові вимоги до маркування та фарбування.

 

Розберемо на прикладі сталеву засувку 30с515нж. Згідно СТ ЦКБА:

 

• 30 – означає, що це засувка;
• з – корпус виконаний із сталі;
• 5 – вказівка типу приводу (механічний редуктор в даному випадку);
• 15 – номер моделі;
• нж – матеріал ущільнення на клині.

 

 

Якщо в середині позначення вказані 2 цифри (30с15нж) то це означає, що привід у засувки ручний. Цифра «5» перед номером моделі вказує на механічний привід. А ось цифра «9» (30с915нж) позначає наявність перехідника під електропривод.

 

Малюнок 8. Маркування За Гост 4666, на корпусі засувки повинні бути присутніми наступні дані.

 

• Товарний знак виробника. При відсутності вказується назва заводу.
• Повне найменування за СТ ЦКБА. Наприклад, 30с927нж.
• Тиск номінальний.
• Діаметр номінальний.
• Унікальний заводський номер пристрою.
• Дата випуску.

 

Ці дані можуть бути вказані як на корпусі пристрою, так і на інформаційній табличці, прикріпленій до корпусу або кришці. При наявності електроприводу, на нього встановлюється окрема інформаційна табличка.

Також завод-виготовлювач додатково може вказувати іншу інформацію про виробі, встановлену в технічних умовах на продукцію.

За погодженням із замовником можлива поставка виробів під електропривод і механічний редуктор.

Наносяться позначення на корпус засувки методом лиття або ударним способом. Інформаційна табличка може бути надрукована друкарським способом. Також таблички допускається виготовляти ударним методом.

Транспортування і зберігання

Перед тим, як засувка надійде в продаж, вона проходить вихідний контроль з відміткою перевіряє в паспорті виробу (ВТК). Після цього, прилад підлягає консервації з дотриманням вимог, викладених в ГОСТ 9.014-78.

Використовувані варіанти захисту:

 

• ВУ-1;
• ВУ-0.

 

Перевезення виробу до місця постійного зберігання або монтажу здійснюється строго у заводській тарі. При цьому повинні виконуватися вимоги щодо транспортування та зберігання, викладені в ГОСТ 15150-69, пункт Ж1. Для перевезення засувок з електроприводом виконуються вимоги пункту Ж2.

В процесі перевезення ящики з виробами повинні бути закріплені в транспортній тарі (ж/д вагон, кузов автопоїзда і т. д.). У процесі розвантаження на території підприємства, не можна кидати і кантувати (перевертати) тару з засувкою.

Якщо виріб підлягає постановці на тривале зберігання, то виконуються всі необхідні заходи з консервації, зазначені в ГОСТ 9.014.

Зберігати засувку треба в заводській коробці, а при її відсутності, у схожій за розмірами та матеріалом виготовлення чистій тарі. При цьому клин повинен бути опущений в нижнє положення «закрито», а приєднувальні патрубки закриті заглушками.

 

Малюнок 9. Тара

Такий порядок забезпечить якісне зберігання засувки на довгий час. Додатково, кожні пів року виріб змащується.

Правила монтажу

При установці засувки в трубопровідну магістраль, робочий персона повинен:

 

• дотримуватися правила проведення відповідних робіт на підприємстві;
• норми і правила охорони праці;
• мати захисний одяг і пристосування (ЗІЗ);
• пройти атестацію;
• мати досвід роботи по установці пристроїв запірної арматури.

 

Порядок навчання працівників підприємства правилам безпеки праці викладено в Гості Р 53672-2009р.

Виріб до моменту його встановлення повинно знаходитися в заводській упаковці. Безпосередньо перед монтажем засувку треба перевірити на працездатність, здійснивши 3 циклу роботи затвора. Також проводиться візуальний огляд зовнішніх і внутрішніх частин корпусу.

Перед установкою шпиндель (різьблення) треба змастити пастою марки ВНДІ НП-232, регламентованої за Гостом 14068.

Підвішувати виріб можна тільки за приєднувальні патрубки.

 

Малюнок 10. Строповка

Порядок виконання робіт.

 

1. Провести вимкнення та скидання тиску в трубопроводі.
2. Провести промивку системи водою.
3. Очистити місце установки від сторонніх предметів і бруду.
4. Провести строповку вироби, згідно з доданою схемою до керівництва з експлуатації.
5. Акуратно, уникаючи наголос про трубопровід, підвести засувку до приєднувальних фланців.
6. Вставити шпильки в усі отвори фланця, передбачені конструкцією.
7. Нагвинтити гайки на шпильки.
8. Зробити затяжку гайок спеціальним ключем.
9. Зняття стропів можна робити тільки після повної затягування арматури на трубопроводі.

 

Вироби великого діаметру мають велику масу. Приміром, 30ч539р Ру16 Ду1000 важить близько 1,5 тонни. Тому при встановленні такого «гіганта» в магістраль, передбачається опора. Монтаж з опорою на трубу строго заборонений.

 

Джерело: https://sibzta.su/blog/zadvizhki/kakie-vidy-zadvizhek-byvayut/