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.

Как выбрать и установить регулирующий вентиль

Регулирующий вентиль – это устройство, позволяющее ограничить поток проходящей жидкости или газа в трубопроводе. Вентили для регулировки устанавливаются на системы водоснабжения и газоснабжения жилых помещений, а также на систему отопления. Чтобы устройство корректно выполняло возложенные на него функции, необходимо правильно подобрать и установить вентиль.

Устройство для ограничения проходящего потока в трубопроводе

Выбор регулировочного вентиля

При выборе вентиля необходимо учитывать:

• назначение устройства;
• вид регулировочной арматуры;
• технические характеристики;
• производителя.

Разделение вентилей по назначению

Регулировочный вентиль может быть предназначен для:

• газопровода. Устройства отличаются устойчивостью к высокому давлению, точностью и долговечностью. Для изготовления применяется латунь или бронза. В большинстве случаев для точной регулировки вентиля оснащаются манометрами, Примером является вентиль ВТР;

Регулирующий вентиль для газопровода

• водопровода. Водопроводные вентили отличаются устойчивостью к агрессивным средам и отложениям, содержащимся в воде;

Различные водопроводные вентили

• отопления. Вентили, устанавливаемые на отопление, обладают высокой антикоррозийной защитой и устойчивостью к повышенной температуре.

Регулировочные клапаны для системы отопления

Виды арматуры

Регулирующая арматура различается по следующим признакам:

• форме корпуса устройства;
• принципу действия запорного механизма;
• способу регулирования;
• способу соединения устройства с трубопроводом.

По форме корпуса вентили подразделяются на:

• прямые. Прямой вентиль устанавливается на горизонтальном участке трубопровода;

Регулятор, устанавливаемый на горизонтальном участке

• угловые. Угловой вентиль монтируется на место изгиба трубопровода.

Регулятор, устанавливаемый на изгибе труб

В зависимости от запорного механизма различают:

• шаровые вентили. Сферический запорный элемент при совпадении с пропускным отверстием перекрывает поток жидкости;

Вентиль с запорным элементом в виде шара

• клапанные вентили. Запорный механизм в виде поршня при опускании в пропускное отверстие вентиля перекрывает поток;

Регулирующий вентиль с поршневым запором

По способу регулировки арматура разделяется на:

• ручные устройства. Вентиль ручной регулировки настраивается вращением головки регулятора;
• автоматические устройства. Вентили, снабженные автоматикой, способны самостоятельно поддерживать заданные параметры.

По способу соединения с трубопроводом регулировочные вентили подразделяются на:

• резьбовые. Установка вентиля на трубы производится при помощи резьбового соединения. Для герметизации резьбы применяются резиновые прокладки и специальные герметики. Основным плюсом резьбового соединения является возможность снятия крана для ремонта. Для установки потребуется специальное приспособление для нарезания резьбы;

Устройство, устанавливаемой при помощи резьбы

• фланцевые. Крепление вентиля к трубопроводу производится при помощи специальных фланцев, фиксирующихся болтами. Изделия фланцевого типа также можно снять для проведения ремонтных работ;

Устройство, фиксирующееся фланцами

• приварные, устанавливаемые методом сварки. Полученные соединения являются неразъемными. При проведении ремонтных работ потребуется и замена вентиля.

Устройство, устанавливаемое методом сварки

Подбор технических параметров

Среди технических параметров, на которые рекомендуется обратить внимание при выборе, можно выделить:

• диаметр трубопровода. Каждый вентиль, устанавливаемый на систему, по диаметру должен точно соответствовать диаметру трубопровода. В противном случае установить устройство герметично невозможно;
• пропускная способность вентиля. Целесообразнее устанавливать вентиля, которые имеют запас прочности в размере 20% от номинальной пропускной способности трубопровода. Устройства с меньшим показателем будут работать некорректно, а при работе устройства с большим показателем будет возникать шум.

Производители устройств

Качество регулирующей арматуры также играет немаловажную роль при выборе устройства. Чтобы качество устройства было на высоком уровне, рекомендуется приобретать вентили известных компаний-производителей, к которым относятся:

• немецкая компания Oventrop. Фирма является ведущим мировым производителем арматуры для различных трубопроводов. Компанией выпускаются различные виды вентилей, в том числе и устройства тонкой регулировки. Контроль качества производится на всех этапах изготовления продукции;
• итальянская компания Far. Вентили, произведенные организацией, устанавливаются на отопление и водоснабжение. Выпускаемая продукция сертифицируется в соответствие с действующими стандартами. Гарантия производителя – 3 года.

Монтаж вентиля

Запорно-регулирующий вентиль устанавливается по следующей схеме:

1. выбирается место для установки вентиля. Целесообразнее установить устройство на место, к которому есть свободный доступ. Это позволит регулировать и обслуживать вентиль с минимальными временными затратами;
2. если устанавливается резьбовой вентиль, то на концах труб при помощи плашки нарезается резьба. Как это сделать, смотрите на видео ниже;

1. места соединения вентиля с трубопроводом герметизируются. Для герметизации можно использовать ФУМ-ленту, нить Тангит Унилок или простую льняную нить;

Герметизация резьбового соединения льняной нитью

1. вентиль устанавливается на подготовленное место. При фиксации важно не перетянуть резьбовое соединение;

1. проверяется герметичность;
2. производится регулировка в соответствии с прилагаемой к вентилю инструкцией.

При выборе и установке регулирующего вентиля рекомендуется четко следовать установленным правилам. В противном случае вентиль может работать некорректно.