Типы задвижек их ремонт

Строительный портал о технологиях строительства, ремонте и эксплуатации

Виды запорных задвижек и принцип действия

Современные трубопроводы сложно представить без запорной арматуры. Задвижки, затворы, вентиля, клапана – все эти изделия позволяют регулировать давление в системах трубопроводов вплоть до полного перекрытия транспортируемой среды. Запорная арматура устанавливается на любом типе трубопровода – нефть, газ, пищевое производство, вода, пар и т.д. Ассортимент запорной арматуры разнообразен, и подбирается под любую транспортную среду и условия. Самой объемной группой запорно-регулирующей арматуры по распространению являются задвижки. Широкое применение задвижки получили благодаря универсальности конструкции и высоким эксплуатационным показателям (температура окружающей и транспортируемой среды, давление, щелочные/кислотные среды и т.д.). По степени герметичности задвижки делятся на классы А, В, C, D, B1, C1, D1. Классы герметичности регламентируются по ГОСТ 9544-2005.

Содержание

Виды и устройство задвижек

Задвижки, в зависимости конструкции запорных деталей, можно поделить на следующие типы:

Клиновые задвижки
Параллельные задвижки
Шланговые задвижки
Шиберные (или ножевые) задвижки

Если абстрагироваться от нюансов, строение задвижки в общих чертах представляет собой стальной или чугунный корпус и крышку, которые соединены между собой. От корпуса отходят присоединительные патрубки, через которые запорная арматура врезается в трубопровод. По вариативности видов присоединений можно выделить основные типы задвижек:

Приварные – патрубки представляют собой трубы соответствующие диаметру трубы, которые с помощью электродуговой сварки врезаются в трубопровод. Встречаются не так часто.
Фланцевые. На концах патрубков находятся фланцы, через которых и происходит монтаж на трубопроводе. Такой тип соединения более распространен, т.к. позволяет произвести быстрый герметичный монтаж задвижки, а так же обеспечивает дальнейший простой демонтаж арматуры, если таковой понадобится.
Муфтовые задвижки – самый редкий вид присоединения, встречается до диаметра 50 мм.

Основной запорной деталью в задвижке является клин (который может быть обрезиненным, а может быть стальным). При прокручивании штока (шпинделя) клин перемещается в теле задвижки перпендикулярно движению потока среды трубопровода. В закрытом состоянии клин герметично прилегает к уплотнительным седлам, которые располагаются с двух сторон от клина чаще всего под углом. При вращении маховика (или штурвала) происходит прокручивание шпинделя вокруг своей оси, что приводит в движение сам клин. Это очень упрощенная схема клиновой задвижки, которая может отличаться в деталях у разных производителей.

Корпус задвижек может быть выполнен из латуни, бронзы, стали и чугуна. Латунные и бронзовые задвижки выпускаются в муфтовом исполнении и используются крайне редко. Стальные задвижки чаще используются при высоких температурах внутренней среды. Чугунные задвижки устанавливаются на большинстве объектов ЖКХ ввиду дешевизны и простоты монтажа, но требуют бережного отношения при установке, так как чугун очень хрупок и может расколоться при ударах, скручивании и сжатии.

В последнее время большую популярность приобрели задвижки, оснащенные электроприводом. Электропривод позволяет быстрее открыть или закрыть запорный механизм, причем делать это удаленно. Достаточно одного оператора, который будет контролировать работу задвижек на участке трубопровода.

Конструкционные типы задвижек

Так как устройства задвижек незначительно, но все же отличаются, есть смысл остановиться на каждом типе подробнее.

Клиновые задвижки — в подобных задвижках используется жесткий, обрезиненный или двусторонний клин, который плотно примыкает под углом к седлам и герметично перекрывает поток. В зависимости от эксплуатационных параметров выбирают тот или другой вариант клина:

Жёсткий клин – позволяет достичь надежной герметичности узла, но требует высокой точности подгонки клина и уплотнительных седел (в идеале вытачивается идентичный угол на клине и седлах, только так достигается высокая герметичность устройства). Основными недостатками можно считать частые заклинивания из-за перепадов температур во внутренней среде, а так же износа резиновых прокладок и уплотнительных колец. Если механизм задвижки заклинило, то открыть ее очень сложно!
Двухдисковый клин – такой вариант исполнения запорного механизма подразумевает два диска, соединенных между собой. Благодаря такой конструкции клин самовыравнивается при примыкании к уплотнительным седлам, что позволяет допустить некоторые огрехи при вытачивании угла седел и клина. Невзирая на то, что двухдисковый клин усложняет механизм запорной арматуры и повышает стоимость изделия в целом, плюсы такого варианта очевидны – долгий срок службы резиновых уплотнителей, надежная герметичность, меньше усилий, требуемых для открытия/закрытия механизма.
Упругий клин – это разновидность двухдискового запорного элемента. Два диска стыкуются между собой упругим материалом, способным деформироваться и подгоняться под седла при закрытии затвора. Таким образом, упругий клин представляет собой золотую середину между жестким клином и двухдисковым. Например, упругий клин позволяет пренебречь точной подгонки к седлам, а его строение более надежное, чем у двухдискового механизма.

