Запорно-регулирующая арматура для сетей водоснабжения и теплоснабжения

Надежная арматура является залогом беспроблемной эксплуатации сетей водо- и теплоснабжения. К арматуре относятся: соединительные элементы трубопроводов, тройники, фланцы, задвижки, шаровые краны и прочие элементы.

Согласно ГОСТ 24856–2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» известны следующие виды арматуры:

Основные виды:

• запорная арматура – предназначена для перекрытия потока рабочей среды c определенной герметичностью;
• обратная арматура (арматура обратного действия) – предназначена для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды;
• предохранительная арматура – предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса рабочей среды;
• распределительно-смесительная арматура (распределительная арматура, смесительная арматура) – предназначена для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков;
• регулирующая арматура – предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода или проходного сечения;
• разделительная (фазоразделительная арматура) – предназначена для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях или с различной плотностью;
• отключающая арматура – предназначена для перекрытия потока рабочей среды при превышении заданной величины скорости ее течения.

Комбинированная арматура:

• запорно-регулирующая арматура – совмещает функции запорной и регулирующей арматуры;
• невозвратно-запорная арматура – обратная арматура, в которой может быть осуществлено принудительное закрытие или ограничение хода запирающего элемента;
• невозвратно-управляемая арматура – обратная арматура, в которой могут быть осуществлены принудительное открытие, закрытие или ограничение хода запирающего элемента арматуры.

Арматура также разделяется в зависимости от назначения:

• спускная арматура (дренажная арматура) – предназначена для сброса рабочей среды из систем трубопроводов;
• конденсатоотводчик – предназначен для удаления конденсата;
• защитная арматура (отключающая арматура) – предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока;
• редукционная арматура (дроссельная арматура) – предназначена для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счет увеличения гидравлического сопротивления в проточной части;
• контрольная арматура – предназначена для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру, приборы.

В системах тепло- и водоснабжения как в промышленности, так и в сфере ЖКХ наибольшее распространение получила запорно-регулирующая арматура.

Вентиль запорный

К запорно-регулирующей арматуре относятся: вентили, задвижки, дисковые поворотные затворы, шаровые краны, предназначенные для перекрытия потока или изменения направления потока.

Запорная и регулирующая арматура монтируется:

• на производственном трубопроводе для обеспечения двухсторонней подачи воды к оборудованию;
• на пожарных стояках с пятью и более пожарными кранами;
• на стояках хозяйственно-питьевой сети в зданиях высотой три этажа и более;
• на ответвлениях от магистральных линий для обеспечения отключения при проведении ремонта отдельных участков;
• на рукавах в каждую квартиру;
• на подводках к смывным бачкам;
• на ответвлениях к групповым душам и умывальникам;
• после регулятора давления.

Следует помнить, что к арматуре, устанавливаемой на сетях тепло- и водоснабжения, а также во внутридомовых системах, должен быть обеспечен легкий доступ для службы эксплуатации.

Для сетей в местах установки арматуры всегда должны устраиваться смотровые колодцы или люки, при скрытом размещении арматуры внутри здания – смотровые лючки.

Рассмотрим подробнее типы арматуры.

Вентиль (клапан) – тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Основными конструктивными элементами запорного вентиля являются: золотник, шпиндель, корпус с сальниковым или сильфонным уплотнением и бугельный узел. Устройство крепится на трубопроводе посредством резьбового или фланцевого соединения. Вращательное движение шпинделя в ходовой гайке преобразуется в поступательное движение золотника (тарелки клапана). В крайнем нижнем положении последний перекрывает седло, препятствуя прохождению потока рабочей среды. Перемещение запирающего элемента может передаваться и от штока, к которому прикладывается усилие маховика.

Для обеспечения герметичности при перекрытии потока на затворе вентиля закрепляется полимерная или резиновая прокладка, в высококачественных клапанах герметичность достигается уплотнением затвора «металл–металл» за счет тщательной притирки затвора и седла.

Вентиль с перпендикулярным расположением штока относительно оси потока рабочей среды называется прямым, с наклонным расположением штока – косым: он характеризуется меньшим гидравлическим сопротивлением.

Преимущества вентиля:

• отсутствие трения уплотнительных поверхностей в момент закрытия, так как затвор двигается перпендикулярно среде;
• небольшая высота.

Недостатки вентиля:

• большая строительная длина;
• небольшое проходное отверстие;
• эксплуатация только при определенном направлении рабочей среды.

