Пробковый кран ремонт своими руками

Эксплуатация и ремонт пробкового крана

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ГОРНЫХ И НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ МАШИН

Эксплуатация и ремонт пробкового крана

Выполнил: ст.гр. МОН-06:

1. ВИДЫ ЗАПОРНЫХ УСТРОЙСТВ

2. ВЫБОР ЗАПОРНОГО УСТРОЙСТВА

2.1 Классификация кранов

2.2 Пробковый кран

3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СМАЗКА

4. НЕИСПРАВНОСТИ И ИХ УСТРАНЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

В общем случае основное назначение запорной арматуры — перекрывать поток рабочей среды по трубопроводу и снова пускать среду в зависимости от требований технологического процесса, обслуживаемого данным трубопроводом. Кроме того, запорную арматуру применяют: 1) для переключения потока или его части из одной ветви системы в другую и 2) для дросселирования потока среды, т. е. изменения его расхода, давления и скорости (применение нежелательно, так как в условиях дросселирования запорная арматура быстрее изнашивается из-за эрозии, вибрации и других причин).

Тип и назначение трубопровода, вид запорной арматуры и место ее установки в гидравлической системе определяют конкретные особенности эксплуатации арматуры, а также характер требований, предъявляемых к ней. Так, запорные устройства фонтанной арматуры подавляющую часть времени своего функционирования находится в открытом положении, при этом через нее идет поток жидкости либо газа. Такая арматура закрывается например, для проведения ремонтных работ, врезки отвода и при аварии (разрыве трубы). При этом, естественно, арматура должна обеспечивать полную герметичность. Чтобы потери при аварии были минимальны, арматуру необходимо закрыть сразу же. Привод запорной арматуры должен быть взрывобезопасным. Поскольку скважины часто находятся в малообжитых и труднодоступных районах (пустыни, тундра, тайга), обслуживание запорной арматуры затруднительно.

Основные требования к запорным устройствам следующие. Поскольку такая арматура почти постоянно открыта, она должна иметь минимальное гидравлическое сопротивление, чтобы не снижать существенно пропускную способность линии. Такая арматура должна иметь высокую надежность, определяемую не большим числом циклов срабатывания (что в данном случае и не надо), а легкостью закрытия после длительной эксплуатации в открытом положении, либо наоборот. Для герметичного закрывания арматуры необходимо, чтобы уплотнение было высокостойким к длительному эрозионному воздействию потока добываемой жидкости, который может содержать абразивные частицы. Арматура должна быть долговечной (примерно 10—20 лет), так как операция по ее замене обходится значительно дороже самой арматуры из-за необходимости остановки работы скважины в целом, сложности доставки арматуры на место и т. п. Высокая надежность запорных устройств фонтанной арматуры при минимальном обслуживании — довольно жесткое условие при конструировании.

1. ВИДЫ ЗАПОРНЫХ УСТРОЙСТВ

Основных, наиболее часто применяемых типов запорной арматуры, четыре. Их различают по характеру перемещения запорного элемента при срабатывании арматуры и по форме этого элемента.

Принципиальная особенность задвижек заключается в том, что при их закрывании запорный элемент не преодолевает усилия от давления среды, так как он движется поперек потока. В задвижках при закрывании необходимо преодолеть только трение. Поэтому их можно применять для больших проходов и рабочих давлений. Площадь уплотнительных поверхностей задвижек невелика — два узких кольца вокруг прохода. Благодаря этому они надежны и герметичны. Основное преимущество задвижек — их прямоточность и низкое местное гидравлическое сопротивление. Последнее может быть практически сведено к сопротивлению трения о стенки трубы равной длины в задвижках с направляющей трубой, где в открытом положении для потока создается канал, совпадающий по сечению с трубопроводом.

