Фланцевая задвижка

Задвижки фланцы для трубопроводов

Параметры и характеристики фланцевых задвижек для перекрытия потоков газообразных, жидких, пульпообразных, вязких и сыпучих сред в трубопроводах с различным давлением и условными проходами определяются техническими условиями ГОСТ 3706-93.

Основные размеры задвижек, которые устанавливаются между фланцами, приваренными к трубопроводу, в соответствии с положениями ГОСТ 3706-93 (Задвижки. Строительные длины):

• проход условный (Dy);
• длина (L);
• высота в закрытом положении (H);
• диаметр маховика (Do).

Единицы измерения параметров фланцевых задвижек для трубопроводов – миллиметры (мм).

По материалу изготовления фланцевые задвижки подразделяются на две основные группы: стальные и чугунные, по конструкции запорного механизма этот тип задвижек классифицируется на клиновые, шиберные (ножевые) и параллельные (двухдисковые).

Для ручного управления фланцевыми задвижками с диаметром условного прохода до 150 (мм) используются маховики, а для задвижек большего диаметра — редукторные приводы.

Фланцевые задвижки с электроприводами применяются в случае автоматизации технологического процесса, удалённого управления, большого диаметра условного прохода, например — 500 (мм) и более, или расположения в труднодоступном месте.

В зависимости от назначения задвижки могут быть оснащены фланцами разного типа, основные разновидности: фланец с гладкой уплотнительной поверхностью, фланец с соединительным выступом, фланец под овальную кольцевую прокладку.

Важно: стальные фланцевые задвижки устанавливаются на трубопроводах с высокими параметрами рабочей среды и высокими требованиями к надёжности, они широко применяются на высокотемпературных источниках тепла и наружных сетях теплоснабжения.

Чугунные фланцевые задвижки устанавливаются на трубопроводах коммунальной сферы в системах водоснабжения, отопления, канализации.

Фланцевая задвижка

Фланцевая задвижка представляет собой запорную арматуру, используемую в трубопроводных системах разных масштабов и назначения. Она обеспечивает быстрое перекрытие потока рабочей среды, совершая поступательно-возвратные движения перпендикулярно движению вещества (жидкости, пара). Задвижка работает только в двух режимах – «закрыто» и «открыто». Чаще всего она используется в системах незамкнутого типа, в которых нужно периодически перекрывать поток при обслуживании, ремонте или возникновении аварийной ситуации.

Конструктивные особенности арматуры

Корпус задвижки представляет собой цельнометаллическую деталь, изготовленную по технологии литья. Бесшовная конструкция обеспечивает арматуре способность противостоять сильным гидравлическим ударам, возникающим при изменении давления внутри системы. В зависимости от типа устройства корпус оснащается пропускным отверстием постоянного или сужающегося типа.

Запорный узел выполняется в виде заслонки, которая перекрывает пропускное отверстие в поперечной плоскости. Затвор функционирует по принципу гильотины: при необходимости он опускается на нужную глубину, изменяя тем самым размеры пропускного отверстия. Такая схема действия позволяет использовать задвижки на трубах любого диаметра.

Органы управления представлены винтовой парой, которая соединена с затвором. Верхняя часть элемента оснащена нарезной резьбой, в которую вкручена шпилька. Нижний торец подсоединен к кромке запирающей заслонки. При повороте шпильки происходит смещение затвора вниз или вверх. Вращение органа управления может осуществляться как вручную, так и автоматически.

Фланцы предназначены для крепления задвижки к трубам. Они представляют собой кольцевые пластины с отверстиями под завинчивание болтов, прикрепленные к корпусу с помощью сварки. Фланцевые шайбы могут быть с выступом, впадиной, пазом или шипом. Между пластинами и торцом трубы обязательно устанавливается уплотнитель.

Виды фланцевых задвижек

На сегодняшний день данный тип арматуры выпускается производителями в широком ассортименте. Устройства различаются конструктивными, рабочими и другими параметрами. В частности их классифицируют по следующим признакам.

