Ножевая задвижка – это элемент трубопроводной арматуры, который отвечает за перекрытие рабочего потока. Изделие подходит для любых сред. С его помощью можно контролировать потоки жидкости и газообразных веществ с любой вязкостью, а также те, в которых находятся вкрапления твердых материалов. Оно не только преграждает поток, но и разделяет его, а также регулирует его мощность. Устройство имеет разные геометрические модификации и размеры. Оно может выдерживать сильное давление и высокие температуры. Точные параметры нагрузки зависят от характеристик конкретных задвижек.
Содержание
Конструкция задвижек
Типичная конструкция изделия предполагает перпендикулярное перекрытие потоков рабочих сред. Из-за этого задвижка (дисковая или шиберная) по причине использования в различных промышленных сферах делается из материалов, не подвергающихся окислению. Также эти материалы должны быть стойкими к температурному воздействию, агрессивным химическим средам и плохим климатическим условиям (жара, снег, засуха, ливни и т.д.).
Упрощенно задвижка состоит из трех частей: корпуса с патрубками, привода и крышки корпуса. Крышка изделия снабжена сальником, который отвечает за герметизацию внутренней среды. Приводной механизм устройства включает в себя маховик, ходовые и стопорные гайки, шпиндель и бугель.
Патрубки задвижки крепятся к трубопроводным магистралям с помощью фланцевого соединения. Внутри корпуса находится затвор, состоящий из клинообразующих дисков и специальных колец. Затвор – это наиболее важный элемент устройства, поскольку именно он перекрывает проход и останавливает подачу рабочей среды в трубе. Но помимо такой конструкции существуют и другие исполнения задвижек: шиберного и шлангового типа.
Особенности шиберной задвижки
Шиберные задвижки или заслонки имеют однодисковое исполнение. Диск представляет собой лист стали нужного размера, заточенный с одной стороны. Запорная арматура такого плана используется на технологических производствах перерабатывающей промышленности. Она необходима в том случае, если по трубопроводам транспортируются вязко-текущие вещества с твердыми вкраплениями.
Особенности шланговых задвижек
Шланговые задвижки применяются преимущественно на предприятиях химической промышленности. Они незаменимы в том случае, если по трубопроводам транспортируются едкие и агрессивные химические соединения. Конструктивной особенностью такой задвижки считается наличие резинового шланга. Перекрытие рабочего потока происходит за счет пережатия шланга.
Материал задвижек
Задвижки (шиберные ножевые) производятся из чугуна, обычной или нержавеющей стали. Жесткие требования, предъявляемые к строению запорной арматуры, объясняются тем, что эти изделия используются на опасных трубопроводных участках. Использование некачественных материалов, некорректное проектирование или ошибки при установке детали могут привести к серьезной аварийной ситуации. В случае утечки ядовитых химических соединений, газов и опасных жидкостей может случиться не только остановка всех производственных процессов на предприятии, но и крупная авария с непонятными экологическими последствиями. Чтобы исключить подобное развитие событий, нужно приобретать только сертифицированную запорную арматуру высокого качества у проверенных производителей и поставщиков.
Чугунные запорные конструкции используются в системах коммунального хозяйства, водопроводах, канализации и паропроводах котельных. Допустимыми средами для применения этих изделий считается холодная и горячая вода, а также пар. Чугунные задвижки имеют следующие достоинства:
- высокая усталостная прочность;
- хорошие показатели прочности на сжатие;
- износостойкость.
Технические характеристики определяются точным составом и различными добавками. К примеру, содержание углерода в размере 3,7% в несколько раз усиливает литейные свойства чугуна. Если задвижка будет эксплуатироваться в агрессивных средах, ее ходовую гайку и втулку делают из бронзы с добавлением алюминия. Если же арматура предназначается для использования в системах с большим количеством воды или пара, то затвор должен иметь дополнительную защиту из резины и фторопласта, а также фторкаучука или кремнийсодержащих соединений. Более универсальными считаются задвижки, в которых втулка и ходовая гайка выполнены из латуни со свинцовыми добавками.
Стальные задвижки имеют более широкую область применения (по сравнению с чугунными). В таких конструкциях корпус изготавливается из сплавов с процентным соотношением углерода: 0,4% и 0,3%. От количества углерода в составе стали зависит ее прочность. Сталь с содержанием углерода в 0,4% имеет твердость, равную 230 МПа, а для сплавов с содержанием углерода 0,3% этот показатель составляет 210 МПа. Ходовые гайки на стальных конструкциях изготавливаются из чугуна или латуни. В них допускается наличие небольшого процента примесей, которые никоим образом не влияют на основные характеристики сплава. Состав сплавов может меняться в зависимости от назначения изделия. К примеру, наличие в сплаве большого количества свинца делает гайку устойчивой к различным разрушениям из-за сильного трения о шпиндель или подшипники.
