Задвижка: типы, подбор размеров и спецификация для вашего проекта

Что такое задвижка?

Задвижка — это запорное устройство с линейным перемещением, предназначенное для пуска или остановки потока жидкости с минимальным сопротивлением. Внутри корпуса клапана плоский или клиновидный затвор перемещается перпендикулярно направлению потока. В полностью открытом положении затвор полностью убирается в крышку, и проходное сечение не перекрывается, что обеспечивает очень низкий перепад давления на клапане. В полностью закрытом положении затвор прижимается к двум параллельным или наклонным уплотнительным поверхностям, создавая герметичное перекрытие.

Задвижки используются практически во всех промышленных и муниципальных трубопроводных системах. Вы найдете их на магистральных водопроводах, стояках противопожарного водоснабжения, контурах охлаждающей воды, линиях топлива и технологических трубопроводах химических заводов. Клапан не предназначен для дросселирования. Работа задвижки в частично открытом положении вызывает эрозию седла и затвора, что приводит к преждевременным утечкам.

Конструкция регулируется несколькими международными стандартами в зависимости от материала и условий эксплуатации:API 600 охватывает стальные задвижки с фланцевыми или стыковыми сварными концами для использования в нефтяной и газовой промышленности.BS 5163 охватывает чугунные задвижки для водопроводных систем.EN 1074 касается чугунных задвижек для водоснабжения в Европе.DIN 3352 определяет размеры «face-to-face» и испытания для задвижек с номинальным давлением PN.API 602Охватывает компактные стальные задвижки (обычно с приварными или резьбовыми соединениями) для размеров DN15–DN50.

Типы задвижек

Задвижки классифицируются по нескольким признакам: по движению шпинделя, по конструкции крышки и по форме затвора. Каждая комбинация подходит для определенных условий монтажа и эксплуатации.

С выдвижным шпинделем (OS&Y) и с невыдвижным шпинделем (NRS)

В задвижке с выдвижным шпинделем, также называемой задвижкой с наружной резьбой и хомутом (OS&Y), резьба шпинделя расположена снаружи корпуса, в хомуте. При вращении маховика шпиндель поднимается над маховиком при открытии клапана. Это дает четкое визуальное указание положения клапана на расстоянии, что критически важно в системах пожаротушения и на технологических установках, где операторы должны быстро подтверждать состояние линии.

В задвижке с невыдвижным шпинделем (NRS)резьба шпинделя находится внутри корпуса и контактирует с рабочей средой. Маховик и шпиндель вращаются вместе, а затвор перемещается вверх или вниз по внутренней резьбе. Шпиндель не поднимается. Задвижки NRS предпочтительны там, где ограничено вертикальное пространство, например, при подземной установке, в колодцах и подземных камерах. Недостатком является невозможность визуально определить положение по шпинделю.

Клиновая задвижка и параллельная шиберная задвижка

Клиновая задвижка использует конический затвор, который входит между двумя наклонными уплотнительными поверхностями. При закрытии клин плотно прижимается к седлам, обеспечивая надежное перекрытие даже при низком перепаде давления. Клиновые затворы бывают трех вариантов: цельный клин (одно целое, наиболее распространенный), упругий клин (цельная деталь с прорезью по периметру, позволяющей небольшой изгиб для компенсации несоосности седел) и разрезной клин (две части, самоустанавливающиеся по поверхностям седел).Параллельная шиберная задвижка

использует плоский затвор, который скользит между двумя параллельными уплотнительными поверхностями. Перекрытие достигается за счет давления в линии, прижимающего затвор к нижнему по потоку седлу. Параллельные шиберные задвижки распространены в низконапорных водопроводных системах и являются стандартной конструкцией по BS 5163 для питьевой воды. Они требуют меньшего крутящего момента привода, чем клиновые, при больших размерах.Сравнение задвижки с выдвижным шпинделем OS&Y и задвижки с невыдвижным шпинделем NRS бок о бокЗадвижка с выдвижным шпинделем OS&Y (слева) рядом с задвижкой с невыдвижным шпинделем NRS (справа).

Материал

Диапазон давления

Примечание для закупок: Для проектов в Западной Африке (Гана, Нигерия, Камерун) и Восточной Африке (Кения, Танзания) наиболее распространенной спецификацией для тендеров на водоснабжение являются чугунные задвижки с эпоксидным покрытием (минимум 250 микрон DFT). Латунные задвижки размеров DN15-DN50 доминируют на рынке строительных систем и бытового водоснабжения. Всегда подтверждайте, что сертификат на материал корпуса соответствует EN 1074-1 или BS 5163, как того требует спецификация инженера-консультанта.

Подбор задвижек по размеру и классу давления

Задвижки доступны от DN15 (½”) до DN600 (24”), а для крупных магистральных проектов — и больших размеров. Наиболее распространенные размеры для строительных систем и распределения воды — от DN15 до DN300.