По типу затвора

• Клиновые. Заслонка в таких задвижках изготавливается в виде клина, который состоит из двух дисков. Он может быть как упругим, так и жестким. Также задвижки имеют два седла, располагающихся относительно друг друга под определенным углом. В закрытом положении клин надежно прилегает к седлам, герметично перекрывая поток.
• Параллельные. Такие задвижки могут включать заслонки, состоящие из одного или двух компонентов – дисков. Они располагаются строго параллельно друг другу. При движении диски максимально плотно прижимаются к седлу, полностью закрывая проходное отверстие.

По характеру движения шпинделя

• Выдвижные. Такие задвижки при повороте органа управления выполняют поступательные движения. Кроме того, они характеризуются большой высотой подъема винта. Из-за этого их установка осуществляется в местах, где достаточно свободного места.
• Невыдвижные. Имеют более компактные габариты. Поворот заслонки осуществляется без подъема винта – внутри корпуса задвижки. Применяются в сетях с неагрессивной средой и минимальным риском коррозии. Отлично подходят для узких и труднодоступных мест.

По материалу корпуса и задвижки

• Стальные. Изготавливаются полностью из нержавеющей, оцинкованной или другой стали. Подходят для работы при температуре от -70 до +420 °C. Могут устанавливаться на трубопроводы, по которым движется вода, пар, газ, нефтепродукты и пр.
• Чугунные. Производятся из прочного и долговечного чугуна. Могут применяться в системах с рабочей температурой до +150 °C и давлением до 16 атм. Чаще всего используются в трубопроводах, транспортирующих воду или пар.

По методу управления

• Ручные. Смещение заслонки на открытие или закрытие потока осуществляется вручную методом поворота резьбовой шпильки в определенную сторону. Для удобства выкручивания и закручивания резьбы предусмотрено многоспицевое колесо.
• Приводные. Винтовая пара управляется автоматически с помощью электрического или иного вида привода. Возможна полная автоматизация или дистанционное управление. Для этого задвижка оснащается приводом, а также процессором, датчиком и прочими компонентами.

Технические характеристики задвижек

Данный тип арматуры отличается многообразием размеров и эксплуатационных свойств. Сегодня такие задвижки представлены различными типами устройств, имеющих разные параметры:

• рабочую среду – воду, пар, кислоты, нефть, масло, спирты, иные жидкости;
• диаметр (по ГОСТ 9698-86) – от 40 до 1600 мм;
• номинальное давление – от 0,16 до 25 МПа;
• температурный режим – от -70 до +450 °C.

Подбор арматуры осуществляется с обязательным учетом данных характеристик. Они должны полностью соответствовать габаритам трубопровода и специфике его эксплуатации.

Особенности установки задвижки на фланцы

Монтаж арматуры на торцы трубопроводов осуществляется с помощью расположенных на изделии фланцев и болтов. Процесс предусматривает следующую последовательность выполнения работ.

• Подготовка. Действующий трубопровод перекрывается с помощью дополнительной арматуры полностью или частично (только определенный участок), после этого трубы разрезаются в нужном месте и разъединяются.
• Приварка фланцев. На торцах обеих труб монтируются фланцы. Их размеры должны полностью соответствовать диаметру трубопровода и устанавливаемой задвижки. Фиксация элементов осуществляется с помощью сварки, которая обеспечивает надежность крепления.
• Установка арматуры. В зазор между трубами устанавливается фланцевая задвижка и размещается таким образом, чтобы отверстия на обеих шайбах были совмещены. В перфорацию на фланцах вставляют болты, на торцы которых накручиваются гайки.
• Монтаж уплотнения. При необходимости между поверхностями фланцев с обеих сторон задвижки размещается уплотнитель из резины, полимера или иного упругого материала, который повышает герметичность стыка деталей.
• Финальное закручивание. Затягивание винтовых пар осуществляется последовательно. Каждый болт прокручивается на 3–4 оборота, после чего переходят к другому. И так по кругу, до полной затяжки винтовых пар и плотного крепления задвижки.

