Трубы и трубопроводная арматура

Трубы и трубопроводная арматура

Труба — длинное пустотелое, чаще цилиндрическое тело, промышленное изделие на основе полого профиля постоянного сечения для провода жидкостей, растворов, газа, пара и так далее.

Трубы изготавливаются промышленным способом, из металлов и сплавов, органических материалов (пластмасс, смол), бетона, керамики, стекла, древесины и их комбинации.

Для управления потоками рабочих сред различного характера используется промышленная трубопроводная арматура. Установленная на трубы или агрегаты, она приводится в действие как вручную,

так и с помощью электроприводов. В данном разделе вы найдете информацию относительно видов арматуры, их назначении, классификацию в зависимости от области применения, способа управления и функциональности, конструктивные особенности трубопроводной арматуры, а также способы её присоединения к трубопроводам. Кроме того, мы предлагаем ознакомиться с основными параметрами промышленной арматуры, которые играют решающую роль в процессе выбора необходимого вида, и требованиями к её применению.

Классификация

По форме сечения трубы подразделяют на круглые и профильные. В свою очередь профильные делятся на квадратные, прямоугольные, овальные, плоскоовальные и так далее.

Стальные трубы различаются по способу изготовления:

  • электросварные — прямошовные и спиралешовные, применяемые для водопроводов, газопроводов, систем отопления и деталей конструкций;
  • бесшовные — не имеющие сварного шва или другого соединения. Изготавливаются способом прокатки, ковки, прессования или волочения. Нашли широкое применение: для изготовления магистральных трубопроводов, для механизмов георазведки нефти и газа.

Трубы стальные делятся по классу:

  • водогазопроводные (ВГП) ГОСТ 3262-75.
  • электросварные: прямошовные ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10706-76; спиралешовные ГОСТ 8696-74; для магистральных нефтегазопроводов ГОСТ 20295-85.
  • профильные: квадратные ГОСТ 8639-82, прямоугольные ГОСТ 8645-68, овальные ГОСТ 8642-68 и ГОСТ 8644-68.
  • бесшовные: горячедеформированные ГОСТ 8732-78, холоднодеформированные ГОСТ 8734-75, а также специального назначения, выполненные по различным техническим условиям, ТУ.

Для повышения сто

йкости к воздействию коррозии водогазопроводные и электросварные трубы могут быть покрыты слоем цинка как изнутри так и снаружи (оцинкованные трубы).

Кроме того различают: шланг — гибкая труба. Гибкие трубы (шланги) бывают: обычные, армированные (усиленные), гофрированные. Для соединения и наращивая используется отрезок обычной (жёсткой) трубы меньшего диаметра: патрубок, штуцер.

Трубы должны отвечать требованиям, изложенным в Государственных стандартах, ГОСТах. В тех случаях, когда характеристики труб, предназначенных не для массового использования, отличаются от стандартных, требования к таким трубам устанавливаются Техническими Условиями, ТУ.

Сварные

Металлические трубы обычно делают сварными. При этом либо лист сворачивают так, что шов идёт вдоль трубы («прямошовная труба»), либо навивают ленту по спирали («спиралешовная труба»). Современные технологии позволяют заметно усилить прочность шва стальной трубы — его прочность всего на 10—15 % меньше прочности остальной её части.

Прокатные

Бесшовные трубы получают прокаткой слитка на специальном оборудовании, создающем отверстие по центру. Бесшовные трубы используют там, где нужна повышенная прочность и надёжность (например, для газовых баллонов, в нефтяной отрасли и так далее). Медные трубы для водопровода и газа бесшовные в силу технологии. Точность горячекатаного проката ориентировочно соответствует 12-14-му квалитету, холоднотянутого — 9-12-му квалитету[3].

Высверливание

Можно такж

е изготавливать трубы, просверливая отверстие в цилиндрической заготовке. При этом способе значительная часть металла превращается в стружку, поэтому его используют не для труб как таковых, а только для деталей разных машин и механизмов (в том числе для оружейных стволов).

Фальцовка с обжатием

Одним из современных способов изготовления трубы является формирование трубчатого сечения с продольным фальцевым швом.

Литьё

Трубы можно изготовлять и литьём. Материал заливают либо в форму с центральным стержнем, либо в быстро вращающуюся пустотелую форму (центробежное литье).

Экструзия

Пластмассовые трубы чаще всего получают выдавливанием (экструзией).

Трубы и трубопроводная арматура

Трубопроводная арматура

Приспособления, которые применяют в трубопроводных системах для регулировки, включения и остановки перемещения потоков транспортируемой среды, получили название трубопроводной арматуры. Принцип действия такого оборудования основан на изменении пропускного сечения трубы, что изменяет силу потока жидкости или газа. В зависимости от способа управления арматура может иметь следующие типы привода:

  • ручной/механический;
  • пневматический/гидравлический;
  • электрический/электромагнитный;
  • автоматический/автономный/дистанционный.

