Відкрити головне меню

Трубопровідна арматура

пристрої, що встановлюються на трубопроводах, агрегатах, посудинах під тиском і призначені для керування потоками робочих середовищ (рідких, газоподібних, сипучих, суспензій тощо) шляхом зміни площі прохідного перерізу

Конструктивні елементи трубопровідної арматуриРедагувати

ДСТУ 2611-94 дає такі визначення основним конструктивним елементам арматури[1]:

  • елемент перекривальний — частина затвора арматури, як правило, рухома та пов'язана з приводом, яка дає змогу у взаємодії із сідлом здійснювати керування потоком робочого середовища шляхом зміни прохідного перерізу;
  • елемент регулювальний — частина затвора арматури, як правило, рухома та пов'язана з приводом, яка дозволяє у взаємодії із сідлом здійснювати керування параметрами потоку робочого середовища шляхом зміни прохідного перерізу;
  • сильфон — тонкостінна одно- чи багатошарова гофрована трубка або камера;
  • сідло — частина затвора арматури, що міститься у корпусі, охоплює потік робочого середовища та дає змогу у взаємодії із перекривальним (регулювальним) елементом повністю чи частково перекрити потік робочого середовища крізь арматуру або забезпечити потрібну характеристику потоку;
  • шпиндель — деталь арматури, яка здійснює передачу зусилля та руху від привода обертової дії до перекривального (регулювального) елемента за допомогою сполученої із нею різьбової деталі;
  • шток — деталь арматури, що здійснює передачу зусилля та руху від привода поступальної дії до перекривального (регулювального) елемента;
  • привод арматури — пристрій для переміщення перекривального (регулювального) елемента, а також для створення у разі необхідності зусилля, що забезпечує потрібну герметичність затвора. Залежно від виду споживаної енергії привод може бути ручним, електричним (із використанням електродвигуна), електромагнітним (із використанням електромагніта), гідравлічним і пневматичним.

Види арматуриРедагувати

 
Запірна арматура на авіаносці USS Kitty Hawk
 
Запобіжний клапан

За функціональним призначеннямРедагувати

  • Перекривна (запірна) арматура — арматура для перекривання потоку робочого середовища[1]. У тому числі:
    • спускна (дренажна) арматура — перекривна арматура, що призначена для скидання робочого середовища з місткостей (резервуарів), систем трубопроводів;
    • контрольна арматура — арматура для керування надходженням робочого середовища у контрольно-вимірювальну апаратуру та прилади.
  • Регулювальна арматура — арматура для регулювання параметрів робочого середовища шляхом змінювання прохідного перетину[1]. У тому числі:
    • редукційна (дросельна) арматура — арматура, що призначена для зниження (редукування) робочого тиску у системі шляхом збільшення гідравлічного опору протічної частини;
    • запірно-регулювальна арматура — арматура, що суміщає функції перекривної і регулювальної арматури.
  • Захисна (відмикальна, відсічна) арматура — арматура для автоматичного захисту системи від недопустимих змінювань параметрів чи напрямку потоку робочого середовища та припинення потоку[1]. У тому числі:
    • зворотна арматура — арматура, що призначена для автоматичного запобігання зворотному потоку робочого середовища;
    • швидкісна арматура — призначена для автоматичного запобігання перевищенню швидкості потоку робочого середовища.
  • Запобіжна арматура — арматура для автоматичного захисту системи від підвищення тиску за межу робочого шляхом скидання надлишку робочого середовища, а також для припинення скидання в разі відновлення робочого тиску[1].
  • Розподілювально-змішувальна арматура — арматура для розподілювання потоку робочого середовища у визначених напрямках або для змішування потоків[1].
  • Фазорозділювальна арматура — арматура для автоматичного розділювання робочих середовищ, що перебувають у різних фазових станах[1]. У тому числі:
    • конденсатовідвідник — арматура, що видаляє конденсат пари та не пропускає або обмежено не пропускає саму пару.