В стальных задвижках, которые используются для трубопроводов, по которым проходят щелочи, кислоты и прочие агрессивные соединения, дополнительно добавляется бронза. Она увеличивает химическую стойкость изделия. Сплав аналогичного состава можно применять для арматуры, эксплуатируемой при особо низких температурах. Если же задвижка контактирует с агрессивной химической рабочей средой или находится в трении, для нее используются сплавы с большим содержанием хрома. Такие соединения обладают высокой коррозийной стойкостью и отличаются сопротивляемостью к истиранию.
При этом нержавеющая сталь на уплотнительных поверхностях колей и дисков в любых трубопроводах должна быть жаростойкой и износостойкой. Это особенно важно для газопроводов и нефтепроводов, а также для предприятий химической промышленности, где даже малые утечки недопустимы в соответствие с техникой безопасности.
Достоинства устройства
Задвижка ножевая имеет простую конструкцию, содержит небольшое количество комплектующих и отличается хорошей ремонтопригодностью. Для ее установки, ремонта и демонтажа не требуется использования профессионального оборудования и применения узкоспециализированных знаний. Задвижка нуждается в минимальном техническом обслуживании. Для этого не нужно привлекать профессионалов: с ТО оборудования смогут справиться машинисты, линейные инженеры или мастера производственного цеха.
За счет компактности и малогабаритности такое изделие можно интегрировать практически в любую трубопроводную систему. При этом устройство предотвращает контакт самого крана с агрессивной средой. Благодаря этому увеличивает эксплуатационный срок и самого крана, и его уплотнителей. Т.е. при правильно подобранных задвижках можно сэкономить на ремонте и замене крана и трубопроводов.
Задвижка обеспечивает максимальную герметичность. Это позволяет сохранять нужно давление в системе. Во время эксплуатации устройства не появляется никаких посторонних звуков и сильного шума. Изделие универсально и может приводиться в действие как ручным, так и электрическим приводом.
Как изготавливают делитель потока (задвижку)
Металлические элементы задвижек производятся разными способами. Выбор того или иного метода определяется назначением изделия. Уплотнители затвора делают путем наплавки с помощью лазерной или электродуговой сварки, а также путем плазменного нагрева. После наплавки детали остужают, шлифуют и шабрят до нужных параметров формы и размера. Корпус и крышка задвижки изготавливаются по-другому. Для этого используются следующие методы:
- литье в определенные формы установленного размера (этот метод чаще всего используют для изготовления чугунных и алюминиевых изделий);
- ковка элементов и их сварка;
- штамповка металла и последующая сварка.
Штампованные и кованные детали из стали имеют наиболее однородную структуру, поэтому именно их обычно используют на опасных производствах. Однако при выборе той или иной задвижки лучше смотреть на то, где именно она будет использоваться (в каких климатических условиях). Наибольшей популярностью в промышленности пользуются литые стальные задвижки, которые способны без проблем функционировать в температурном диапазоне от -40 до +40 градусов Цельсия. Это оптимальный вариант для центральной части России. Если трубопровод будет проложен в другой широте, необходимо найти наиболее подходящую запорную арматуру с учетом всех климатических требований и природных особенностей места установки.
Сферы применения
Задвижка (шиберная, ножевая) является одним из основных элементов трубопроводов в очистных и фильтрующих сооружениях и других трубах «грязного» типа. Эти надежные и прочные заслонки из стали и чугуна без проблем справляются с перекрытием грязевого потока любой мощности. Эти изделия могут монтироваться на трубопроводы, по которым под высоким давлением поднимаются различные материалы:
- всевозможные горные породы;
- нефтехимические соединения разного состава и консистенции;
- различные жидкости с гранулами и всевозможной грязью.
При установке и дальнейшей эксплуатации этих конструкций на трубопроводах важно соблюдать технику безопасности и общие рекомендации производителя арматуры. Сегодня ножевые задвижки нашли свое применение в разных областях промышленности и быта. Нужно только правильно подобрать размер и форму арматуры, чтобы обеспечить максимально эффективное использование устройств. Такие задвижки применяются в:
- строительстве (при проектировании систем вентиляции, прокладке трубопроводов, ремонте коммуникационных трасс);
- химической и пищевой промышленности;
- горнодобывающей и нефтехимической сферах;
- целлюлозно-бумажном производстве и т.д.
Отдельной сферой применения стальных задвижек, регулируемой ГОСТом 55020-2012, считается нефтегазодобывающая промышленность. В ней шиберные затворы и разделители потоков применяются в составе фонтанной арматуры на магистральных трубопроводах в обязательном порядке. Все требования к их конструкцию и характеристикам сплава закреплены в национальных стандартах качества.