Трубы и трубопроводная арматура могут быть изготовлены из различных видов чугуна, стали, сплавов никеля, титана или алюминия. Наиболее распространенными типами арматуры являются задвижки, вентили, затворы, клапаны и регулирующие устройства.

Виды трубопроводной арматуры

Вся продукция, которая входит в раздел трубопроводная арматура каталог, разделяется на ряд крупных подгрупп.

  • Запорная арматура – это наиболее популярный и часто встречающийся вид оборудования для трубопроводных систем. С ее помощью выполняется полное прекращение процесса перемещения газа или жидкости на определенном участке трубопровода. Герметичность запорных устройств и ресурс их работы выступают основными характеристиками, которые демонстрируют качество и возможности использования трубопроводной арматуры этого типа. Арматура запорная трубопроводная имеет два рабочих состояния открыто/закрыто, без каких-либо промежуточных положений. Используется такое оборудование для обустройства морских транспортных средств, авиации, космических аппаратов, в атомной энергетике и трубопроводном транспорте.
  • Обратная арматура необходима для того, чтобы предотвратить возникновение обратных потоков. Обратите внимание на ошибочность использования в отношении таких устройств термина «арматура обратного действия».
  • Предохранительная арматура необходима для защиты трубопроводного оборудования от последствий критического изменения давления в системе. Защитное действие арматуры этого типа основано на сбросе избыточного давления в автоматическом режиме. Наиболее известным представителем предохранительного трубопроводного оборудования является клапан парового котла. Благодаря такой арматуре обеспечивается надежная бесперебойная работа транспортных трубопроводных систем, энергетического и промышленного оборудования, независимо от поломок, ошибок операторов и других факторов.
  • Распределительно-смесительная арматура обеспечивает возможность распределения потоков, их смешивания и перенаправления. В свою очередь данная арматурная группа может быть разделена на устройства, которые служат для распределения потоков, и оборудование для смешивания потоков (смесительное).
  • Регулирующая арматура предназначена для точного управления параметрами транспортируемых по трубопроводным сетям веществ. Такое оборудование способно обеспечить все необходимые настройки для обеспечения безопасности и экономичности эксплуатации технологичных сетей разного назначения. Трубопроводная арматура регулирующего типа играет важную роль в обеспечении управляющих процессов на самых ответственных объектах, включая атомные электростанции.
  • Отключающая арматура устанавливается на отдельных элементах трубопроводных сетей для обеспечения возможности перекрытия потока транспортируемого вещества при изменении скорости его перемещения, при повышении давления, температуры и т. д. Этот вид оборудования называют также защитной арматурой. Ее отличие от устройств предохранительного типа заключается в том, что она перекрывает не всю трубопроводную магистраль, а лишь отдельные ее элементы.
  • Комбинированная арматура для трубопроводных систем может выполнять задачи нескольких видов устройств из рассмотренного выше перечня. При этом в наименовании арматуры используются составные части названий тех устройств, функции которых она способна выполнять. Например, оборудование невозвратно-запорного типа используется как обратное устройство, с помощью которого может выполняться закрытие/ограничение перемещения рабочей среды трубопроводной системы либо ограничение перемещения самого запорного элемента.

Типы трубопроводной арматуры

Несмотря на многообразие видов устройств, относящихся к арматуре трубопроводных систем, специалисты выделяют их четыре основных типа. Отнесение арматуры к тому или иному типу осуществляется с учетом конструкционных особенностей оборудования. Они могут выражаться в направленности движения запирающего/регулирующего элемента по отношению к направлению перемещения транспортируемого вещества.

  • Задвижка отличается перпендикулярным движением запирающего/регулирующего элемента относительно оси движения жидкости или газа по трубопроводной системе.
  • Клапан – это тип устройств с запирающим/регулирующим элементом, который может перемещаться параллельно оси движения, транспортируемого по трубопроводной системе вещества. Специалисты рекомендуют избегать названия «вентиль» в отношении арматуры этого типа, так этот термин может иметь несколько неоднозначных трактовок.
  • В кране запирающий/регулирующий элемент вращается вокруг своей оси, совершая при этом поступательные перемещения. Рабочий элемент оборудования кранового типа имеет форму тела вращения и может перемещаться под разным углом к направлению оси перемещения рабочей среды.
  • В дисковом затворе запирающий/регулирующий элемент совершает вращение вокруг оси, расположенной под определенным углом к оси направления потока вещества, которое транспортируется по трубопроводной системе. Отличие арматуры этого типа заключается в рабочем элементе, имеющем форму диска.

Все вышеперечисленные типы арматуры могут быть структурированы по отдельным составляющим. К примеру, по форме седел и затворов различают клиновые и параллельные задвижки (они имеют выдвижной либо невыдвижной шток/шпиндель).