Классы давления обозначаются по двум системам, которые не являются напрямую конвертируемыми. Система PN (используется в Европе, Африке и на Ближнем Востоке) указывает номинальное давление в барах при температуре окружающей среды: PN10 (10 бар), PN16 (16 бар), PN25 (25 бар). Система ASME B16.5 Class (используется в Америке и в нефтегазовой отрасли по всему миру) работает иначе: такие обозначения, как Class 150 и Class 300, являются номиналами давления-температуры, а не фиксированными значениями в барах. Допустимое рабочее давление зависит от группы материала клапана и рабочей температуры; например, задвижка из углеродистой стали Class 150 рассчитана примерно на 19,6 бар при температуре окружающей среды, но это значение снижается с ростом температуры. Поскольку две системы оценивают клапаны по-разному, значение PN нельзя просто заменить на Class; всегда указывайте полное обозначение, требуемое классом трубопровода проекта.

В таблице ниже приведены распространенные размеры с межфланцевыми расстояниями по DIN 3352 (для клапанов PN) и приблизительным весом. Эти значения являются ориентировочными; перед заказом всегда уточняйте точные размеры по техническому паспорту производителя.

Примечание: Вес указан для чугунных задвижек с фланцевым соединением, PN16. Латунные, чугунные и стальные задвижки будут отличаться. Значения Cv приведены для полностью открытого положения.

Типы концевых соединений: резьбовые, фланцевые и под приварку

Концевое соединение должно соответствовать трубопроводной системе. На рынке доминируют три типа.

Резьбовые концы (BSP или NPT).Задвижки малого диаметра (DN15-DN50) обычно поставляются с резьбовыми концами. Резьба BSP (British Standard Pipe) является стандартной в Великобритании, Африке, на Ближнем Востоке и в большинстве стран Содружества. Резьба NPT (National Pipe Taper) является стандартной в Северной Америке и части Латинской Америки. Резьбовые клапаны быстро монтируются и не требуют сварки. Всегда используйте герметик для резьбы или ленту PTFE для соединений NPT; соединения BSP полагаются на конусность или уплотнительное кольцо.

Фланцевые концы.Задвижки от DN50 и выше почти всегда фланцевые. Сверление фланцев соответствует EN 1092-2 (чугунные клапаны) или ASME B16.1 / B16.5 (стальные клапаны). Фланцевые клапаны крепятся болтами между фланцами труб с прокладкой между ними, что облегчает их демонтаж для обслуживания. Для проектов в Африке уточните, указывает ли консультант фланцы DIN/EN или ASME, так как оба типа используются и не являются взаимозаменяемыми.

Концы под приварку встык.Стальные задвижки по API 600 поставляются с концами под приварку встык для постоянной установки в трубопроводах высокого давления или температуры. Клапаны с приварными концами исключают потенциальные пути утечки в соединении корпуса с трубой. Они являются стандартными для нефтегазовой отрасли, энергетики и паропроводов высокого давления.

Задвижка или шаровой кран: что выбрать

Это один из самых частых вопросов у проектировщиков. Оба клапана обеспечивают отключение, но различаются по конструкции, стоимости и эксплуатационным характеристикам.

Шаровой кранШаровой краниспользует вращающийся шар с отверстием внутри. Поворот на четверть оборота (90 градусов) переводит клапан из полностью открытого в полностью закрытое состояние. Шаровые краны обеспечивают быстрое перекрытие и подходят для дросселирования в V-образных конструкциях. Они компактны, легки и обычно дешевле в малых размерах (DN15-DN50).

ЗадвижкаЗадвижкаиспользует линейное перемещение затвора и требует нескольких оборотов маховика для управления. Она обеспечивает меньшее падение давления в полностью открытом состоянии, так как проход прямой и не имеет препятствий. При размерах выше DN150 задвижки обычно являются более экономичным вариантом отключения по сравнению с полнопроходными шаровыми кранами, хотя точная разница в цене зависит от диаметра, класса давления и поставщика, и ее следует подтверждать проектными котировками. Поэтому водоканалы и инженеры-строители по умолчанию выбирают задвижки для магистральных трубопроводов большого диаметра.

Практическое правило для проектировщиков:Используйте задвижки для отключения на магистральных линиях большого диаметра для воды, сточных вод и общего назначения, где важно падение давления и позволяет пространство. Используйте шаровые краны для отключения приборов малого диаметра, быстрого перекрытия и в случаях, где требуется дросселирование.

Применение по отраслям

Муниципальное водоснабжение.Задвижки являются стандартной запорной арматурой для магистральных водопроводов. Чугунные задвижки с шаровидным графитом по EN 1074-1 с эпоксидным покрытием (FBE) указываются большинством водоканалов по всему миру. Типоразмеры DN100-DN600 распространены на магистральных трубопроводах.

Противопожарная защита.Задвижки с выдвижным шпинделем (OS&Y) требуются по NFPA 13 и NFPA 24 для стояков систем пожаротушения и подземных противопожарных водопроводов. Выдвижной шпиндель обеспечивает визуальное подтверждение открытия клапана, что является требованием норм для пожарных систем.