Преимущества фланцевых задвижек

• Простая конструкция. Обеспечивает простоту обслуживания и ремонта. Также снижает вероятность заклинивания и отказов в работе.
• Минимальное гидравлическое сопротивление. Внутреннее устройство такой арматуры оказывает минимальное сопротивление движущемуся потоку веществ.
• Универсальность использования. Большинство задвижек может использоваться в трубопроводных системах с разными по типу и агрессивности рабочими средами.
• Легкое управление. Возможность автоматизации с помощью электрических и других приводов позволяет открывать/закрывать заслонку без участия оператора.
• Надежность. Задвижки устойчивы к коррозии, сильным перепадам давления и прочим факторам, благодаря чему стабильно служат многие годы.
• Полная герметичность. Использование уплотнителя обеспечивает непроницаемость прилегания фланцевых шайб друг к другу, исключая утечку пара или жидкости в месте соединения.
• Простота демонтажа. При необходимости фланцевые крепления можно легко демонтировать, разъединив закрученные винтовые пары.

Разнообразие вариантов исполнения и великолепные характеристики делают фланцевые задвижки одним из лучших видов запорной арматуры, которая обеспечит простое и эффективное управление трубопроводными системами бытового, промышленного, коммунального и иного назначения.

ООО «НЕМЕН» — официальный представитель крупнейших российских и европейских заводов в области промышленного оборудования.

Что такое фланец задвижки

Из общей массы трубопроводной арматуры, которая эксплуатируется предприятиями, выделяется задвижка. Она выполняет запорную функцию по полному перекрытию потока вещества по трубе. Но чтобы задвижка работала «как следует», надо правильно ее установить. В этом обзоре разберем:

• каким образом можно установить задвижку на трубу;
• что такое фланец задвижки;
• как его изготавливают;
• какие модели им комплектуются.

Процесс монтажа не занимает много времени (если соблюдать правильную последовательность работ), но от него зависит то, насколько эксплуатация магистрали будет безопасной и безаварийной.

Из чего состоит задвижка?

Рассмотрим по элементам модель 30с41нж.

На рисунке представлена стальная задвижка, уплотнительные поверхности клина которой выполнены из нержавеющей стали.

• 1 – штурвал;
• 2 – бугельный узел;
• 3 – шпиндель;
• 4 – откидной болт сальникового узла;
• 5 – крышка;
• 6 – болт фланца;
• 7 – фланцевое соединение корпуса и крышки;
• 8 – корпус;
• 9 – фланец присоединительного патрубка;
• 10 – отверстие для крепление фланца к трубопроводу;
• 11 – ходовая гайка;
• 12 – уплотнительная прокладка фланца;
• 13 – клин затвора;
• H – строительная высота;
• L – строительная длинна;
• DN – диаметр условного прохода.

Маркировка этой модели обозначает (в соответствии с таблицей фигур):

• 30 – задвижка;
• с – корпус, крышка и штурвал отлиты из стали;
• 41 – регистрационный номер модели в справочнике;
• нж – уплотнительные поверхности затвора из нержавеющей коррозионно-стойкой стали.

На рисунке 1 изображена задвижка, укомплектованная двумя парами фланцев. Одна пара соединяет корпус и крышку, а вторая – патрубки с трубопроводом. Фланцевое соединение с трубопроводом также уплотняется прокладкой.

Для чего нужен фланец?

Фланец – это плоский крепежный элемент, служащий для прочного и герметичного соединения. В зависимости от назначения, он может быть квадратным или круглым.

Для трубопроводной арматуры применяются круглые фланцы, торцевые плоскости которых изготавливают определенной формы со специальными проточками. За счет формы и наличия проточек, определяются эксплуатационные характеристики задвижки.