Основное преимущество вентилей — отсутствие трения уплотнительных поверхностей. При этом значительно уменьшается опасность повреждения (путем схватывания и задирания однородных металлических поверхностей, царапания посторонними частицами) уплотнения, что позволяет использовать более высокие контактные давления. Поэтому вентили применяют в самых ответственных трубопроводах высокого давления. По сравнению с задвижками высота вентилей обычно несколько меньше, зато строительная длина их значительно больше. Это объясняется необходимостью разместить более или менее плавное колено с седлом. С другой стороны, в угловой арматуре (где запорное устройство совмещается с изгибом трубопровода) это колено получается совершенно естественно, так что вентили — практически наиболее удобный и эффективный вид угловой арматуры. Недостаток вентилей заключается в необходимости при закрывании (или при открывании — с подачей среды на золотник) преодолевать давление среды. Это дополнительно нагружает шпиндель и привод вентиля и увеличивает усилие на маховике. В вентилях с подачей среды на золотник при повышенных давлениях или больших проходах применяют разгрузочные устройства (золотники меньшего диаметра, открывающиеся до открывания главного золотника). При подаче среды на золотник вентиля сальник постоянно находится под давлением среды, что снижает его надежность. В связи с этим вентили среднего и высокого давления применяют при проходах не выше 400 мм, причем наиболее применимы вентили с условным проходом до 150 мм включительно.

Преимуществом вентилей является малый рабочий ход их запорного элемента (обычно в четыре раза меньший по сравнению с задвижками), а следовательно, и меньшие высота вентилей и время срабатывания, чем у задвижек. Вентили имеют то преимущество перед задвижками, что в них уплотнение золотника легко может быть выполнено из резины или пластмассы, при этом усилие, требуемое для герметизации, значительно снижается и повышается коррозионная стойкость уплотнения.

Серьезным недостатком большинства конструкций вентилей (кроме прямоточных) является их наиболее высокое, по сравнению с другими типами запорной арматуры, гидравлическое сопротивление. Прямоточные вентили имеют более низкое гидравлическое сопротивление, однако они несколько дороже вследствие сложного изготовления.

Диафрагмовые вентили имеют такие же ограничения по величине прохода что и обычные; кроме того, их можно применять только для низких давлений (до 10 кгс/см 2 ), что связано с малой прочностью упругого запорного элемента диафрагмы, выполняемой из материалов большой гибкости (резины, пластмассы). Диафрагмовые вентили особенно хорошо приспособлены для работы на агрессивных средах, так как они не имеют сальника, а подвижные металлические элементы отделены от рабочей среды диафрагмой.

Корпусы диафрагмовых вентилей обычно изнутри футеруются резиной или пластмассой, что повышает их коррозионную стойкость. Диафрагмовые вентили обеспечивают хорошую герметичность, даже на средах с посторонними включениями, так как последние вдавливаются в мягкое уплотнение.

Некоторую аналогию с диафрагмовыми вентилями представляют шланговые затворы. Их основная часть — резиновый или резинотканевый шланг, пережимаемый специальными траверсами от механического или ручного привода, либо давлением жидкости. Основные преимущества шланговых затворов — простота конструкции, эффективность работы на шламах и пульпах (где арматура большинства других типов не работоспособна), стойкость к коррозии и особенно к абразивному износу. При эксплуатации в среде с абразивными частицами шланговые затворы почти незаменимы, потому что, кроме высокой абразивной стойкости и надежности герметизации резинового корпуса, они прямоточны. Это обстоятельство выгодно отличает шланговые затворы от диафрагмовых вентилей, так как при поворотах потока с абразивными частицами они ударяются о стенку, которая быстро изнашивается.

Однако шланговые затворы имеют ограниченную долговечность, связанную со старением резины. Вследствие низкой прочности резины шланговые затворы можно применять только при низких давлениях (практически до 6 кгс/см 2 ). Шланговые затворы не рекомендуется использовать при вакууме, так как под действием внешнего давления шланг может терять устойчивость и самопроизвольно перекрывать проход.

Важное преимущество кранов как вида запорной арматуры — уплотнительные поверхности во время работы остаются в контакте друг с другом и защищены от рабочей среды. Это практически устраняет опасность попадания и защемления посторонних частиц между уплотнительными поверхностями, уменьшает коррозию и эрозию уплотнений, делает возможным применять смазку последних. Использование смазки в затворе повышает герметичность надежность и долговечность работы затвора, а также снижает усилия для управления.