Инженерные системы зданий и сантехника. Латунные задвижки DN15-DN50 используются для изоляции хозяйственно-питьевого водоснабжения в коммерческих зданиях, больницах и жилых высотках. Стандартом являются корпуса из кованой латуни по EN 1254-4 или аналогам.

Нефтегазовая и нефтехимическая промышленность.Стальные задвижки API 600 из углеродистой стали (WCB) или нержавеющей стали (CF8M) применяются на технологических линиях, трубопроводах устьев скважин и коллекторах резервуарных парков. Наиболее распространены классы давления Class 150 и Class 300.

Орошение и сельское хозяйство.Чугунные задвижки или задвижки из высокопрочного чугуна PN10 или PN16 используются на насосных станциях, выпусках из водохранилищ и магистральных соединениях в крупных ирригационных системах в странах Африки к югу от Сахары.

Как указать задвижку в спецификации для вашего проекта

При включении задвижки в проектную спецификацию или запрос котировок укажите следующие данные, чтобы избежать лишних согласований с поставщиками:

1. Тип клапана: С выдвижным шпинделем (OS&Y) или с невыдвижным шпинделем (NRS); клиновой или параллельный.
2. Материал корпуса: Латунь (C37700/CZ122), серый чугун (GG25/A126 Cl.B), высокопрочный чугун (GGG40/A536) или нержавеющая сталь (CF8/CF8M).
3. Типоразмер: Обозначение DN (например, DN100) или дюймовый эквивалент.
4. Класс давления: PN10, PN16, PN25, Class 150 или Class 300.
5. Тип присоединения: Резьбовое (BSP или NPT), фланцевое (EN 1092-2 или ASME B16.5) или под приварку встык.
6. Стандарт проектирования: BS 5163, EN 1074, API 600 или DIN 3352.
7. Покрытие: Тип эпоксидного покрытия, минимальная толщина сухой пленки (например, 250 мкм), цвет при необходимости.
8. Испытания: Испытание корпуса и герметичность затвора по соответствующему стандарту (например, EN 12266-1 для класса герметичности A или B).
9. Количество: Укажите общее количество и разбивку по типоразмерам. Поставщики предлагают более конкурентоспособные цены на консолидированные заказы.
10. Сертификация: Укажите, нужен ли сертификат на материал (EN 10204 3.1), испытания в присутствии заказчика или инспекция третьей стороной (SGS, Bureau Veritas, Intertek).

Компания IFAN Group производит задвижки из латуни, серого и высокопрочного чугуна в диапазоне типоразмеров от DN15 до DN300, имея более 3000 SKU в ассортименте клапанов и фитингов. Наш завод в Чжуцзи, Китай, работает с 1993 года, мы экспортируем продукцию в более чем 120 стран, имея сильные позиции в Западной и Восточной Африке. Мы поставляем клапаны по проектным спецификациям с полной прослеживаемостью материалов и поддержкой инспекций третьей стороной.

Часто задаваемые вопросы

1. В чем разница между задвижкой и запорным клапаном?

Задвижка перемещает затвор перпендикулярно потоку для его пуска или остановки, обеспечивая очень низкое падение давления в открытом положении. Запорный клапан опускает плунжер или диск на седло для ограничения потока, что создает большее падение давления, но позволяет точно регулировать расход. Задвижки используются для изоляции; запорные клапаны — для регулирования потока. Они выполняют принципиально разные функции в трубопроводной системе.

2. Как долго служит задвижка?

Правильно подобранная и установленная задвижка в системе чистой воды может надежно работать десятилетиями. Точный срок службы сильно варьируется и зависит от химического состава воды, частоты циклов и обслуживания, поэтому любые указанные годы являются эмпирическими правилами, а не гарантиями. Основные виды отказов: эрозия седла (из-за дросселирования или абразивных сред), коррозия штока и деградация сальниковой набивки. Регулярная подтяжка сальника и избегание частичного открытия продлевают срок службы.

3. Можно ли использовать задвижку для дросселирования?

Нет. Задвижки предназначены только для работы в полностью открытом или полностью закрытом положении. Работа задвижки в частично открытом положении вызывает вибрацию затвора и седел, что приводит к эрозии уплотнительных поверхностей. После эрозии седел клапан не будет герметично закрываться. Для дросселирования используйте запорный клапан, дисковый затвор или шаровой кран с V-образным вырезом.

4. Каков минимальный объем заказа для проектных задвижек?

IFAN Group поставляет задвижки для проектов любого масштаба. Для стандартных латунных задвижек (DN15-DN50) типичный минимальный объем заказа начинается от 500 штук на типоразмер. Для чугунных и ковких чугунных фланцевых задвижек (DN50-DN300) минимальный объем заказа составляет 50-100 штук на типоразмер в зависимости от спецификации. Свяжитесь с нашей командой продаж в WhatsApp по номеру +86 173 6968 5997, указав ваш список типоразмеров и спецификацию, чтобы получить проектное предложение.