Муфтовая арматура что это такое

Муфтовая арматура, что это такое и для чего используется

Одним из способов прочно и герметично соединить трубы является муфтовая арматура, у которой, помимо ряда достоинств, впрочем, имеются и недостатки. Далее мы рассмотрим все плюсы и минусы такого соединения.

1 Что собой представляет муфта для соединения труб?

Многие знакомы с таким предметом одежды, когда-то широко распространенным, а сегодня почти забытым, как муфта. По сути, это просто отдельный рукав, в который с обеих сторон просовываются руки. Подобную же функцию выполняет и специальный соединительный элемент – резьбовая арматура, только вместо рук в эту металлическую муфту вставляются водогазопроводные трубы или иные профильные или цельнолитые цилиндрические элементы. Причем с обоих концов у муфты, которая может быть снабжена вентилем, резьба обычно делается внутренняя, преимущественно – очень мелкая, с небольшим шагом. Снаружи всегда имеются 6 граней под гаечный или разводной ключ.

К слову, резьба, нарезанная внутри муфты, является дюймовой, то есть, если сравнивать ее с метрической, угол ее вершины составляет не 60, а 55 градусов. Что касается шага насечки, если бы он был большим, прорезанные канавки резьбы получились бы излишне глубокими, что сказалось бы на толщине стенок, недопустимо уменьшив ее. Это, в свою очередь, отрицательно отразилось бы на надежности и долговечности соединительного элемента. Существует 3 типа резьбы для муфты, она может быть выполнена штамповкой, накаткой или обычной нарезкой, которая легко выполняется даже в домашних условиях.

2 Плюсы и минусы резьбовых соединительных элементов

Прежде всего, следует отметить, что, в отличие от сварных или фланцевых арматур, муфтовая легко герметизируется. Непроницаемость соединения достигается при помощи фторопластовых уплотнителей (так называемой ленты ФУМ) или обычной пакли – льняного волокна, пропитанного солидолом или иным водостойким составом. Кроме того, для соединения достаточно иметь под рукой гаечный ключ, никаких шпилек и иных дополнительных крепежных элементов вам не понадобится. И вернемся ненадолго к резьбе – как правило, ее витки с обеих сторон выполнены так, чтобы при вставке трубы и вращении в одну сторону осуществлялось вкручивание обоих цилиндрических соединяемых элементов.

Основное правило – нарезка на внешней стороне трубы должна быть на полвитка короче, чем внутренняя насечка муфты, тогда сгон будет максимально плотным.

К недостаткам в первую очередь следует отнести необходимость больших мускульных усилий при затягивании резьбовой арматуры, будь она муфтовая или цапковая (последняя отличается тем, что нарезка у нее внешняя). Стянуть при помощи гаечного ключа две трубы большого диаметра практически нереально, поэтому такие типы соединения используют только для цилиндрических элементов диаметром не более 50 миллиметров. Кроме того, с муфтовой арматурой нежелательно стыковывать тонкостенные трубы, поскольку резьба на них изрядно сокращает порог надежности металлического изделия, его запас прочности.

3 Где и как используются муфты?

Чаще всего такие типы монтажных элементов используются при прокладке уже ответвленной от основной магистрали водопроводной системы в жилом доме, коммерческом здании или на производстве. Нередко муфты бывают комбинированными, то есть с одной стороны имеется резьба под соединение с металлической трубой, а с другой – пластиковый раструб для сварки с полиэтиленовой. Вентили всегда встраиваются только в полноценную муфту, у которой резьба с обеих сторон (соответственно, они могут быть на фланцевых, сварных или раструбных арматурах). В подземных коммуникациях муфты не ставятся, там используются только сварные соединения, исключение возможно только при переходе в колодцах или коллекторных камерах.

Также муфтовые арматуры применяются там, где предусмотрена внешняя изоляция труб путем уплотнения утеплительного материала под различными ограждающими конструкциями. При этом допускается соединение труб диаметром не более 40 миллиметров. Нередко муфты можно видеть в котельных, там, где в систему трубопроводов включаются различные приборы, в этом случае резьбовое соединение считается наиболее удобным. В остальном на таких объектах применяют сварку труб. Особое требование имеет место в отношении внутреннего давления, создающегося транспортируемой средой. Если оно не превышает 10 кгс/см, допускается использование муфтовой арматуры, при превышении этого значения возможны только фланцевые или сварные соединения.

