Одним из главных вопросов при выборе трубопроводной арматуры является тип её присоединения к системе. Обычно уже существующая трубопроводная система сама диктует нам, какой тип соединения выбрать. Но если перед вами встала задача проектирования такой системы, то важно знать все возможные типы присоединения трубопроводной арматуры к системе, чтобы подобрать идеальный в ваших условиях вариант. Из нашей статьи вы узнаете обо всех видах, их плюсах и минусах, будете лучше ориентироваться в видах соединений. Начнём мы с самых популярных.
Фланцевое присоединение
Это соединение с помощью двух металлических пластин, прилегающих друг к другу. В пластинах есть отверстия, через которые проходят болты или шпильки, и затягиваются гайками с другой стороны, прижимая таким образом фланцы друг к другу. Для большей надёжности и герметичности соединения на пластинах делают выступы, пазы и т.д., а между металлическими пластинами устанавливают прокладки. Чаще всего пластины имеют округлую форму, но это не обязательно. Изредка можно встретить и квадратные фланцы, прямоугольные или с трёмя углами, но их изготовление дороже. Применяются такие формы фланцев лишь при острой необходимости, например если того требуют ограничения пространства. Используется на промышленных трубопроводах диаметром от ДУ 50 мм.
Произошло слово “фланец” от немецкого flansch, означающего то же самое, что и в русском языке – плоскую пластину из металла с отверстиями.
Фланцевое соединение – одно из самых популярных соединений в трубопроводной арматуре. Для изготовления фланцев применяют чаще всего чугун – серый или ковкий, а также сталь различных сортов. Серый чугун – наиболее недорогое решение, но ковкий чугун, как правило, выдерживает большее давление и спектр температур. Ещё более дорогое и стойкое решение – это литые фланцы из стали. Но при этом сталь больше подвержена пластическим деформациям, чем хрупкий, но отлично держащий форму чугун.
Видео: установка фланцевого шарового крана LD на трубу с помощью
Достоинства фланцевого соединения трубопроводной арматуры
- Прочное, надёжное соединение.
- Выдерживает высокое давление.
- Высокая герметичность. Но зависит от использованных уплотнителей.
- Можно монтировать и демонтировать многократно.
Недостатки
- Большие габаритные размеры фланцевого соединения. Большая масса.
- Большой расход металла и трудоёмкость производства, а следовательно и цена.
- Болты, прижимающие фланцы друг к другу, периодически нужно подтягивать для обеспечения должной герметичности. Особенно это важно в системах, где труба подвергается вибрациям (решается установкой перед фланцевым соединением) или перепадам температур.
Резьбовое, муфтовое соединение
Тоже одно из самых популярных видов присоединений, но для трубопроводных систем небольшого диаметра (обычно до ДУ 50) и небольших давлений (до 1,6 МПа). Очень часто встречается в бытовой трубопроводной арматуре, например для . Суть его проста: труба имеет резьбу и арматура имеет резьбу, последняя накручивается на первую.
На трубе можно нарезать резьбу с помощью специальных инструментов, если её нет и ранее оборудование не устанавливалось. Резьбовая трубопроводная арматура с одного конца выполняется в виде шестигранника для хвата разводным ключом и навинчивания арматуры на резьбу трубы.
Видео: как нарезать резьбу на металлической трубе и установить резьбовой шаровой кран
Бывают различные варианты исполнения резьбовых соединений: внутренняя или внешняя резьба. Арматура может иметь с одной стороны внутреннюю резьбу, а с другой – внешнюю, либо одинаковый тип с обоих сторон. А также есть различные стандарты резьбы, например ISO 228/1 или DIN 2999. Нужно учитывать это при выборе.
Слово “муфта” произошло от голландского слова mouw, означающего “рукав”.
Для обеспечения герметичности резьбовых типов соединений в них используют дополнительные уплотнители – специальные ленты ФУМ, льняную нить, а также особо густых смазок поверх них. Всё это наносится на внешнюю резьбу.
Штуцерное соединение
Это подвид резьбового соединения, который применяется на кранах крохотных размеров – до ДУ 5. При присоединении арматура с резьбой подтягивается к резьбе на трубе накидной гайкой. Используется для труб узкого назначения, например лабораторных. Также используется для вживления в трубопроводы различных измерительных устройств.
Достоинства резьбовых соединений трубопровдной арматуры
- Низкая цена.
- Не требуют дополнительных деталей для установки, как, например, фланцевый тип.