В зависимости от формы, которую имеют затворы, трубопроводная арматура типа клапана также разделяется на несколько разновидностей. Существуют затворы тарельчатые и игольчатые (имеют конусную форму). Встречаются также одно- или двухседельные клапаны.

Трубопроводная арматура типа крана по форме рабочего элемента может быть конусной, шаровой и цилиндрической.

Разные типы арматуры имеют свои преимущественные характеристики и определенные недочеты. В зависимости от таких характеристик устройства арматура каждого типа имеет свою сферу применения.

Для устройств типа задвижки отличительными параметрами являются:

  • значительная строительная высота (расстояние от горизонтальной оси трубопроводной системы до верха шпинделя (штока/привода) в состоянии полного открытия устройства);
  • малая строительная длина (расстояние от одной наружной торцевой присоединительной плоскости до другой);
  • малое гидравлическое сопротивление;
  • значительное усилие на привод затвора;
  • медленное срабатывание;
  • повышенный износ поверхности седел при использовании в трубопроводах, транспортирующих жидкости с высоким уровнем загрязнения.

Нужно отметить, что задвижки более предпочтительны при использовании в качестве запорной арматуры.

Наиболее распространенным типом трубопроводной арматуры являются клапаны. Их отличительные характеристики выглядят следующим образом:

  • небольшая строительная высота;
  • значительная строительная длина;
  • быстрое срабатывание;
  • большое гидравлическое сопротивление с высоким уровнем герметизации.

Клапаны используют во многих устройствах регулирующего вида.

В арматуре кранового типа сочетаются характеристики присущие клапанам (строительная высота и скорость срабатывания) и задвижкам (небольшая строительная длина).

Для дисковых затворов характерными признаками являются:

  • небольшая строительная высота;
  • малая строительная длина;
  • небольшое усилие на затворный привод;
  • быстрое срабатывание;
  • невысокие параметры гидравлического сопротивления.

Существует также ряд других признаков, по которым классифицируют трубопроводную арматуру:

  • По назначению и области применения.

Это наиболее обширная классификация оборудования для трубопроводных систем. В зависимости от характерных эксплуатационных признаков различают вакуумную, криогенную, отсечную (с коротким временным промежутком срабатывания) и другие варианты арматуры. Оборудование для трубопроводных систем может различаться также по месту монтажа или по наличию специальных опций (устройства с подогревом).

К наиболее значимым признакам, которые используются для классификации арматуры, можно отнести ее предназначение (контролирующие, противопомпажные, редукционные трубопроводные устройства и др.).

Продажа трубопроводной арматуры востребована в разных отраслях. В зависимости от сферы применения к таким устройствам могут предъявляться различные требования. Так, арматура для трубопроводных систем по транспортировке газа должна обеспечивать высокий уровень герметизации (это требование определяется взрывоопасностью и горючестью рабочей газообразной среды). Арматурные устройства, используемые в трубопроводных сетях для транспортировки нефти и продуктов нефтепереработки, должны иметь высокие антикоррозийные показатели. Это определяется агрессивностью рабочих средств, которые используются в нефтехимической отрасли.

  • По присоединению к трубопроводу.

В зависимости от способа монтажа различают устройства фланцевого, бесфланцевого или межфланцевого типа (последний вид монтируется посредине фланцев трубопроводной сети). Для муфтовых устройств характерным признаком является наличие внутренних резьб и соединительных патрубков. Одним из элементов трубопроводной арматуры, которая устанавливается с помощью сваривания, также является наличие специальных присоединительных патрубков для сваривания с трубопроводной сетью. Штуцерная арматура названа по основному признаку – присоединительным штуцерам.

  • По конструкции и формообразованию корпуса.

В зависимости от расположения соединительных патрубков трубопроводной арматуры можно выделить устройства проходного типа (соединительные элементы имеют параллельные оси) и угловое оборудование. В свою очередь проходная арматура также может быть классифицирована на несколько разновидностей. Это неполнопроходные (сечение прохода меньше сечения соединительного патрубка на входе арматуры) и полнопроходные устройства (сечение прохода больше или равно сечению соединительного патрубка на входе арматуры). В зависимости от способа сборки арматурные трубопроводные изделия могут быть литыми, сварными, штампованными, штампосварными, литоштампосварными и т. д.

  • По типу уплотнений.

Если у устройства есть специальные сальниковые уплотнения, которые обеспечивают необходимую герметичность рабочих элементов, то это служит признаком сальниковой арматуры для трубопроводных систем. При отсутствии такого уплотнителя говорят о бессальниковых устройствах (изделия мембранного и сильфонного типа).

К регулирующему и запорному трубопроводному оборудованию предъявляется достаточно обширный перечень требований, что приводит к широкому разнообразию конструкций арматуры. В некоторых случаях такие требования могут даже конфликтовать друг с другом, поэтому при выборе трубопроводного оборудования необходимо четко руководствоваться существующими классификациями.