За особливостями перекривального (регулювального) елементаРедагувати

За напрямком руху перекривального (регулювального) елемента, його формою та способом керування у ДСТУ 2611-94 введено такі види трубопровідної арматури:

 
Дисковий затвор
 
Сферичний кран з ручним приводом і фланцевим способом монтажу
  • засувка (засув) — вид арматури, в якій перекривальний (регулювальний) елемент переміщується впоперек до осі потоку робочого середовища, що проходить через прохідний переріз. За взаємним розташуванням поверхонь ущільнення поділяється на:
    • засув клиновий — засув з перекривальним (регулювальним) елементом, ущільнювальні поверхні якого розміщенні під кутом одна до одної;
    • засув паралельний — засув з перекривальним (регулювальним) елементом, ущільнювальні поверхні якого розміщенні паралельно одна до одної;
  • затвор — вид арматури, в якій перекривальний (регулювальний) елемент обертається навколо осі, що не є його власною віссю, і який розташований під кутом до напрямку потоку робочого середовища, що проходить через прохідний переріз;
    • затвор дисковий — затвор, перекривальний (регулювальний) елемент якого має форму диска з діаметром, що приблизно дорівнює внутрішньому діаметру трубопроводу;
  • клапан — вид арматури, в якій перекривальний (регулювальний) елемент зворотно-поступально переміщується паралельно до осі потоку робочого середовища, що проходить через прохідний переріз;
  • кран — вид трубопровідної арматури, в якої перекривальний (регулювальний) елемент, що має форму тіла обертання або частини його з отвором для пропускання потоку робочого середовища, повертається довкола власної осі, довільно розташованій відносно напрямку потоку, що проходить через прохідний переріз. Поворотові перекривального (регулювального) елемента може передувати зворотно-поступальний рух. До цього виду належать:
    • кран конічний — кран, перекривальний (регулювальний) елемент якого має форму конуса;
    • кран сферичний — кран, перекривальний (регулювальний) елемент якого має форму сфери;
    • кран циліндричний — кран, перекривальний (регулювальний) елемент якого має форму циліндра.
  • конденсатовідвідник за принципом керування перекривальним елементом буває[1]:
    • термодинамічний — конденсатовідвідник, перекривальний елемент якого управляється аеродинамічним ефектом, що виникає за рахунок різниці термодинамічних властивостей водяної пари та конденсату в процесі проходження робочого середовища крізь затвор;
    • поплавковий — конденсатовідвідник, перекривальний елемент якого управляється за допомогою поплавка за рахунок різниці густини водяної пари та конденсату;
    • термостатичний — конденсатовідвідник, перекривальний елемент якого управляється шляхом зміни розміру термостата за рахунок змінювання тиску усередині останнього, спричиненого різницею температур водяної пари та конденсату в процесі проходження робочого середовища крізь затвор.

За галуззю використанняРедагувати

та ін.

За принципом керування і приведення в діюРедагувати

  • Керована:
    • з ручним приводом;
    • з електро-, пневмо- чи гідромеханічним приводом.
  • Що діє автоматично (автономна).

За конструкцією приєднувальних патрубківРедагувати

Основні параметри трубопровідної арматуриРедагувати

КонструктивніРедагувати

До основних конструктивних параметрів трубопровідної арматури належать:

  • Номінальний діаметр DN (раніше «умовний прохід» Dу) — параметр, що використовується як характеристика, загальна для всіх компонентів трубопроводу, крім таких, що характеризуються зовнішнім діаметром або діаметром різьби[2]. Номінальний діаметр приблизно дорівнює внутрішньому діаметру трубопроводу в мм. Номінальний діаметр не має розмірності, не підлягає контролю, не використовується при замовленні труб та розрахунках. Позначення номінального діаметра складається з літерного сполучення DN та числа, що вибирається з ряду, наведеного в ГОСТ 28338, яке приблизно дорівнює внутрішньому діаметру трубопроводу в мм[3].
  • Конструктивна характеристика — параметр, що встановлює залежність зміни відносного прохідного перерізу арматури від ступеня її відкриття. Переміщення (хід) перекривального (регулювального) елемента арматури прийнято виражати у відносних одиницях
s = S / Smax,
де S — поточне переміщення перекривального (регулювального) елемента, Smax — переміщення перекривального (регулювального) елемента для повного відкриття арматури. Згідно з цим конструктивна характеристика виражається залежністю
Fs / Fmax = f(s),
де Fs і Fmax — площі прохідного перерізу при деякому положенні перекривального (регулювального) елемента s і при повному його відкритті (s = 1), відповідно.
  • Довжина будівельна — довжина ділянки трубопроводу, що її заміщує арматура, мм.