- Просто устанавливать, ещё проще заменить.
Недостатки
- Непригодны для высоких давлений.
- Чем больше диаметр, тем больше усилий нужно приложить, чтобы накрутить арматуру на резьбу с уплотнителем.
Приварное соединение
Если концы трубопроводной арматуры выглядят просто как трубы без каких-либо дополнений, то они присоединяются к системе с помощью сварки. Это самое надёжное и герметичное соединение, грамотно выполнив которое, можно получить абсолютное структурное соответствие материалов. Приварив задвижку или кран к трубе, вам не придётся подтягивать болты, как при фланцевом соединении, к тому же стоимость и вес такой арматуры будет значительно меньше.
Такой тип соединений можно часто встретить на трубопроводных системах, транспортирующих опасные для здоровья жидкости и газы, где нельзя допускать малейших утечек и необходима абсолютная герметичность. Для приварного соединения характерно высказывание “поставил и забыл”. Главное – качественно соединить трубу с арматурой, чтобы место сварки не было слабее, чем стенка трубы.
Концы труб необходимо подготавливать перед сваркой, причём каждый металл подготавливается по-своему. Предлагаем вам видео с самым простым способом сварки.
Достоинства приварного соединения
- Абсолютная герметичность при правильном выполнении процедуры приварки.
- Низкая стоимость арматуры.
- Малый вес.
- Небольшой размер, соединение не занимает много места в пространстве.
Недостатки
- Нужен квалифицированный персонал, что увеличивает итоговую стоимость установки такой арматуры.
- Трудоёмкий процесс демонтажа, такие задвижки или краны нужно устанавливать один раз и навсегда.
Кламповое быстросъёмное соединение (Tri-Clamp)
Современное быстросъемное соединение для трубопроводной арматуры, применяемое в основном в пищевой промышленности, фармакологии и других отраслях, где важна стерильность, чистота. Ведь этот тип присоединения позволяет регулярно снимать и чистить, дезинфицировать оборудование, установленное этим креплением.
Кламповое соединение состоит из двух штуцеров, уплотнителя и хомута. Хомут прижимает два штуцера к уплотнителю и друг к другу, в результате чего образуется герметичное соединение. Что представляет из себя такой зажим, мы предлагаем вам изучить по видео.
Присоединения арматуры к трубопроводу (рис. 13.2) бывают разъемными (фланцевое, муфтовое, цапковое) и неразъемными (сварное и паяное). Наиболее распространено фланцевое присоединение. Преимущества фланцевого присоединения арматуры - возможность многократного монтажа и демонтажа на трубопроводе, хорошая герметизация стыков и удобство их подтяжки, большая прочность и применимость для очень широкого диапазона давлении и проходов. Недостатки фланцевого соединения - возможность ослабления затяжки и потери герметичности со временем (особенно в условиях вибрации), повышенная трудоемкость сборки и разборки, большие габаритные размеры и масса. Эти недостатки фланцев особенно сказываются на трубопроводах больших диаметров, рассчитанных на средние и высокие давления.
При сборке такого соединения затягивают специальным инструментом десятки шпилек большого диаметра. Для затяжки таких фланцевых соединений часто требуется бригада слесарей. С увеличением условного давления и проходного сечения фланцев увеличивается масса как самой арматуры, так и всего трубопровода (с учетом ответных фланцев) и повышается расход метала. В связи с указанными недостатками фланцевых соединений, а также увеличением диаметров трубопроводов и их рабочих давлений, все большее распространение получает арматура с патрубками под приварку. Такой арматурой в частности, оснащают магистральные газо- и нефтепроводы.
Преимущества присоединения арматуры к трубопроводу сваркой велики, что, прежде всего полная и надежная герметичность соединения, что особенно важно для трубопроводов, транспортирующих взрывоопасные, токсичные и радиоактивные вещества. Кроме того, сварное соединение не требует никакого ухода и подтяжки, что очень важно для магистральных трубопроводов, где желателен минимум обслуживания. Сварное соединение дает большую экономию металла и снижает массу арматуры и трубопровода. Особенно эффективно применение арматуры с концами под приварку на таких трубопроводах, где сам трубопровод монтируется целиком при помощи сварки.
Недостатком сварных соединений является повышенная сложность демонтажа и замены арматуры, так как для этого ее приходится вырезать из трубопровода.