Другим преимуществом кранов является их самоторможение (кран не может открыться в результате давления среды). Это позволяет не применять самотормозящиеся винтовые передачи в приводе, что упрощает конструкцию, повышает к. п. д. привода и обеспечивает быстрое срабатывание (необходимо повернуть маховик или выходной вал при механическом приводе только на четверть оборота). Существенное преимущество кранов заключается в их низком гидравлическом сопротивлении и отсутствии застойных зон в корпусе вследствие прямоточности проходного канала, а также в возможности сосредоточить в одном запорном устройстве управление несколькими разветвляющимися потоками: трех- и четырехходовые краны часто применяются в технологической обвязке самых различных объектов.

К недостаткам кранов относится прежде всего их менее надежная герметичность (в основном у конических кранов с уплотнением «металл по металлу»).

Краны со смазкой, а также шаровые краны с неметаллическими уплотнительными кольцами обеспечивают полную и достаточно надежную герметичность. Шаровые краны с пластмассовыми уплотнениями, эксплуатируемые в средах высокого давления, содержащих взвешенные частицы, могут иметь недостаточную долговечность вследствие низкой твердости и стойкости пластмасс к абразивному износу. Наиболее надежны в таких условиях шаровые краны с металлическим уплотнением и смазкой.

Дисковые затворы — наиболее простой вид арматуры. Их габаритные размеры и масса минимальны по сравнению со всеми другими типами арматуры. Их преимущества особенно значительны при больших проходах и низких давлениях. Для управления дисковым затвором необходимо повернуть вал на четверть оборота (как у кранов). Вместе с тем крутящий момент привода, необходимый для управления дисковым затвором, довольно большой.

Наиболее серьезным недостатком дисковых затворов является сложность обеспечения герметичности уплотнения. В затворах больших условных проходов на максимально возможные для таких затворов давления (порядка 10 кгс/см 2 ) конструкция уплотнения обычно сложна и не всегда обеспечивает надежную работу.

запорная арматура трубопровод кран

2. ВЫБОР ЗАПОРНОГО УСТРОЙСТВА

Для выбора запорной арматуры необходимо иметь полные данные о системе, где собираются применять арматуру, о назначении арматуры и условиях ее работы.

На выбор арматуры значительно влияют химическая активность рабочей среды и ее коррозионные свойства. Они определяют марку материала корпусных деталей арматуры и уплотнения.

При выборе арматуры необходимо учитывать ее долговечность и ремонтопригодность. Эти характеристики связаны с расчетным сроком службы самой установки, где применяют арматуру, а также с проектируемой в дальнейшем модернизацией или автоматизацией системы.

В системах, где затруднено обслуживание и где выход арматуры из строя может повлечь серьезные последствия, основной характеристикой для выбора запорной арматуры может стать надежность ее работы.

Наконец, один из решающих факторов при выборе арматуры — ее экономичность. Экономичность следует рассматривать комплексно, для всего народного хозяйства в целом. При этом учитывают цену арматуры, стоимость обслуживания ее, а также ее влияние на экономические показатели всего производства.

При выборе арматуры следует учитывать также ее габаритные размеры и массу с учетом места для ее установки

Запорную арматуру выбирают в зависимости от конкретных условий и особенностей технологического процесса, а также от вида и физических свойств перекачиваемой рабочей среды.

2.1 Классификация кранов

Они используются на магистральных трубопроводах, транспортирующих природный газ и нефть, а также в системах городского газоснабжения, на резервуарах и котлах для определения уровня жидкости, дренажа систем, взятия проб. Классификация запорных кранов приведена на рисунке ниже:

Источник

Пробковый кран: устройство, применение, проблемы

Как устроен конусный (пробковый) кран? Где применяются эти изделия? Для чего, к примеру, используется пробковый кран 11Б6БК ДУ50? Насколько хороши эти элементы запорной арматуры в системах отопления и водоснабжения на фоне альтернатив? Попробуем ответить на эти вопросы.

Что это такое

Принципиальная схема и применяемые материалы

Так называется запирающее или регулирующее приспособление, основной элемент которого – пробка – имеет форму полного или усеченного конуса со сквозным каналом и соприкасается с корпусом всеми боковыми поверхностями. Непроницаемость для воды, воздуха, газа или другой транспортируемой трубопроводом среды обеспечивается отсутствием зазора между пробкой и стенками корпуса.