Задвижки устанавливаются на трубопроводах для прекращения подачи воды и отключения отдельных участков сети. Также используются для регулирования расхода воды посредством изменения площади сечения отверстия задвижки. Основное конструктивное отличие задвижки от шарового крана или дискового поворотного затвора заключается в плоском затворе, который закреплен на резьбовом штоке и перемещается перпендикулярно оси потока. Задвижки всегда устанавливаются перпендикулярно движению потока воды. При изготовлении задвижек используется сталь или чугун.

Задвижки бывают параллельные и клиновые.

Корпус параллельной задвижки изготавливают из чугуна или из стали с фланцами и выдвижным или невыдвижным штоком. Параллельные задвижки состоят из двух дисков и расположенных между ними односторонних скошенных клиньев. Вращение маховика, связанного со шпинделем, поднимает диски (открывает задвижку) или опускает диски (закрывает задвижку). Для обеспечения более плотного закрытия клинья при опускании дисков раздвигаются и прижимают диски к гнездам. Параллельные задвижки используют при малых давлениях воды – как правило, не более 10 бар.

Параллельная задвижка. Задвижка включает: 1 – запорный элемент (клиновый или параллельный); 2 – корпус стальной или чугунный; 3 – крышка корпуса чугунная или стальная; 4 – шток резьбовой (стальной); 5 – маховик, редукторный привод или электропривод

Клиновые задвижки изготовляются в полупроходном исполнении с невыдвижным штоком. Плотность перекрытия потока обеспечивается за счет уплотнения «металл–металл» или «металл–резина».

Преимущества задвижек:

• незначительное гидравлическое сопротивление при полном открытии затвора;
• возможность подачи рабочей среды в любом направлении;
• отсутствие поворота рабочей среды;
• широкая линейка типоразмеров.

Недостатки задвижек:

• сравнительно небольшой допустимый перепад давления на затворе;
• невысокая скорость срабатывания в аварийной ситуации;
• возможность заклинивания затвора при колебаниях температуры рабочей среды;
• возможность гидравлического удара в конце хода запорных дисков;
• трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей;
• высокая стоимость ремонта при относительно низкой цене задвижки;
• большая строительная высота и масса.

При появлении шаровых кранов и дисковых поворотных затворов задвижки применяются реже.

По конструкции дисковый поворотный затвор – это короткий отрезок трубы с регулируемым элементом в виде диска, поворачивающегося вокруг оси и расположенного перпендикулярно к оси прохода. Для герметичности применяются металлические или мягкие резиновые кольца. Принцип работы дисковых поворотных затворов заключается в том, что поворотный диск прижимается к уплотняющей поверхности седла внутри корпуса, преграждает путь потоку воды, а при повороте диска на 90° вода свободно проходит через затвор.

Клиновая задвижка

Поворотные затворы могут монтироваться в любом положении, но затворы больших диаметров рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении, так как при вертикальной установке не исключена вероятность заклинивания, связанная с попаданием твердых частиц в область штока. Дисковые затворы могут изготавливаться с эксцентрично установленными дисками. Управление дисковыми поворотными затворами может осуществляться вручную, с использованием редуктора при помощи электропривода, пневмопривода или гидропривода.

Дисковый поворотный затвор

Преимущество дисковых поворотных затворов:

• малый вес, малая строительная длина;
• герметичное перекрытие потока в обоих направлениях;
• небольшое сопротивление, оказываемое поворотным затвором потоку рабочей среды (высокое значение коэффициента K_v);
• сменное седловое уплотнение;
• большой диаметр прохода;
• долговечность. При правильной эксплуатации срок службы – 30 лет;
• запорная и регулирующая функции.

Недостатки дисковых поворотных затворов:

• бoльшие потери напора, чем при установке обычных задвижек;
• пониженная герметичность;
• трудность получения расчетных пропускных характеристик при работе затвора в качестве регулирующей заслонки.

Основные параметры дисковых поворотных затворов регламентируются ГОСТ 25923–89 «Затворы дисковые регулирующие. Ос-новные параметры» и ГОСТ Р25923–89 «Арматура трубопроводная. Затворы дисковые. Общие технические условия».