Параллельные задвижки от всех остальных отличаются тем, что уплотнительные кольца расположены не под углом, а строго параллельно, и сам запорный механизм представляет собой два диска, которые с помощью особого клина плотно прилегают к уплотнительным седлам.

Шиберные задвижки (которые чаще называют ножевыми) – еще более простая конструкция, в которой затвор расположен строго перпендикулярно току среды. Чаще всего устанавливается на канализациях, пульпопроводах и прочих системах, где среда густая и не требуется высокая герметичность узла. В таком случае запорный элемент как бы разрезает транспортируемый поток, за что задвижки и получили название ножевые.

Шланговые задвижки – самый необычный вид задвижек, принципиально отличающийся от остальных и встречающийся наиболее редко. Такой тип задвижек не имеет ни уплотнительных седел, ни запорного элемента как такового. Представляет собой резиновый шланг, транспортирующий чаще всего вязкую среду и проходящий через тело задвижки. С помощью штока шланг пережимается и полностью перекрывает движение в путепроводе. Обычно такие задвижки используются на трубопроводах небольшого диаметра, где в качестве среды выступают пульпа, шлам, различные примеси и т.д.

Расположение шпинделя

По типу выдвижения шпинделя задвижки можно разделить на две большие группы:

Задвижки с выдвижным шпинделем – представляют собой конструкцию, где шпиндель вынесен за пределы корпуса задвижки, не контактируя с транспортируемой средой. Таким образом, резьбовое соединение доступно для ухода и осмотра и не подвергается коррозии в теле задвижки. Но такая конструкция имеет ряд минусов – из-за того, что при открытии потока шпиндель выдвигается из задвижки на длину, равную как минимум диаметру трубопровода, требуется место для легкого доступа к такому механизму. Из-за особенностей конструкции увеличивается масса и строительная высота, что тоже важно учитывать при проектировании трубопровода. Зато такие изделия можно устанавливать на особо важные объекты, так как срок службы сальников и прочих рабочих элементов механизма увеличен, и есть возможность контролировать состояние резьбы шпинделя и проводить своевременный ремонт и обслуживание.
Задвижки с невыдвижным шпинделем – в таких устройствах ходовой узел гайка-шпиндель находятся полностью в теле задвижки, не выдвигаются за пределы задвижки и контактируют с транспортируемой средой. Ввиду этого шпиндель и уплотнительные элементы подвергаются коррозии среды. Такие задвижки рекомендуется ставить на трубопроводы, транспортирующие воду, нефть и прочие неагрессивные жидкости без примесей, так как в ходе эксплуатации невозможно следить за состоянием шпинделя и произвести плановый ремонт, не разбирая задвижку. Из-за этого такую арматуру не рекомендуется ставить на особо важные трубопроводы, зато они незаменимы в узких колодцах и других труднодоступных местах из-за относительно небольших габаритов.

Преимущества и недостатки задвижек

Задвижки – самый популярный тип запорной арматуры, применяющийся в нашей стране. Это обусловлено следующими преимуществами:

Относительно простая конструкция запорного механизма;
Сравнительно небольшая монтажная длина, что удобно для колодцев, нефтяных скважин и т.д.;
Вариативность использования – задвижки можно применять на различных типах трубопроводов с самыми разными эксплуатационными параметрами;
Возможность изменения направления потока транспортируемой среды в обратную сторону.
Невысокое гидравлическое сопротивление;

Последний благоприятный фактор повлиял на широкое применение задвижек на магистральных трубопроводах, где отсутствие гидравлического сопротивления подходит для высоких скоростей и давления транспортируемой среды.

К основным минусам задвижек можно отнести:

Длительное время открытия/закрытия механизма;
Увеличенную строительную высоту (особенно актуально для задвижек с выдвижным шпинделем, т.к. шпиндель выдвигается как минимум на диаметр условного прохода)
Быстрый износ резиновых уплотнительных колец, трудоемкий ремонт и обслуживание деталей внутри корпуса задвижек;
Дорогой ремонт при невысокой цене на задвижки – зачастую ремонт задвижки составляет минимум 50% от ее первоначальной стоимости.