Внимание – при затягивании муфты необходимо использовать только ключ соответствующего номера или подходящий по размеру разводной ключ. Причем недопустимо увеличивать плечо инструмента обрезком трубы или иным способом, иначе есть вероятность сорвать резьбу соединительного элемента.

Разновидности арматуры по присоединению к трубопроводу

Каталог трубопроводной арматуры АРМАТЭК

Трубопроводная арматура фланцевая, муфтовая, цапковая, штуцерная, под приварку

Трубопроводную арматуру классифицируют по разным признакам ─ видам, типам, разновидностям*. Один из весомых поводов для классификации ─ способ присоединения арматуры к трубопроводу, емкости или оборудованию.

Если в основу классификации положить конструктивное исполнение частей, отвечающих за присоединение, то множество технических устройств, объединенных термином «трубопроводная арматура», распадется на два больших подмножества с говорящими названиями ─ арматура трубопроводная фланцевая и бесфланцевая арматура. Прочность и герметичность присоединения первой обеспечивает наличие фланцев; присоединение второй осуществляется без их помощи. В состав «отряда» бесфланцевой арматуры входят муфтовая, цапковая, штуцерная арматура, арматура под приварку и некоторые другие.

При делении трубопроводной арматуры по способу присоединения можно исходить и из другого признака: какое ─ разъемное или неразъемное ─ соединение образуется. В этом случае почти в одиночестве (есть еще присоединение пайкой) оказывается образующая неразъемные соединения арматура под приварку. Все остальные соединения─ разъемные. Значительная часть из них ─ муфтовые, штуцерные, цапковые ─ являются резьбовыми.

Фланцевое соединение арматуры

Соединения с применением фланцев широко применяются в различных направлениях технологий. Повсеместное распространение получило фланцевое соединение трубопроводов и арматуры.

Слово «фланец» пришло в русский язык из немецкого языка вместе с самим фланцем, а не было присвоено на основании каких-то аналогий. В немецком существительное Flansch обозначает ровно то же самое, что и производное от него русское слово «фланец», ─ плоскую металлическую пластину на конце трубы с отверстиями для резьбового крепежа (болтов или шпилек с гайками). Привычнее, когда эта пластина круглая, но одним диском форма фланцев не ограничивается. Используются, например, квадратные и треугольные фланцы. Но круглые изготовить легче, поэтому применение прямоугольных или треугольных фланцев можно оправдать действительно весомыми причинами.

Материал, типы и особенности конструкции фланцев определяются условным диаметром, давлением рабочей среды и целым рядом других факторов.

Для изготовления фланцев трубопроводной арматуры используют серый и ковкий чугун, разные сорта стали.

Фланцы из ковкого чугуна рассчитаны на более высокое давление и широкий диапазон температур, чем фланцы, сделанные из серого чугуна. Еще более стойкими к воздействию этих факторов являются литые стальные фланцы. Стальные приварные, столь же легко перенося высокие температуры, уступают литым фланцам в максимально допустимом давлении.

Особенностями конструкции фланцев может быть наличие выступов, фасок, шипов, кольцевых выборок и т. д.

Распространенность фланцевых соединений трубопроводной арматуры обусловлена множеством присущих им достоинств. Самое очевидное из них ─ возможность многократного монтажа и демонтажа. Соблазн добавить к существительному «монтаж» прилагательное «легкий» несколько убавляется, если вспомнить о том, сколько болтов потребуется открутить и закрутить при разборке и стыковке фланцев больших диаметров (фланцевые соединения обычно используют при диаметре труб от 50 мм). Хотя и в этом случае трудоемкость монтажных работ не выйдет за пределы разумного.