Шаровой кран – трубопроводная арматура, имеющая запорный или регулировочный узел в форме шара (сферы), используется для перекрытия потока воды, изменения направления потока. Запорным элементом является шар, выполненный из нержавеющей стали и имеющий сквозное отверстие для прохода рабочей среды. Существуют два типа шаровых кранов – с плавающим шаром и с шаром в опорах.

Шаровой кран

Шаровые краны с плавающим шаром используются в трубопроводах с низким давлением и температурой.

Шаровые краны с шаром в опорах используются в трубопроводах больших диаметров с высоким давлением. Перепад давления воспринимается подшипниками опор, а не уплотнительными седлами.

Проходной кран

Изменение направления потока воды происходит с помощью затвора, который можно повернуть на 90°. При этом шар внутри крана поворачивается вокруг своей оси стороной, в которой нет сквозного отверстия, в этом случае поток будет полностью перекрыт.

Угловой кран

На магистральных водопроводах используются шаровые краны, рассчитанные на высокое давление.

Существует три типа шаровых кранов:

1. Проходной кран – направление потока не изменяется.

2. Угловой кран – направление потока изменяется на 90°.

3. Трехходовой кран имеет один входной и два выходных канала.

Преимущества шаровых кранов:

• высокая степень герметичности;
• низкое гидравлическое сопротивление;
• небольшие масса и габариты;
• малое время открытия и закрытия;
• не требуется технического обслуживания в процессе эксплуатации;
• широкая линейка типоразмеров по способу монтажа (фланцевое, муфтовое, под приварку), по виду исполнения (цельносварной корпус или разборный корпус).

Недостатки шаровых кранов:

• повышенные требования к чистоте рабочей среды;
• возможно «прикипание» шара при длительной эксплуатации в закрытом или открытом положении.

Трехходовой кран

Проведя анализ современной запорно-регулирующей арматуры, в заключении можно отметить, что каждый из рассмотренных типов арматуры обладает преимуществами и недостатками, зная которые, можно определиться с выбором арматуры под заданные требования и условия эксплуатации.

Для чего нужна запорная водопроводная арматура

Трубопроводная арматура – это сантехническое оборудование, предназначенное для регулировки подачи рабочей среды по сетям водоснабжения. К этому типу механизмов относят любые клапаны и краны, устанавливаемые на коммуникациях.

Определение и назначение запорной арматуры для водопровода

Запорная арматура отличается от регулирующей тем, что она предназначена для полной остановки движения носителя, а не для контроля пропускной способности трубопровода. Такие устройства имеют ряд общих черт:

• широкий диапазон рабочего давления и температуры;
• антикоррозийное покрытие, продляющее срок службы металла;
• необходимая пропускная способность.

Водопроводную арматуру изготавливают из пластмассы, латуни, бронзы, чугуна и стали.

Принцип работы

Запорная арматура работает по простому принципу – во время ее закручивания меняется площадь сечения проходного отверстия корпуса, в результате чего движение жидкости прекращается. Более подробно эксплуатацию устройства можно описать на примере трубопроводной задвижки:

• Оператор вращает маховое колесо.
• Благодаря резьбовому соединению шток начинает двигаться.
• Шток толкает затвор. Процесс контролируется при помощи направляющей.
• Затвор перекрывает отверстие корпуса, препятствуя перемещению жидкости.

Запорное устройство не стоит использовать для регулирования потока. Длительное воздействие воды на металлические элементы приводит к их шлифованию и потере эффективности для полного перекрытия коммуникации.

Виды и устройство запорной арматуры

Арматура для пластиковых водопроводных труб классифицируется в зависимости от назначения, конструкции, области применения, условий эксплуатации и способа крепления. На выбор устройства влияет материал изготовления – он должен подходить по характеристикам для установки на определенную магистраль.

В зависимости от особенностей применения выделяют следующие виды арматуры:

• Запорная. Этот класс изделий самый многочисленный – он составляет ¾ всей применяемых устройств. Используют для полного отключения потока носителя в магистрали и ее пуска при необходимости. Запорные изделия включают задвижки, краны и вентили. Их используют для регулировки движения различных сред – газа, пара, воды.
• Регулирующая. Устройства этого вида запорной арматуры систем водоснабжения имеют клапаны и называются регуляторами уровня жидкости, давления, среды. Они двигаются за счет работы электропривода. Одно из распространенных названий таких моделей – дросселирующая арматура.
• Предохранительная. Благодаря этим устройствам обеспечивается защита коммуникаций различного назначения от превышения давления сверх допустимых значений. Если этот показатель становится больше нормы, происходит частичный сброс рабочей среды. Предохранительная арматура включает в себя разрывные мембраны, перепускные клапаны, импульсные устройства.
• Защитная. Основное значение таких механизмов состоит в предотвращении аварий и поломок при недопустимых для магистрали параметрах технологических процессов. Кроме того, механизм предотвращает течение рабочей среды в противоположном направлении. К защитной арматуре относят отключающие и обратные клапаны.
• Распределительно-смесительная. Она имеет другое название – многоходовая. К таким устройствам относят распределительные клапаны и трехходовые краны. Изделия применяются для смешивания сред или раздачи рабочих потоков по нескольким направлениям.
• Контрольная. Предназначена для наблюдения и регулирования уровня жидкости в котлах и сосудах.
• Фазоразделительная. Используется для разделения рабочих сред, находящихся в разных состояниях. К таким устройствам относятся отводчики конденсата и маслоотделители.

Запорная арматура может находиться только в двух положениях – «полностью открыта» или «полностью закрыта». В зависимости от вида затвора задвижки классифицируют на клиновые, дисковые, параллельные. При создании систем полива используется запорная арматура для водопроводных труб с таймером.

По способу соединения устройства делятся в соответствии со следующей классификацией:

• Фланцевые. Эта разновидность фурнитуры представлена круглыми, прямоугольными и треугольными моделями. Квадратные устройства предназначены для сред с ограниченными показателями давления – не выше 2 атмосфер. Круглая форма более предпочтительная – на ее производство затрачивается минимум ресурсов, а по надежности она превосходит другие виды.
• Бесфланцевые. Ассортимент предлагаемых изделий этого типа довольно обширен по способам ее подсоединения к трубопроводам, патрубкам емкостей и сосудов. Модели этой группы могут быть цапковыми, штуцерными, приварными и муфтовыми.

Запорная арматура устанавливается на ПНД, металлопластиковые, полипропиленовые и магистрали из нержавеющей стали.

Основные критерии выбора

При выборе водопроводной арматуры следует учитывать несколько критериев:

• Назначение. Может использоваться для наружных и внутренних сетей.
• Материал. При необходимости использования задвижек или регуляторов в агрессивной среде лучше выбрать керамическое изделие. Этот материал менее подвержен разрушению, чем пластик и металл.
• Ремонтопригодность.
• Внешний вид. При выборе арматуры, которую планируется разместить на виду, стоит учитывать стиль интерьера.

При выборе бренда лучше опираться на проверенных производителей. К ним относится фирма «Валтек», реализующая инженерную сантехнику в России и странах СНГ.

Особенности монтажа

Подбирая водопроводную арматуру для квартиры, следует убедиться, что она соответствует трубопроводу по следующим показателям:

• одинаковая форма сечения;
• одинаковый диаметр;
• возможность надежного соединения запорного устройства и трубопровода: идентичность фланцев, соответствие резьбы.

Основные правила установки водопроводной арматуры:

• Любые работы нужно выполнять только на отключенном участке магистрали. Важно убедиться, что в ней не осталось рабочей среды, а температура и давление соответствуют норме. Воздушники и дренажи должны быть открыты. С каждой стороны от арматуры по линии трубопровода вешают предупреждающие знаки.
• Предмонтажная подготовка соединительных элементов запирающих конструкций предполагает их очищение от грязи и следов коррозии.
• Устанавливать запорные или регулирующие механизмы нужно только на прямолинейных и ровных участках магистрали. Запрещается монтировать ее на изгибах, поскольку это может снизить герметичность системы водоснабжения.
• Для тяжелых элементов затворов и задвижек стоит предусмотреть опорные конструкции.
• Затяжку крепежа нужно выполнять специальными инструментами. Чтобы фланцы не перекосились, их нужно затягивать сначала с одного края, затем – с противоположного.
• Сварку проводят только на арматуре с открытым затвором.

При установке запорных элементов важно уделять внимание соответствию положения устройства направлению потока среды. Его указывают на корпусах кранов, вентилей и задвижек. Для трубопроводов, имеющих возможность двустороннего движения жидкости или пара под высоким давлением, устанавливают 2 запорные арматуры, предназначенные для разных направлений потока.

Стоимость запорной арматуры начинается от 100 рублей и может достигать 200 тыс. рублей. Цена зависит от размера, материала изготовления, особенностей эксплуатации устройства.