К примеру, 30с41нж предназначена для работы в температурном режиме до +425 0 C, с максимальным давлением до 16 атмосфер. Фланцы этой модели должны обеспечивать нормальную работу задвижки в этих диапазонах.

Фланцевое соединение в задвижке используется в 2 местах:

• корпус и крышка;
• патрубки.

Также фланец устанавливают на задвижки с электрическим приводом вращательного действия (под электропривод). Номер по таблице фигур таких моделей дополняется цифрой 9. Например, 30с941нж, 30с964нж, 30с927нж, 30ч906бр.

Фланец в этом случае является переходной площадкой. Он может быть как круглой, так и квадратной формы.

Для точного совпадения проточек на плоскости и соприкосновения ответных фланцев, их изготавливают по стандартам, принятым на государственном уровне (ГОСТы, ОСТы, ИСО).

Типы фланцев

Для нужд трубопроводной отрасли разработаны отдельные стандарты, регламентирующие:

• присоединительные размеры;
• типы;

и исполнения уплотнителей (металл по металлу) фланцев.

При изготовлении литых задвижек (30ч39р), их корпуса комплектуются фланцем 21 типа (отливаются в одной форме с корпусом). 21 тип применяется исключительно для корпусных деталей. Отдельно такие фланцы не делают.

Также фланцы отличаются уплотнительными поверхностями.

Для каждого типа уплотнителя применяют разные прокладки. Например, для типов А, B, F, E используют резиновую или паронитовую прокладку. А вот для типов L и M применяют фторопластовые прокладки.

Фторопласт – содержащие фтор полимеры. Одним из разновидностей фторопласта является тефлон.

Фланцы подвида K и J применяют с линзовой и прокладкой овального сечения соответственно.

Выбор типа фланцевого соединения зависит от параметров рабочей среды (тип среды, температура и давление). Дело в том, что от уплотнителя зависит степень герметичности задвижки.

Методы изготовления фланцев

Металлургические заводы применяют несколько способов изготовления фланцев.

1. Штампование в закрытом штампе.

2. Ковка с укладкой на кольцо.

3. Электрошлаковая отливка.

Также применяют плазменную вырезку из цельного листа и производство из колец раскатных. Для фланцевого соединения с диаметром условного прохода до 700мм используют штамповку. Для магистралей большего диаметра – электрошлаковая отливка или резка из колец раскатных.

Электрошлаковая отливка – литье в форму с использованием защиты расплава от воздуха. В качестве защитного слоя применяют шлаковую ванну, через которую (для нагрева) проходит электроток.

Фланцы стальных задвижек могут изготавливать и отдельно от корпусных деталей по одному из типов (в строгом соответствии с ГОСТом 33259-2015). Их отливают из сталей, марок 20Л, 25Л и 35Л. Для арматуры, выполненной из нержавеющей стали, фланцы отливают из сплавов AISI 304.

После отливки, заготовки обрабатывают на станках. Поэтапно производят:

• выравнивание поверхности стыка с ответным фланцем (шабрение);
• выточку паза, шипа, выступа или впадины на токарном станке;
• сверление отверстий;
• снятие фасок с кромок отверстий, внутренней и наружной окружности заготовки (фрезерование).

После окончательной обработки, фланец подвергают ультразвуковому контролю и контролю на шероховатость поверхности.

Для задвижки 30ч6бр, корпус которой отлит из чугуна, фланцевое соединение изготавливают аналогичным способом (литье). Дело в том, что чугун – хрупкий металл, который не любит резких перепадов температуры. Поэтому сварочные работы стараются минимизировать.

При необходимости приварки чугунного фланца, свариваемые поверхности предварительно нагревают. После окончания сварки, принимают меры по защите шва от резкого перепада температуры (быстрого охлаждения).