Источник

Ремонт задвижек

Подписка на рассылку

Такие устройства запорной арматуры, как задвижки, присутствуют в большинстве трубопроводных систем и во многом определяют их надёжную и безопасную эксплуатацию. По этой причине регулярное обслуживание и ремонт задвижек существенно важны для обеспечения эксплуатационной пригодности трубопроводных систем.

Неисправности задвижек

Типовая конструкция задвижек с выдвижным Шпинделем показаны: дисковой на Рис. 1, клиновой на Рис. 2.

Перечислим наиболее часто встречающиеся неисправности задвижек:

1) Течь в соединении корпус-трубопровод или течь из-под крышки;
2) Течь из сальника по шпинделю;
3) Неполное перекрытие потока;
4) Маховик невозможно повернуть штатно (вручную);
5) Вращение саховика не приводит к открытию потока.

Рис. 2

Ремонт чугунной задвижки

Техническое обслуживание задвижки или её ремонт возможны только при полном отключении трубопровода от тока рабочей жидкости, в котором она установлена. При этом давление внутри этого трубопровода должно быть выравнено с давлением окружающей среды. К проведению таких работ может быть допущен только опытный персонал, имеющий соответствующую квалификацию и допуски. Можно рекомендовать следующую методику проведения технического обслуживания задвижки:

1) Раз в месяц полностью закрывать и открывать задвижку с целью очистки трущихся поверхностей от возможных загрязнений;
2) Обеспечить постоянное наличие смазки на выдвижном шпинделе;
3) Раз в неделю проверять отсутствие течи сальникового уплотнения шпинделя;
4) Не допускать при эксплуатации задвижки промежуточного положения затвора.

Ремонт чугунной задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем будет несколько отличаться по рекомендациям. Приведём эти рекомендации по каждому виду неисправности, перечисленному выше.

Течь в соединении корпус-трубопровод или течь из-под крышки

Причиной течи могут быть:

1) Ослабление болтов или шпилек соединения фланцев корпуса задвижки с фланцами трубопровода или соединения фланцев крышки и корпуса;
2) Износ уплотняющей прокладки;
3) Коррозионное изъязвление уплотняемой поверхности фланцев.

Для проведения ремонта необходимо разъединить фланцевое соединение. Осмотреть уплотняющую прокладку и при её износе заменить. Если не обнаружено коррозионного изъязвления поверхности фланцев, то установить вновь соединительные болты или шпильки и равномерно затянуть их по периметру фланцев рекомендуемым по технической документации моментом затяжки.

В случае обнаружения коррозионного изъязвления уплотняемой поверхности фланцевнеобходимо принять решение о замене корпуса или крышки, а может, и задвижки в целом.

Течь из сальника по шпинделю

Причиной течи могут быть:

1) Ослабление болтов затяжки фланца сальника;
2) Старение уплотнительного состава с потерей его пластичности;
3) Образование на уплотняемой поверхности шпинделя коррозионного изъязвления или накипи.

Для проведения ремонта необходимо открутить гайки крепления фланца сальника и поднять его вверх по шпинделю. Убедиться в функциональном состоянии набивки сальника. Если она потеряла эластичность, высохла, имеет разрывы, задиры – заменить.
Для задвижек с выдвижным шпинделем необходимо также осмотреть уплотняемую поверхность шпинделя, для чего, возможно, придётся открутить гайки крепления крышки и поднять крышку вверх по шпинделю для обеспечения полного обзора его уплотняемой поверхности. При наличии накипи на уплотняемой поверхности – зачистить до чистого металла без повреждения последнего. При обнаружении коррозионных изъязвлений шпиндель заменить.
После выполнения указанных операций выполнить обратный монтаж отсоединённых и/или заменённых деталей с затягиванием гаек резьбовых соединений рекомендуемыми по технической документации моментами затяжки.

Неполное перекрытие потока

Причиной неполного перекрытия потока могут быть:

1) Накипь на контактирующих поверхностях затвора и корпуса;
2) Механические повреждения контактирующих поверхностей затвора и корпуса в виде царапин или коррозионных изъязвлений;
3) Износ контактирующих поверхностей затвора и корпуса (особенно это касается «обрезиненых» конструкций).

