Трубопроводная арматура

Трубопроводная арматура — техническое устройство, устанавливаемое на трубопроводах, оборудовании и сосудах и предназначенное для управления (перекрытия, открытия, регулирования, распределения, смешивания, разделения) потоками рабочих сред (жидких, газообразных, газожидкостных, пульпы, пара, плазмы, порошкообразных, суспензии и др.) путём изменения проходного сечения.

Памятник водопроводу в Мытищах, на вершине — разноцветные задвижки.

Чугунная запорная арматура вентильного типа с сальниковым уплотнением и ручным приводом от маховика в Пражском метрополитене

Обратный клапан

Виды арматуры

По функциональному назначению

• Запорная арматура — арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определённой герметичностью. В том числе:
  • Отсечная арматура — арматура с минимальным временем срабатывания, обусловленным требованиями технологического процесса.
  • Спускная (дренажная) арматура — предназначенная для сброса рабочей среды из ёмкостей (резервуаров), систем трубопроводов.
  • Контрольная арматура — предназначенная для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру, приборы.
• Регулирующая арматура — арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода. В том числе:
  • Редукционная (дроссельная) арматура — арматура, предназначенная для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счёт увеличения гидравлического сопротивления в проточной части.
  • Запорно-регулирующая арматура — арматура, совмещающая функции запорной и регулирующей арматуры.
• Защитная арматура — арматура, предназначенная для защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или не предусмотренных технологическим процессом изменений параметров рабочей среды, а также для отключения потока. В том числе:
  • Обратная арматура — предназначенная для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды.
  • Отключающая (скоростная) арматура — предназначенная для автоматического предотвращения превышения скорости потока рабочей среды.
• Предохранительная арматура — арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды.
• Распределительно-смесительная арматура — предназначенная для распределения потока рабочей среды по определённым направлениям или для смешивания потоков. В том числе:
  • Распределительная арматура — предназначенная пропорционально разделять на два или более исходящих потока из общего входящего потока при изменении положения затвора.
  • Смесительная арматура — предназначенная воздействовать на пропорции двух или более входящих потоков, чтобы получить общий выходящий поток при изменении положения затвора.
• Фазоразделительная арматура — арматура, предназначенная для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях, или с различной плотностью. В том числе:
  • Конденсатоотводчик — арматура, удаляющая конденсат и не пропускающая или ограниченно пропускающая перегретый пар.

По области применения

• Общепромышленная арматура — имеющая многоотраслевое применение и к которой не предъявляют какие-либо специальные требования конкретного заказчика.
• Арматура специального назначения — разработанная и изготовленная с учётом специальных требований заказчика применительно к конкретным условиям эксплуатации.
• Арматура для опасных производственных объектов — предназначенная для применения на производственных объектах, на которых имеются опасные вещества и используют оборудование, работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды более 115°С.
• Криогенная арматура — предназначенная для эксплуатации на криогенных средах.
• Санитарно-техническая арматура — устанавливаемая на санитарно-техническое оборудование.
• Судовая арматура — устанавливаемая на трубопроводах и оборудовании судовых систем.
• Устьевая арматура — предназначенная для управления потоком среды на скважинных трубопроводах и затрубном пространстве, а также для обвязывания скважинного трубопровода.
• Фонтанная арматура — предназначенная для оборудования устья нефтяной и газовой фонтанной скважины.
• Энергетическая арматура — специально спроектированная для установки на оборудовании и трубопроводах энергетических объектов.

По конструкции корпуса

• Проходная арматура — присоединительные патрубки которой соосны или взаимно параллельны. В том числе:
  • Прямоточные клапаны — в которых ось шпинделя или штока неперпендикулярна оси присоединительных патрубков корпуса, обычно под углом близким к 45°
  • Осесимметричные (осевые) клапаны — в которых подвижная часть затвора перемещается вдоль оси патрубков корпуса
• Угловая арматура — в которой оси входного и выходного патрубков расположены перпендикулярно или непараллельно друг другу
• Многоходовая арматура — у которой рабочая среда входит одновременно или попеременно в один или несколько патрубков и выходит одновременно или попеременно в один или несколько патрубков при суммарном количестве патрубков более двух. В том числе:
  • Переключающие устройства — трёхходовая арматура, применяемая в блоках предохранительных клапанов