Фланцевые соединения отличаются прочностью и надежностью, что позволяет использовать их для комплектации трубопроводных систем, работающих под высоким давлением. При соблюдении ряда условий фланцевые соединения обеспечивают очень хорошую герметичность. Для этого стыкуемые фланцы должны иметь аналогичные, не выходящие за рамки допустимой погрешности, присоединительные размеры. Еще одно из условий ─ обязательная периодическая подтяжка стыков, позволяющая поддерживать на должном уровне «хватку» болтовых соединений. Это особенно важно при постоянном воздействии на них механических вибраций или наличии существенных колебаний температуры и влажности окружающей среды. И чем больше диаметр трубопровода, тем это актуальнее, ведь по мере его увеличения усилие на фланцы возрастает. Герметичность фланцевых соединений во многом зависит от уплотнительной способности устанавливаемых между фланцами прокладок.

Нельзя сбрасывать со счетов деформации. Причем фланцы, выполненные из разных материалов, подвержены им в неодинаковой степени, поэтому материал, из которого он сделан, является важнейшим параметром фланца. Так, пластичные стальные фланцы деформируются легче, чем выполненные из более хрупкого, но при этом гораздо лучше держащего форму чугуна.

Недостатки фланцевой арматуры являются продолжением ее достоинств. Высокая прочность оборачивается значительными габаритными размерами и массой, которые, в свою очередь, означают повышенный расход металла (при изготовлении фланцев крупных размеров приходится использовать толстый металлический лист или круглые профили большого диаметра) и трудоемкость производства.

Арматура под приварку

К приварке арматуры прибегают, когда надежность и герметичность других видов соединений признается неудовлетворительной. Особенно востребована сварка при устройстве трубопроводных систем, в которых рабочей средой являются токсичные, ядовитые или радиоактивные жидкости и газы. В этом случае сварочное соединение, при правильном исполнении обеспечивающее 100-процентнуюгерметичность, может оказаться оптимальным, а зачастую и единственно приемлемым решением. Важно только, чтобы такой участок системы не нуждался в частом демонтаже оборудования, выполнение которого всякий раз будет приводить к полному разрушению сварных соединений.

Благодаря сварке, объединяющей фрагменты трубопроводной системы в единое целое, удается обеспечить гармонию, или, говоря техническим языком, структурное соответствие между всеми ее элементами ─ трубами и трубопроводной арматурой. Главное, чтобы из-за различий механических свойств сварного соединения и других составляющих трубопроводной системы оно не стало ее слабым звеном.

Присоединительные концы арматуры подготавливают под приварку, выравнивая и зашлифовывая поверхность свариваемых фрагментов, снимая требуемые фаски.

Сварные соединения могут быть выполнены в раструб и встык. В первом случае сварочный шов располагается на внешней стороне трубы. Такой вариант обычно используется для стальной арматуры сравнительно небольшого диаметра, монтируемой в трубопроводах, работающих при высоком давлении и температуре рабочей среды.

Во втором случае соединение может дополняться подкладным кольцом, исключающим перекос соединяемых деталей. Именно такие, отличающиеся надежностью и абсолютной герметичностью соединения используются при монтаже трубопроводных систем опасных производственных объектов, например, энергоблоков атомных электростанций.

Важными достоинствами сварных соединений, особенно по сравнению с фланцевыми, являются минимальный вес, компактность и экономия пространства.

Арматура муфтовая

Одним из наиболее распространенных в технике является муфтовое соединение арматуры.

Его применяют для различных типов арматуры малого и среднего диаметра, работающих при низких и средних давлениях, корпус которых изготовлен из чугуна или сплавов цветных металлов. Если давление высокое, то предпочтительнее использовать цапковую арматуру.

В присоединительных патрубках муфтовой арматуры резьба находится с внутренней стороны. Как правило, это трубная резьба ─ дюймовая резьба с мелким шагом. Ее формируют различными способами ─ накаткой, нарезкой, штамповкой. Важно, что при мелком шаге резьбы высота зубьев не зависит от диаметра трубопровода.

Снаружи присоединительные концы оформляют в виде шестигранника, чтобы было удобно пользоваться ключом.