Для проведения ремонта необходимо произвести демонтаж задвижки для извлечения затвора (цельного или составного клина или диска) и провести осмотр контактирующих поверхностей затвора и седла корпуса. После очистки обнаруженной накипи и/или следов ржавчины необходимо оценить износ контактирующих поверхностей и величину механических и/или коррозионных повреждений. В случае возможности ремонта для «необрезиненных» конструкций произвести взаимную притирку контактирующих поверхностей затвора и седла алмазосодержащими пастами. Для повреждённых «обрезиненных» уплотняющих поверхностей лучше всего произвести замену деталей, т.к. их качественный ремонт возможен только в заводских условиях.

После ремонта произвести обратный монтаж задвижки с затягиванием гаек резьбовых соединений рекомендуемыми по технической документации моментами затяжки.

Маховик невозможно повернуть штатно (вручную)

Причиной невозможности проворачивания маховика является, как правило, заклинивание затвора образовавшейся накипью вследствие отсутствия регулярного обслуживания задвижки. Для устранения этой неисправности необходимо открутить гайки крепления крышки и снять её. Извлечь затвор и произвести очистку контактирующих поверхностей затвора и седла корпуса от накипи до чистого металла без повреждения последнего. При необходимости произвести притирку контактирующих поверхностей, как это было описано выше.
После ремонта произвести обратную сборку задвижки с затягиванием гаек резьбовых соединений рекомендуемыми по технической документации моментами затяжки.

Вращение маховика не приводит к открытию потока

1) В задвижках с выдвижным шпинделем:
а) износ или разрушение элементов соединения шпиндель-затвор;
б) срыв или износ резьбы втулки (гайки) ходовой;
в) срез или износ шпонки соединения маховик–втулка (гайка) ходовая.
2) В задвижках с невыдвижным шпинделем – срыв или износ резьбы в ходовой гайке затвора.

Для проведения ремонта задвижки с выдвижным шпинделем сначала необходимо проверить подъём шпинделя при вращении маховика. Если шпиндель выдвигается, то значит соединение шпиндель-затвор изношено или разрушено. Наилучшей рекомендацией в этом случае будет демонтаж задвижки и замена изношенной или разрушенной детали. В случае отсутствия подъёма шпинделя при вращении маховика необходимо снять маховик и убедиться, что шпонка соединения втулка (гайка) ходовая–маховик находится в функциональном состоянии. Если это так, то необходимо произвести дальнейший демонтаж и снять со шпинделя втулку (гайку) ходовую, убедиться в износе или разрушении её резьбы и произвести замену. В случае среза или износа шпонки – шпонку заменить.
Для проведения ремонта задвижки с невыдвижным шпинделем необходимо снять крышку и убедиться, что резьба ходовой гайки затвора изношена или разрушена. Если возможна замена ходовой гайки – заменить, в противном случае заменить весь затвор в целом. После этого, при необходимости, произвести притирку контактирующих поверхностей нового затвора и седла корпуса.

Ремонт клиновых задвижек

Ремонт клиновых задвижек имеет одну особенность. При повторных притирках контактирующих поверхностей клина и седла корпуса происходит «проседание» клина из-за уменьшения контактных габаритов клина и увеличения контактных габаритов седла корпуса. Поэтому такой ремонт можно выполнить лишь несколько раз, после чего «просадка» клина не обеспечивает герметичного запирания потока. В этом случае иногда применяют ремонтную технологию наплавки уплотнительных колец на седло корпуса с последующей расточкой и притиркой совместно с клином.

Испытание задвижек на герметичность необходимо производить после любого ремонта.При ремонтах в «полевых условиях», не связанных с полным демонтажом задвижки и выполнению работ в заводских условиях (притирка, «обрезинивание» уплотняющих поверхностей), перед вводом задвижки в эксплуатацию необходимо произвести несколько процедур:

1) Из задвижки необходимо удалить воздух, для чего ослабить болты обжима сальникаи при появления капель рабочей жидкости из-под сальника вновь зажать болты;
2) Протестировать устройство на герметичность. Для чего при рабочем давлении в системе закрыть задвижку. При этом течи по уплотнениям (сальник, фланцы) не допускаются. Герметичность запирания задвижки необходимо контролировать по манометру, расположенному ниже по потоку после задвижки. Он должен зафиксировать падение давления в трубе после задвижки.При этом протечки через затвор допустимы и должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9544—2005 «Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности».

В случае ремонта задвижки в заводских условиях испытание задвижки на герметичность производится по методикам в соответствие с ГОСТ 53402-2009 «Арматура трубопроводная. Методы испытаний», ГОСТ 33257-2015 «Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний», ГОСТ 9544—2005 «Арматура трубопроводная запорная. Классыи нормы герметичности», эксплуатационной документацией на задвижку и технической документацией на стенд. Пример такого стенда показан на Рис. 3.

Источник

Типы задвижек их ремонт