Для мелкой арматуры, особенно чугунной, наиболее часто применяют муфтовое присоединение. При этом концы арматуры имеют вид муфт с внутренней резьбой. Поскольку для мелкой арматуры фланцы имеют относительно большую массу (часто одного порядка с массой арматуры без фланцев), то применение фланцев в таких условиях ведет к неоправданному увеличению расхода металла. Кроме того, затяжка болтов у фланцевых соединений небольшого диаметра более трудоемка, чем затяжка муфтового соединения, и требует применения специальных тарированных ключей.
Рис. 13.2. Основные типы присоединения арматуры к трубопроводу:
а - фланцевое (фланцы литые с соединительным выступом и плоской прокладкой); б - фланцевое (фланцы стальные приварные встык с уплотнением типа выступ - впадина с плоской прокладкой); в - фланцевое (фланцы литые с уплотнением типа шип - паз с плоской прокладкой); г - фланцевое (фланцы стальные плоские приварные с плоской прокладкой); д - фланцевое (фланцы стальные литые с линзовой прокладкой); е - фланцевое (фланцы стальные литые с прокладкой овального сечения); ж - муфтовое; з – цапковое.
Муфтовое соединение используют обычно в литой арматуре, ибо литьем проще всего получить наружную конфигурацию муфты (шестигранник под ключ). В связи с этим основная область применения муфтовых соединений - арматура низких и средних давлений. Для мелкой арматуры высоких давлений, которую обычно изготовляют из поковок или проката, чаще всего применяют цапковое соединение с наружной резьбой под накидную гайку.
Фланцевые соединения трубопроводов и арматуры, рассчитанные на условное давление 1-200 кгс/см 2 , стандартизованы. При этом стандартизуют типы фланцев (ГОСТ 1233-67), их присоединительные размеры (ГОСТ 1234-67), конструкции, исполнительные размеры и технические требования. В особых, технически обоснованных случаях (при ударной или повышенной нагрузке, кратковременности срока службы, специфических свойствах среды - токсичности, взрывоопасности, химической агрессивности и др.) стандартом разрешается изготовление фланцев по отраслевым нормалям или чертежам, отступающим от ГОСТ, но с обязательным выполнением присоединительных размеров по ГОСТ 1234-67.
Фланцы, как правило, выполняют круглыми. Исключение составляют только чугунные фланцы, стягиваемые четырьмя болтами, рассчитываемые на давление р у не выше 40 кгс/см 2 . Их допускается выполнять квадратными.
Стандартные фланцы арматуры разделяют на несколько типов по конструкции прокладочного соединения. Простейший из них - с гладкой лицевой поверхностью (с соединительным выступом или без него), незащищенного типа, без выточки под прокладку. Эти фланцы наиболее просты для монтажа и демонтажа арматуры и для замены прокладок, однако герметичность создаваемого ими соединения наименее надежна.
Фланцы, рассчитанные на высокие давления (от 40 до 200 кгс/см 2) применяют с зубчатыми стальными прокладками, на низкие - с мягкими или имеющими мягкую сердцевину прокладками. Для защиты мягких прокладок от выбивания давлением рабочей среды в арматуре применяют фланцы с впадиной под прокладку. Ответные фланцы при этом выполняют с выступом, так что снаружи прокладки фланцы образуют защищающий ее замок. Такие фланцы применяют с мягкими прокладками или металлическими, имеющими мягкую сердцевину. Третий тип фланцев арматуры, рассчитанный на такие же прокладки, что и предыдущий, - фланцы с пазом под прокладку. Ответные фланцы имеют шип. Таким образом, прокладка защищена замком фланцев как снаружи, так и изнутри, что повышает надежность соединения. Однако монтаж, демонтаж арматуры и замена прокладок здесь несколько затруднены по сравнению с фланцами первого типа.
Для высоких давлений, начиная с р у = 64 кгс/см 2 , во фланцах применяют уплотнения еще двух стандартных типов - под линзовую прокладку и под прокладку овального сечения. Эти уплотнения более экономичны и надежны при высоких давлениях, чем обычные плоские прокладки. В таких фланцевых соединениях прокладки касаются уплотнительных поверхностей фланцев теоретически по линии, а практически по весьма узкому кольцу. Это позволяет при равных габаритных размерах фланцев и усилиях затяжки создавать большие удельные давления на уплотнении. Таким образом, становится возможным применение массивных стальных прокладок высокой прочности и долговечности в место обычных мягких.