По принципу управления и действия

• Управляемая
  • С ручным приводом
  • С механическим приводом
    • Электрическим приводом
    • Пневматическим приводом
    • Гидравлическим приводом
    • Электромагнитным приводом
  • Арматура под дистанционно расположенный привод (управляется механическим или ручным приводом, который устанавливается отдельно от арматуры и соединяется с ней передачей, состоящей из валов, подшипников, зубчатых колес или тросов)
• Автоматически действующая (автономная)

По присоединению к трубопроводу

• Фланцевая арматура — имеющая фланцы для присоединения к трубопроводу, оборудованию или емкости
• Межфланцевая арматура — бесфланцевая, устанавливаемая между фланцами трубопровода
• Арматура под приварку (приварная арматура) — имеющая патрубки для приварки к трубопроводу, оборудованию или ёмкости
• Муфтовая арматура — имеющая присоединительные патрубки с внутренней резьбой
• Цапковая арматура — имеющая присоединительные патрубки с наружной резьбой и буртиком
• Штуцерная арматура — имеющая присоединительные патрубки с наружной резьбой

По типу уплотнений

• Сальниковая — арматура, в которой герметичность сопряжения подвижной детали с неподвижной в крышке или корпусе по отношению к внешней среде обеспечивается сальниковым уплотнением;
• Сильфонная — арматура, в которой герметичность подвижного сопряжения по отношению к внешней среде обеспечивается сильфоном;
• Мембранная — арматура, в которой герметичность подвижного сопряжения по отношению к внешней среде обеспечивается мембраной. В некоторых конструкциях мембрана одновременно является и затвором;
• Шланговая — арматура, в которой регулирование и отключение потока среды осуществляется пережатием эластичного шланга. Шланг обеспечивает герметичность всей внутренней полости арматуры по отношению к внешней среде.

Типы арматуры

Согласно ГОСТ:

• Задвижка — тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно к оси потока рабочей среды.
• Клапан — тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды.
• Кран — тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды.
• Дисковый затвор (поворотный затвор, устар. заслонка) — тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды.

Основные параметры

Эксплуатационные

К основным эксплуатационным параметрам относятся:

• давление
  • условное — наибольшее избыточное рабочее давление при температуре 20 °С, при котором обеспечивается длительная и безопасная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов
  • рабочее — наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов при рабочей температуре проводимой среды
  • пробное — избыточное давление, при котором арматура и соединительные части трубопроводов должны подвергаться гидравлическому испытанию на прочность и плотность
• температура
• пропускная способность
• коррозионная стойкость
• тип привода
• необходимый крутящий момент для управления арматурой
• время срабатывания и др.

Конструкционно-монтажные

К основным конструкционно-монтажным параметрам относятся:

• диаметр условного прохода
• строительные длина и высота
• масса
• тип присоединения к трубопроводу
• конструкция и размеры присоединительных фланцев
• число, диаметр и расположение отверстий на фланцах
• разделка под приварку к трубопроводу

Конструкционные материалы

Чугун

В арматуростроении в основном используются:

• Серый чугун
• Ковкий чугун
• Высокопрочный чугун

Значительно реже применяются:

• Кислотостойкий чугун
• Жаростойкий чугун
• Щелочестойкий чугун
• Антифрикционный чугун

Сталь

• Углеродистая сталь
• Легированная сталь

Цветные металлы и сплавы

• Латунь
• Безоловянная бронза
• Алюминиевые сплавы
• Никелевые сплавы
• Титановые сплавы

Неметаллические конструкционные материалы

• Винипласт
• Фторопласт-4
• Полиэтилен
• Пластикат на основе поливинилхлорида
• Фаолит А (кислотоупорная пластмасса, изготовляемая на основе бакелитовой смолы)
• Капрон(Капролактам)
• Керамика кислотоупорная
• Стекло
• Фарфор
• Диабаз плавленный
• Графитные материалы
• Текстолит
• Древесно-слоистые пластики

Литература

• Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — М.: ЛКИ, 2008. — 368 с.
• Арматура промышленная общего и специального назначения. Справочник в 2-х книгах. А. И. Гошко — М.: Мелго, 2007. —376 с.
• Трубопроводная арматура. Исследования. Производство. Ремонт. С. В. Сейнов — М.: Машиностроение, 2002. — 392 с.
• Справочник «Промышленное газовое оборудование» / Издание 6-е, переработанное и дополненное. Под редакцией Е. А. Карякина, — Научно-исследовательский центр промышленного газового оборудования «Газовик», 2013—170 — 326 с.
• Арматура предохранительная. Выбор, установка и расчет. Асеев О. И. — М.: Инфра-Инженерия, 2018; ISBN 978-5-9729-0220-0