ЕксплуатаційніРедагувати

До основних експлуатаційних параметрів відносяться:

  • Тиск, а саме:
    • номінальний тиск — літерно-числове позначення, що характеризує надлишковий тиск, за якого забезпечується заданий термін служби арматури та з'єднань трубопроводу за температури робочого середовища 293 К (20 °C)[4]. Позначення номінального тиску складається з літерного сполучення PN та числової частини, що є значенням тиску в кгс/см², на яких проведено розрахунок на міцність арматури та з'єднань трубопроводів за характеристиками міцності вибраних матеріалів, що відповідають температурі 293 К (20 °C)[5];
    • робочий тиск — найбільший надлишковий тиск, за якого забезпечується заданий термін служби арматури та з'єднань трубопроводів за температури робочого середовища, що відрізняється від 293 К (20 °C). Робочий тиск залежно від матеріалу, конструкції та температури робочого середовища вибирають із таблиць «Робочий тиск / Температура робочого середовища», що наведені у відповідних стандартах[4];

Слід зазначити, що до введення у дію ДСТУ 3543-97 відповідно до ГОСТ 356-80[6] арматура і з'єднувальні частини трубопроводів характеризувалися умовним, випробувальним і робочим тиском. Залежно від умовного тиску арматуру ділили на три основні групи: низького тиску (до 1 МПа); середнього тиску (1…6,4 МПа) і високого тиску (6,4…40 МПа).

  • Пропускна спроможність KV — в м³/год рідини з густиною 1000 кг/м³ при перепаді тиску на арматурі у 100 кПа у тому числі:
    • умовна пропускна спроможність K — номінальне значення пропускної спроможності при максимальному (умовному) ході затвора, виражене у м³/год.
  • Пропускна характеристика (внутрішня або ідеальна) встановлює залежність пропускної спроможності від переміщення перекривального елемента s при постійному перепаді тиску у 100 кПа :
KVs / K = f(s).
Трубопровідна регулювальна арматура, що серійно випускається зазвичай має лінійну або рівнопроцентну пропускну характеристику.
При лінійній пропускній характеристиці приріст пропускної спроможності є пропорційним до переміщення перекривального елемента:
dKV / ds = C,
де C — константа.
При рівнопроцентній пропускній характеристиці відношення відносного приросту пропускної спроможності до відносного переміщення перекривального елемента є величина стала:
(dKVV)/ds = C.
  • Витратна характеристика μ — пропускна характеристика арматури у робочих умовах[7] і є залежністю відносної витрати середовища від ступеня відкриття перекривального елемента:
μ = f(s),
де μ = Qs/Q — витрата середовища при положенні перекривального елемента s, Qmax — витрата середовища при повністю відкритому перекривальному елементі (s = 1).

Крім згаданих вище, до експлуатаційних характеристик також належать:

Будівельно-монтажніРедагувати

До основних будівельно-монтажних параметрів відносяться:

  • Будівельні (монтажні) довжина і висота.
  • Маса.
  • Тип і конструктивні розміри приєднання до трубопроводу.

Галерея трубопровідної арматуриРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. а б в г д е ж и к ДСТУ 2611-94 Арматура трубопровідна загальнопромислового призначення Терміни та визначення.
  2. ДСТУ 2485-94 Компоненти трубопроводів. Діаметр номінальний. Визначення.
  3. DN125 позначає номінальний діаметр трубопроводу з внутрішнім діаметром 125 мм
  4. а б ДСТУ 3543-97. Арматура та з'єднання трубопроводів. Тиск номінальний. Визначення поняття.
  5. PN10 позначає номінальний тиск арматури та з'єднань трубопроводів, розрахованих на тиск 1,0 МПа (10 кгс/см²) за температури робочого середовища 293 К (20 °С)
  6. ГОСТ 356-80 Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие. Ряды.
  7. У робочих умовах вид пропускної характеристики змінюється залежно від зміни гідравлічного опору трубопровідної мережі та режимів руху регульованого потоку

ДжерелаРедагувати

  • Гуревич Д. Ф. Трубопроводная арматура: Справочное пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1981. — 368 с.
  • Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. / Под общей редакцией С. И. Косых — Л.: Машиностроение, 1982. — 320 с.
  • Кижнер А. Х. Ремонт трубопроводной арматуры электростанций: Учеб. пособие для проф. обучения рабочих на производстве. — М.: Высш. школа, 1986. — 144 с.
  • Котелевский Ю. М., Мамонтов Г. В. и др. Современные конструкции трубопроводной арматуры для нефти и газа. Изд. 2-е и доп. — М.: Недра, 1976. — 496 с.
  • Якимів Й. В. Машини і обладнання газонафтопроводів та газонафтосховищ: Навчальний посібник. — Івано-Франківськ: Факел, 2001. — 203 с.
  • Середюк М. Д., Якимів Й. В., Лісафін В. П. Трубопровідний транспорт нафти і нафтопродуктів: Підручник. — Івано-Франківськ: Факел, 2001. — 517 с.