Устройство пробкового крана подразумевает значительную площадь трения и, как следствие, значительное усилие, требующееся для поворота. Очевидно, что при большом диаметре трубопровода оно станет неприемлемо большим; мало того: прикипание поверхностей дополнительно увеличит сопротивление.

Именно поэтому для изготовления пробковых кранов традиционно применяются коррозионностойкие материалы с низким коэффициентом трения – чугун и латунь.

Обратите внимание: из-за особенностей конструкции и невысокой механической прочности применяемых металлов диаметр пробковых кранов редко превышает 100 мм, а рабочее давление – 16 атмосфер.

Перед читателем сборочный чертеж пробкового крана.

Нет правил без исключений: при желании в продаже можно отыскать пробковый проходной кран диаметром до 200 миллиметров в стальном корпусе.

Однако к тем вентилям, которые можно встретить в подвалах, он имеет мало отношения:

• Для облегчения вращения пробки используется редуктор с штурвалом.
• Пробка выполняется все-таки из чугуна: если прикипят друг к другу два стальных элемента, сорвать их не поможет даже редуктор.

Герметизация корпуса

Как кран перекрывает движение воды или газа в трубопроводе – понять несложно. А каким образом обеспечивается отсутствие утечек во внешнюю среду?

Натяжение

Пробка проходит через корпус вентиля насквозь. Ее хвостовик с нарезанной резьбой при затягивании навернутой на него гайки прижимает пробку к корпусу со значительным усилием. Отсутствие зазора гарантирует отсутствие протечек как через вентиль по трубопроводу, так и во внешнюю среду.

Вентиль с натяжным уплотнением.

Любопытно: при работе вентиля качество притирки поверхностей со временем улучшается.

Пружина

Газовый пробковый конусный кран, который можно видеть на подводке к газовой плите в большинстве российских квартир, устроен несколько иначе: пробка прижимается к корпусу не гайкой, а пружиной. Небольшое усилие прижима вкупе со смазкой обеспечивает умеренное усилие поворота пробки; однако максимальное рабочее давление конструкции более чем невелико.

Сальник

Наконец, на отоплении и водоснабжении массово применялся пробко-сальниковый кран: сальниковая набивка вокруг штока обеспечивала отсутствие утечек. Как правило, использовался плетеный графитовый сальник.

То, как зажималась набивка, обычно зависело от материала вентиля:

• Латунные изделия использовали обжим накидной гайкой.
• Пробковый чугунный кран чаще использовал для обжимки сальника пару болтов, притягивавших сальницу к ушкам корпуса.

Перед вами – сборочный чертеж пробкового проходного крана из чугуна с креплением сальницы болтами.

Способы соединения корпуса с трубопроводом

Их, собственно, всего два:

• Фланцевое. Смежные фланцы притягиваются друг к другу четырьмя – восемью болтами; герметичность обеспечивается паронитовой или резиновой прокладкой.
• Резьбовое, или муфтовое. Для герметизации используется сантехнический лен и искусственные герметизирующие материалы.

В зависимости от номинального диаметра присоединяемого трубопровода указывается ДУ (условный проход) вентиля. Отечественная документация использует метрическую систему; ДУ примерно соответствует внутреннему диаметру трубопроводу в миллиметрах. Импортные товары чаще маркируются в дюймах:

ДУ	Размер в дюймах
15	1/2
20	3/4
25	1
32	1 1/4
40	1 1/2
50	2

Применение

Приведем несколько примеров использования пробковых кранов в различных их исполнениях.

• Самый наглядный пример – самоварный краник. Пробка в нем удерживается в корпусе крана только собственной тяжестью.

Пробка самоварного крана.

• Смесители советского образца с рычажным переключателем были не очень удобны в использовании и часто текли; зато они были практически неубиваемыми. Сломать рычаг или пробку было нетривиальной задачей.
• Трехходовые пробковые краны использовались для регулировки температуры в квартирах: в зависимости от положения они пускали поток теплоносителя через батарею, через перемычку или полностью перекрывали его.

