Запорная арматура – это заслонки, клапаны, шаровые краны, задвижки, затворы и многое другое. Это оборудование устанавливается и используется на трубопроводных линиях для управления потоками рабочих сред путем изменения площади проходного сечения. Детали присоединяются к трубопроводу с помощью сварных, фланцевых, муфтовых и штуцерных соединений. Основные характеристики запорной арматуры — это условный проход и условное давление.

Условный проход – это номинальный внутренний диаметр трубопровода (мм), присоединяемого к арматуре.

Условное давление – это наибольшее избыточное давление при температуре рабочей среды 200C. При этом давлении обеспечивается заданный срок службы соединений, имеющих определенные размеры.

Атомная, нефтяная, газовая, химическая промышленность… Список отраслей, в которых необходима трубопроводная арматура и запорная арматура, можно продолжать очень долго. И, действительно, работа с водой, паром, нефтепродуктами, газом и другими средами требует постоянного контроля за их потоком. Основной задачей для трубопроводной арматуры является полное или частичное перекрытие потока транспортируемой жидкой или газообразной среды, обеспечивая при этом полную герметичность по отношению к внешней среде. Эта задача является актуальной как для бытовых потребителей, так и для крупных промышленных предприятий. Решается эта задача путем установки на трубопровод специальной трубопроводной арматуры, служащей для перекрытия потока.

Краны шаровые. На сегодняшний день краны шаровые — это одно из наиболее распространенных сантехнических изделий, необходимых там, где нужно регулировать рабочий поток. Это может быть холодная или горячая вода, пар, газ и т. д. Кран шаровый хорош тем, что не потеряет своих эксплуатационных качеств в диапазоне температур от -60 до 200 °C. Кроме того, эти механизмы можно использовать не только в обычной, но и в агрессивной среде.

Кранами шаровыми пользуются как на производствах различного направления, так и в быту. Любой трубопровод должен быть оснащен фитингами и шаровым краном для контроля протока воды, его включения и выключения. Эти механизмы сегодня не имеют себе равных по показателям эксплуатационной долговечности и надежности. Среди широкого разнообразия видов запорной арматуры шаровые краны вне конкуренции.

Свое название этот механизм получил от своей активной части — шара, имеющего сквозное отверстие и служащего запорным устройством — именно через него при открытии крана шарового проходит газ или жидкость. Привод у таких кранов может быть пневматическим либо ручным, а изготавливаются эти изделия чаще всего из различных видов латуни и стали. Как правило, краны шаровые подключаются к металлопластиковым или стальным трубам различными способами.

Задвижка — трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Задвижки — очень распространённый тип запорной арматуры. Они широко применяются практически на любых технологических и транспортных трубопроводах диаметрами от 50 до 2000 миллиметров в системах жилищно-коммунального хозяйства, газо- и водоснабжения, нефтепроводах, объектах энергетики и многих других при рабочих давлениях до 25 МПа и температурах до 565 °C.

Широкое распространение задвижек объясняется рядом достоинств этих устройств, среди которых:

  • сравнительная простота конструкции;

  • относительно небольшая строительная длина;
  • возможность применения в разнообразных условиях эксплуатации;
  • малое гидравлическое сопротивление;
  • рабочей средой может выступать пар, масло, нефть, вода, щелочь, кислота и многое другое.

Малое гидравлическое сопротивление делает задвижки особенно ценными для использования в магистральных трубопроводах, для которых характерно постоянное высокоскоростное движение среды.

К недостаткам задвижек можно отнести:

  • большую строительную высоту (особенно для задвижек с выдвижным шпинделем, что обусловлено тем, что ход затвора для полного открытия должен составить не менее одного диаметра прохода;

  • значительное время открытия и закрытия;
  • изнашивание уплотнительных поверхностей в корпусе и в затворе, сложность их ремонта в процессе эксплуатации.

За редким исключением задвижки не предназначены для регулирования расхода среды, они используются преимущественно в качестве запорной арматуры — запирающий элемент в процессе эксплуатации находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто».

Затвор — элемент трубопроводной арматуры, в котором запирающий (регулирующий) элемент имеет форму диска и поворачивается вокруг своей оси перпендикулярно оси трубопровода. Затворы контролируются вручную либо при помощи электроприводов, дистанционно управляющих различными изделиями трубопроводной арматуры. С помощью электропривода можно остановить запорное устройство арматуры в любом промежуточном положении либо автоматически отключить электродвигатель в аварийной ситуации. Дисковые поворотные затворы – это тип арматуры, в котором запорный элемент в виде диска, диаметром приблизительно равным внутреннему диаметру трубопровода, открывается и закрывается вращением этого диска вокруг оси, перпендикулярной оси трубопровода.

Дисковые поворотные затворы позволяют соединить в одной конструкции две основные функции трубопроводной арматуры – регулирование и запирание потока.

Область применения дисковых затворов ограничена по сравнению с другими типами арматуры из-за того, что их конструкция плохо приспособлена для работы при средних и высоких давлениях рабочей среды.

Запорный клапан — запорная арматура, конструктивно выполненная в виде клапана, то есть её запирающий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Как и другие виды запорной арматуры, запорные клапаны применяются для полного перекрытия своего проходного сечения, а следовательно потока рабочей среды; то есть запирающий элемент, которым в запорном клапане чаще всего является золотник, в процессе эксплуатации находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто». Для регулирования расхода среды путём изменения проходного сечения успешно применяются регулирующие клапаны, также существуют и запорно-регулирующие клапаны, совмещающие эти функции.

Кроме вышеуказанных достоинств клапаны обладают и другими, например:

  • возможность применения в условиях высоких температур и давлений, вакуума, коррозионных и агрессивных сред;

  • сравнительная простота технического обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации.

Конструкция клапанов во многом схожа с конструкцией задвижек, но принципиальное её отличие, — то, что перемещение затвора клапана совпадает с осью перемещения потока среды, а не перпендикулярно ему, – даёт клапанам ряд преимуществ перед задвижками, среди которых:

  • малый ход затвора для полного открытия (обычно не более 0,25 номинального диаметра, в то время как у задвижек — не менее диаметра) и, соответственно, малая строительная высота и масса;

  • в клапанах гораздо проще, чем в задвижках, обеспечить требуемую герметичность затвора (путём применения уплотнительных колец из различных неметаллических материалов);
  • при закрытии и открытии клапана в отличие от задвижки практически исключается трение уплотнения затвора о седло, что существенно уменьшает износ уплотнительных поверхностей;
  • возможность применения сильфона в качестве уплотнения арматуры по отношению к внешней среде.

К недостаткам клапанов можно отнести:

  • высокое (по сравнению с шаровыми кранами и задвижками) гидравлическое сопротивление, что при больших диаметрах прохода и высоких скоростях среды создаёт большие потери энергии и вызывает необходимость соответственно повышать начальное давление в системе;

  • ограничение пределов применения по диаметру, о котором было сказано выше;
  • наличие в большинстве конструкций застойных зон, в которых скапливаются механические примеси из рабочей среды, шлам, что приводит к интенсификации процессов коррозии в корпусе арматуры.