Имеет внутреннее резьбовое присоединение. Благодаря этому резьбовому соединению муфтовый кран имеет меньшую строительную длину и массу.
Схема крана шарового муфтового
Преимущество крана в том, что для надежного соединения не нужны дополнительные крепежные элементы. Также он незаменим на тех участках трубопровода, где недостаточно места для работы гаечным ключом.
Кран шаровой фланцевый
Присоединяется к фланцам. Присоединение обеспечивается за счет двух фланцев, уплотнительного кольца, соединительных болтов и гаек.
Схема крана шарового фланцевого
Краны легко монтируются и обслуживаются, их можно многократно монтировать и демонтировать, при этом фланцевые краны имеют большие размеры и вес. Используются, как правило, на трубопроводах, где требуется частый монтаж и демонтаж кранов.
Кран шаровой штуцерный
Это кран с наружной резьбой, к которому присоединяется нипель с накидной гайкой. Конструкция обеспечивает небольшие размеры и вес изделия, при этом такой кран прост в обслуживании и монтаже.
Схема крана шарового штуцерного
Легко монтируются и обслуживаются, их можно многократно монтировать и демонтировать. В отличие от фланцевых кранов занимает меньше места и может устанавливаться в труднодоступных местах.
Кран шаровой приварной
Имеет концы под приварку. Такие краны имеют небольшой вес, герметично крепятся к трубе, однако сложно обслуживаются: их демонтаж и замена довольно трудоемки.
Схема крана шарового приварного
Предназначены для высокого давления рабочей среды, поэтому обладают высокой герметичностью перекрытия и прочностью соединения.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Арматура трубопроводная ПРИВОДЫ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ Присоединительные размеры
Industrial valves - Multi-turn valve actuator attachments
Industrial valves - Part-turn valve actuator attachments
Издание официальное
Стандартинформ
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом «Научно-производственная фирма «Центральное конструкторское бюро арматуростроения» (ЗАО «НПФ «ЦКБА») на основе СТ ЦКБА 062-2009 «Арматура трубопроводная. Приводы вращательного движения. Присоединительные размеры»
2 8НЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 259 «Трубопроводная арматура и сильфоны»
3 УТВЕРЖДЕН И 8ВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 августа 2013 г. Ne 529-ст.
4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов:
ИСО 5210 «Арматура трубопроводная. Присоединительные размеры многооборотных приводов» (ISO 5210 Industrial valves - Multi-turn valve actuator attachments», NEQ):
ИСО 5211, «Арматура трубопроводная. Присоединительные размеры неполноповоротных приводов» (ISO 5211 «Industrial valves - Part-turn valve actuator attachments», NEQ)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены е ГОСТ Р 1.0 - 2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется е ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок - е ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответстеующая информация, уведомление и тексты размещаются также е информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регупироеанию и метрологии в сети Интернет (gost.ru).
© Стандартинформ. 2014
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
1 ... 1 ... 1 ..2 16
1 Область применения.........................................................................................
3 Термины и определения...................................................................................
4 Типы присоединений.........................................................................................
5 Обозначение типов присоединений.................................................................
Приложение А (обязательное) Присоединительные размеры многооборотных
приводов для типов присоединений МЧ. МК. АЧ. АК. Б. В. Г. Д..........................
Библиография
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Арматура трубопроводная
ПРИВОДЫ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ
Присоединительные размеры
Pipeline valves. Drives of rotary action The connecting dimensions
Дата введения -2014-02-01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на приводы и исполнительные механизмы вращательного действия (далее - приводы) (многооборотные и неполноповоротные, электрические, пневматические, гидравлические, а также редукторы) и устанавливает типы присоединений приводов к трубопроводной арматуре, присоединительные размеры приводов и размеры ответных присоединений управляемой ими трубопроводной арматуры.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 52720-2007 Арматура трубопроводная. Термины и определения
ГОСТ 22042-76 Шпильки для деталей с гладкими отверстиями. Класс точности В. Конструкция и размеры
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими
определениями:
3.3 многооборотный привод: Устройство, сообщающее арматуре крутящий момент, достаточный как минимум для одного оборота. Может обладать способностью выдерживать осевую нагрузку (1].
3.4 неполноповоротный привод: Устройство, передающее крутящий момент при повороте его выходного элемента на один оборот или менее, не обладающий способностью выдерживать осевую нагрузку .
3.5 редуктор: Механизм, предназначенный для уменьшения крутящего момента, необходимого для управления трубопроводной арматурой }