Фланцевое крепление привода

Установка электропривода на арматуру позволяет дистанционно управлять работой трубопроводной магистрали. Кроме того, такие задвижки включают в диспетчерское управление. Это значит, что участки трубопроводной магистрали делят на посты, управление которыми производят с единого диспетчерского пульта.

Электроприводом комплектуют чугунную задвижку 30ч6бр. В маркировке при этом добавляется цифра «9» – 30ч906бр.

Обозначение «бр» указывает на материал уплотнительных колец затвора. Бр – латунь ЛС59-1. Эксплуатационные показатели для латунного уплотнителя:

• давление условное – 10 атмосфер (1 Мпа);
• максимальная температура рабочей среды – +225 0 С.

Чугунные фланцы корпуса делают соответствующего эксплуатационным показателям типа.

А вот фланцевое соединение электропривода со шпинделем регламентируется другими нормативными документами, нежели корпусных деталей. Для переходной площадки с многооборотным приводом – стандарт ИСО 5210; для неполноповоротных – ИСО 5211.

Многооборотный привод – вал совершает минимум один полный оборот. Такой привод способен работать при нагрузке на ось.

Неполноповоротный – вал вращается менее чем на один оборот. В этом случае осевая нагрузка не допускается.

Присоединительные размеры арматуры и вращательных приводов регламентируются ГОСТом 55510-2013. Для многооборотных – типы от F07 до F40. Для неполноповоротных – F03 — F60.

Тип ответного присоединения арматуры зависит от модели задвижки, диаметра ее условного прохода и характеристик рабочей среды.

Эксплуатация фланцевого соединения

Фланцевый крепеж универсален. Арматуру, присоединенную к трубе таким методом, в любой момент можно демонтировать для проведения обслуживания. А вот еще какие достоинства у этого крепления.

1. Время установки арматуры на трубу сокращается (по сравнению с приварным соединением).

2. При установке в строго горизонтальном или вертикальном положении не нужно использовать дополнительное оборудование, так как фланцевое соединение имеет проточки «шип-паз».

3. Разборная конструкция позволяет менять прокладку неограниченное количество раз.

4. При заклинивании затвора в нижнем положении, крышку легко можно снять и провести восстановительные работы.

5. Быстрая замена арматуры после ее износа.

Единственный минус фланцевого крепления – при его затяжке надо использовать динамометрический ключ с выставлением необходимого крутящего момента.

Можно затянуть и без ключа. Но тогда нет гарантии, что работник дотянет болты, либо наоборот – произойдет перетяжка с возможной деформацией поверхностей и болтов.

Правила монтажа

Для долговечной и бесперебойной работы задвижки, укомплектованной фланцевым соединением к трубе, надо правильно установить ее. Для этого, соблюдаем следующие рекомендации.

1. Перед монтажом проверьте комплектность фланцевого соединения. Проверяется соответствие болтов, шайб и гаек, а также ответного фланца.

2. Задвижку надо подвешивать за присоединительные патрубки.

3. Подвод задвижки к трубе осуществлять без соударений, плавно.

4. Установку всех болтов производить без затяжки.

5. После установки болтов, затяжку производить динамометрическим ключом «крест-накрест».

6. По окончании монтажа провести гидравлические испытания.

При проведении гидравлических испытаний проверяют фланцевое соединение корпуса с крышкой, а также патрубков с магистралью. Давление в системе при испытаниях должно соответствовать 1,1 PN (110% от указанного в паспорте номинального давления ).

В процессе эксплуатации фланцевое соединение надо периодически (устанавливается владельцем) осматривать. При появлении течи, надо затянуть болты. Если устранить течь не удалось, тогда задвижка демонтируется, а прокладку фланца меняют на новую.

Источник https://razmery.info/strmat/raznoe/razmery-fitinga-zadvizhek-flancevyh.html

Источник https://www.nemen.ru/index/for-designers/info/flantsevaya-zadvizhka/

Источник https://tehtepla.ru/blog/zadvizhki-/chto-takoe-flanets-zadvizhki-/