Кстати: последняя функция крана была причиной лютой ненависти слесарей, обслуживавших микрорайоны, застроенные хрущевками.
Выяснить, кто из жильцов по стояку перекрыл кран, удавалось далеко не сразу.

• Газовые краны советского образца нами уже упоминались. Пробковый вентиль на фоне распространенных тогда винтовых действительно выглядел куда более надежным и гарантирующим отсутствие утечек.
• Наконец, наряду с винтовым вентилем пробковый сальниковый кран был наиболее распространенным элементом запорной арматуры систем отопления и водоснабжения в 60 – 80 годы прошлого века. Именно там, в частности, массово использовался упомянутый в начале нашего материала вентиль 11Б6БК ДУ50: он монтировался на врезках ГВС и отопления в элеваторных узлах.

На фото – латунный вентиль 11Б6БК ДУ50.

Достоинства и недостатки

Как выглядят пробковые краны на фоне альтернатив применительно к сантехнике?

Начнем с похвал в их адрес.

Плюсы

• В отличие от винтовых вентилей, их не нужно определенным образом ориентировать по направлению тока воды. Отрыв клапана не грозит просто ввиду отсутствия такового.
• Прямой и широкий сквозной канал в пробке создает довольно умеренное гидравлическое сопротивление – опять-таки в отличие от извилистых ходов в винтовом вентиле.
• По той же причине пробковые вентиля никогда не забиваются окалиной, песком и ржавчиной. Мусору просто-напросто негде задержаться в них.
• От современных шаровых вентилей пробковые выгодно отличаются большей стойкостью к высоким температурам.

Впрочем: 150 С, максимальные для шарового вентиля, являются пределом температуры на подающей нитке теплотрассы в пик зимних холодов.
Более высокие значения достижимы лишь в системах парового отопления, которые в настоящее время используются лишь на немногочисленных промышленных предприятиях.

Температурный график отопления. Как легко заметить, температур выше 150С в нем нет.

Минусы

Опыт общения автора с пробковыми вентилями в системах отопления и водоснабжения позволяет сформулировать следующие основные претензии к ним:

• И чугунные, и латунные вентиля при долгом бездействии закипают. Чтобы провернуть их после пяти лет простоя, требуется усилие, вполне способное порвать резьбу на сгоне.
• После пресловутого периода бездействия малейший поворот вентиля ведет к утечке воды через сальник.
  Да, это проблема – общая для всех изделий с сальниковой набивкой; однако в случае винтового вентиля она решается его полным открытием. Здесь же приходится набивать сальник заново.
• Кстати, о сальнике: набить его можно, только предварительно перекрыв и сбросив воду. С чем связана инструкция?
  Если вскрыть вентиль под давлением, потревоженная пробка с большой вероятностью полетит вам в лицо на фронте потока воды. В лучшем случае – холодной, в худшем – обжигающе горячей.

Пробка удерживается в корпусе только крышкой сальницы.

Для сравнения: задвижку с притертыми щечками для набивки сальника своими руками достаточно просто перекрыть.

• Бессальниковые (натяжные) вентиля приходится ослаблять перед открытием или закрытием, что сопровождается утечкой воды. Особенно трогательно, когда вы находитесь под вентилем. Если же не ослаблять натяжную гайку, есть реальные шансы оторвать резьбу от пробки.
• Шток для поворота приходится брать разводным, рожковым или (чаще всего) газовым ключом. Как следствие, часто используемые краны легко узнать по скругленным, а то и практически отсутствующим выше сальницы штокам.
• При всем том цена пробкового вентиля не ниже, а зачастую – выше шарового аналога того же размера.

Заключение

Выводы довольно неутешительны. Морально устаревшая конструкция уже проиграла битву за рынок сантехнических коммуникаций и может использоваться разве что в узкоспециализированных промышленных трубопроводах.

В домах, где под радиатором стоит трехходовой пробковый кран, можно лишь порекомендовать как можно скорее выполнить замену подводок.

Под вашей батареей притаилось «Древнее Зло».

Как всегда, в видео в этой статье читатель сможет найти дополнительную тематическую информацию. Успехов!

Оставить комментарий

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Источник