ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА
ПРИМИНЯЕМАЯ НА УКПГ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ.
- Арматурой называют устройства и приспособления, монтируемые на газопроводах, резервуарах, аппаратах и приборах.
- Арматура предназначена для управления потоками газа, жидкости, газожидкостной смеси и технологическими процессами путем полного или частичного перекрытия проходов трубопроводов, регулирования уровня жидкости, сброса газа и жидкости в линию или атмосферу. В основном арматура состоит из запорного или дроссельного устройства и привода.
Запорные или дроссельные
устройства представляют собой закрытый крышкой корпус, внутри которого
перемещается затвор. Корпус имеет два или более присоединительных конца, при
помощи которых он герметично крепится на трубопроводе. Газ, протекающий через
запорное или дроссельное устройство, должен быть герметично изолирован от
окружающей внешней среды, т. е. не должен проникать наружу.
Перемещением затвора внутри
корпуса относительно его седел изменяется площадь прохода для газа, в
результате чего изменяется гидравлическое сопротивление. Седлом называют часть
внутренней поверхности корпуса или специальную деталь, с которой сопрягается
затвор при закрытом проходе. Устройство в зависимости от назначения называется
запорным (затвором) или дроссельным. Запорные устройства предназначены для
герметичного разобщения одной части трубопровода или аппарата от другой,
дроссельные—для точного регулирования площади прохода.
В запорных устройствах
поверхности затвора и седла, соприкасающиеся во время отключения частей
трубопровода, называются уплотните льны м и, в дроссельных же они образуют
регулируемый проход и называются дроссельными.
Арматура при проектировании и строительстве, а также при замене вышедшей из строя выбирается с учетом физико-химических свойств, давления и температуры рабочей среды и окружающего воздуха по технической характеристике арматуры (Ду, Дк, Ру, Рпр И Т. Д.).
Условный проход Ду: минимальный
внутренний диаметр арматуры, фитингов, трубопроводов, а в запорной
арматуре—присоединительных концов (табл. 3).
Арматуру изготовляют из углеродистой стали, ковкого чугуна, специальных сплавов.
В условиях коррозии используют арматуру из нержавеющих и
легированных сталей. Арматуру с Ду<50 мм изготовляют из латуни и бронзы.
Уплотнительные поверхности покрывают эбонитом, резиной, винипластом, пластмассами.
Привод арматуры может быть ручным, электрическим, пневматическим,
гидравлическим и электромагнитным (соленоидным).
Запорная арматура (класс I, группа А, типы 1—3)
I.A.I. Краны.
Проход перекрывается пробкой при вращательном ее движении вокруг своей оси.
Пробки бывают коническими (VI: 20), цилиндрическими и шаровыми (рис. 21).
Рис. 21. Краны.
а—конический
типа 11 и Збк; б—со смазкой и е червячной передачей 11с320бк;
β — шаровой
с плавающей пробкой
В цилиндрических кранах нижний
конец пробки не должен касаться днища корпуса крана (см. рис. 21, а). Наличие
зазора 5 дает возможность длительное время сохранять плотную посадку пробки при
износе трущихся поверхностей. Окно в пробке по высоте h больше размера проходного
отверстия корпуса, что исключает возможность уменьшения проходного сечения
крана при износе. На чертежах краны изображаются в открытом положении.
Для управления краном пробка обычно заканчивается квадратом
под ключ или рукоятку. На кранах больших размеров, где для
поворота пробки требуются значительные усилия, краны снабжаются
червячными редукторами для передачи усилий от маховика к пробке (см. рис. 21,
б).
Краны имеют риски на пробках или указатели положения пробки «открыто—закрыто».
На уплотняющих поверхностях крана сделаны канавки, в которые
подается постоянно или периодически смазка определенной консистенции в
зависимости от температуры и давления среды. При повороте пробки на уплотняющих
поверхностях образуется пленка смазки, что повышает степень плотности
соединения, уменьшает силу трения и износ поверхностей. Применяют различные
способы подачи смазки, в том числе и выдавливанием вращающимся болтом.
На промыслах обычно применяют конусные и шаровые краны с Ду
=300 и 700 мм, на рабочие давления 6, 4 и 7, 5 МПа и температуры—40—+ 70 °С.
Их масса составляет 0, 5—5, 0 т.
Преимущества кранов: простота конструкции и обслуживания,
прямоточность движения потока и малое гидравлическое сопротивление,
компактность и небольшие размеры по высоте, замкнутость уплотнительных
поверхностей уменьшает их коррозию и эрозию, устраняет попадание и защемление
посторонних частиц, возможность смазки.
Однако краны имеют и недостатки: сравнительно быстрый износ
и потеря плотности в связи с большим трением соприкасающихся поверхностей,
сложность изготовления и притирки пробки к корпусу крана.
При обслуживании кранов основное внимание следует уделять
контролю за подачей смазки, износом пробки и герметичностью при закрытом
положении.
I.A.2. Вентили.
Проход открывается и закрывается с помощью золотника 1, укрепленного на
шпинделе 3 (рис. 22, а). Нижняя плоскость золотника при закрытии
прижимается к седлу 2 и полностью перекрывает проходное отверстие.
Шпиндель 3 имеет резьбовой участок, с помощью которого он ввертывается в
неподвижную резьбовую втулку (ходовую гайку) 4.
По конструкции корпуса вентили подразделяют на проходные,
прямоточные, угловые и смесительные. По назначению — на запорные,
запорно-регулирующие и специальные.
При нормальной установке вентиля среда должна двигаться
из-под затвора (золотника). Если газ будет «пущен на затвор» увеличится
гидравлическое сопротивление, открыть вентиль будет очень трудно, при этом
тарелка золотника может оторваться от шпинделя и подача газа будет прекращена.
Кроме этого, при нормальной установке вентиля сальник 5 не
испытывает давления и меньше подвергается износу. Сальник в этом случае можно
набивать без остановки всего трубопровода, лишь закрыв ремонтируемый вентиль,
конечно, если давление за вентилем не выше атмосферного.
Собранные вентили испытывают на прочность и герметичность,
проверяют легкость и плавность хода шпинделя, а также перемещение золотника
без заеданий.
Достоинства вентилей: просты в изготовлении, обслуживании и
ремонте, небольшое трение уплотнительных поверхностей и простота их притирки,
высокая надежность и герметичность. Применение резьбы, обладающей свойствами
самоторможения, позволяет

Рис. 22. Вентили.
а—фланцевый
15с21инж; б—типа ВН; 1—золотник; 3 — седло; 3—шпиндель; 4—
ходовая гайка; 5—сальник
оставлять тарелку золотника в
любом положении с уверенностью, что это положение сохранится и не будет
самопроизвольно изменяться при изменении давления среды. Использование резьбы
позволяет применять малые усилия на маховике для управления вентилем.
Однако вентили на газопроводах
почти не применяют из-за большого гидравлического сопротивления, движения среды
только в одном направлении, ограниченности диаметра трубопровода до 300 мм.
Вентили в основном применяют для
присоединения контрольно-измерительных приборов, на продувочных линиях, узлах
запорных устройств, теплотрассах, водопроводах и т. д.
На промыслах широко используются
вентили запорные игольчатые кованые муфтовые типа ВИ (рис. 22, 6) (табл. 7).
I.A.3. Задвижки.
Проход перекрывается клином (или дисками), совершающим возвратно-поступательное
движение относительно оси прохода в направлении, перпендикулярном потоку рабочей
среды (рис. 23).
Рабочая полость задвижки (см. рис.
23,а) образуется корпусом 3 и верхней крышкой 7. Корпус имеет высоту,
равную, как правило, двум диаметрам перекрываемого прохода. Внутри корпу-
Рис. 23. Задвижки. а —
клиновая полнопроходная с невыдвижным шпинделем; /— седло; 2—
затвор; 3—корпус; 4 — ходовая
гайка; 5—уплотнительная прокладка; 6—шпиндель; 7—верхняя крышка; 8
— кольцевая прокладка; 9—сальник;
10— нажимная втулка; 11 —
маховик; б — параллельная
полнопроходная прямоточная с выдвижным шпинделем и принудительной подачей
смазки; 1 — корпус; 2— крышка;
3—днище; 4 — шпиндель; 5 —
крышка подшипников; €—гайка
ходовая; 7 — шток уравновешивающий; 8 — маховик; 9 — шарикоподшипник;
10- затвор; 11, 12 — входное и выходное седло соответственно; 13
— тарельчатая пружина; 14—сальниковый узел; 15— прокладка |
са имеются два кольцевых седла 1 и затвор 2. В
закрытом положении затвор прижимается к седлам и герметично перекрывает поток.
В затворе 2 закреплена ходовая гайка 4, в которую ввинчен
шпиндель 6, соединенный жестко с маховиком 11. Система «винт—
гайка» преобразует вращение маховика в поступательное перемещение затвора (при
открытии и закрытии задвижки). После пере крытая потока на затвор и седло
действуют значительные усилия от одностороннего давления среды.
Обычно затвор помещен в рабочей среде, даже когда проход
полностью закрыт. Поэтому в месте выхода шпинделя из крышки ставятся уплотнения
различной конструкции ( рис. 24).
Набивки сальниковых устройств должны создавать герметичность, быть устойчивыми к износу, давлениям и температурам, не уменьшаться в объеме, иметь малый коэффициент трения (табл. 8).
По конструкции затвора задвижки бывают клиновые и параллельные.
По диаметру прохода задвижки делят на полнопроходные
(диаметр прохода равен диаметру трубопровода) и с суженным проходом
(для уменьшения усилий при закрытии-открытии) .
В зависимости от расположения системы «винт—гайка» (внутри
или вне рабочей среды) задвижки могут быть с выдвижным или невыдвижным
шпинделем.
Рис. 24. Сальниковые уплотнения. а—с
накидной гайкой; б—с сальниковой крышкой; в, г — с креплением анкерными болтами |
Задвижки широко распросстранены
на промыслах. Они просты по конструкции, имеют небольшое гидравлическое
сопротивление, в них отсутствуют повороты потока, допускают движение в обоих
направлениях, просты в обслуживании.
Недостаток задвижек — их относительно большая высота и сложность смазки уплотняющих поверхностей седел и затворов, а иногда и невозможность смазки, невысокая скорость срабатывания затвора.
В задвижках трудно обеспечить герметичность в течение длительного
времени, так как трение затвора о седло происходит под действием больших
односторонних давлений. Однако при качественном изготовлении и тщательном уходе
можно длительное время обеспечивать герметичную работу задвижек.