Слово «муфта» пришло в русский язык из немецкого, а, возможно, из голландского языка, где mouw означает рукав. Муфта, как и клапан, – пример того, как портняжное дело и производство трубопроводной арматуры используют каждый в своей специальной терминологии одинаковые по звучанию, но несущие разную смысловую нагрузку слова. В технике муфтой называют не рукав, а короткую металлическую трубку, обеспечивающую соединения цилиндрических частей машин.

Мелкая резьба муфтового соединения плюс использование специальных вязких смазок, льняных прядей или фторопластового уплотнительного материала (ленты ФУМ) гарантируют его высокую герметичность. Муфтовое соединение не требует использования дополнительных крепежных деталей (например, болтов или шпилек, как во фланцевом соединении). Но нельзя не учитывать, что наворачивание муфты на резьбу с уплотнением требует немалых усилий, тем больших, чем больше диаметр трубопровода.

Штуцерная арматура

Немецкое происхождение термина «штуцер» от глагола stutzen (подрезать, нарезать) выдает даже его звучание. Так из-за наличия нарезного ствола именовали использовавшиеся для вооружения армий вплоть до XIX столетия мушкеты. В современной технике это существительное применяется для определения короткого отрезка трубы (другими словами ─ втулки) с резьбой на обоих концах, служащего для присоединения труб и трубопроводной арматуры к агрегатам, установкам и резервуарам. В штуцерном соединении присоединительный конец арматуры с наружной резьбой посредством накидной гайки подтягивается к трубопроводу. Его используют для арматуры малого и сверхмалого (с номинальным диаметром до 5,0 мм) диаметров. Как правило, это лабораторная или иная специальная арматура. Например, редукторы, устанавливаемые на баллонах со сжатым газом. С помощью штуцерного соединения в трубопроводные сети «вживляются» различные контрольно-измерительные приборы (КИП), монтируются испарители, термостаты, многие виды оборудования, входящие в состав технологических линий химического производства.

Цапковая арматура

Термин «цапковое соединение» вошел в широкий обиход в конце XIX столетия. Его главные атрибуты для трубопроводной арматуры ─ присоединительные патрубки с наружной резьбой и наличия буртика. Конец трубопровода с буртиком накидной гайкой прижимается к торцу патрубка арматуры.

Цапковое соединение используется для арматуры высокого давления небольших размеров, в частности, приборов КИП. Оно эффективно при ввинчивании арматуры в корпус сосудов, аппаратов, установок или машин. Его герметичность обеспечивается наличием прокладок и специальными смазками.

Примером цапкового соединения может служить подсоединение пожарного рукава к пожарному гидранту.

Всем резьбовым соединениям свойственны такие достоинства как минимальное количество присоединительных элементов, малая металлоемкость и, соответственно, небольшая масса, технологичность. Эффективный монтаж резьбовых соединений требует совпадения внутренней и наружной резьбы, использование мягких или вязких материалов для уплотнения. Но при этом следует учитывать, что нарезка резьбы уменьшает толщину стенки трубы, поэтому такой тип соединения плохо подходит для тонкостенных труб.

Кроме перечисленных существуют и другие способы присоединения арматуры. Так, в трубопроводных системах могут применяться дюритовые соединения. Это соединения посредством цилиндрических муфт, состоящих из нескольких слоев прорезиненной ткани (говоря простыми словами ─ фрагментов шлангов), надвигаемых на сделанные на патрубках выступы и фиксируемых с помощью металлических хомутов.

Еще один способ присоединения арматуры ─ пайка, которую применяют для медных труб с небольшим диаметром. Конец трубопровода, обработанный припоем, вставляется в выполненную в патрубке проточку.

Функциональные возможности, работоспособность и надежность трубопроводной системы определяется не только параметрами входящей в ее состав арматуры, но и тем, насколько качественно выполнено соединение арматуры, выбору и выполнению которого всегда следует уделять повышенное внимание.

Арматура трубопроводная муфтовая и особенности применения резьбовых соединений

Простейшая арматура муфтовая представляет собой полый цилиндр, на внутренней стенке которого нанесена резьба. Муфта резьбовая используется для соединения двух труб или металлических стержней между собой. Деталь находит широкое применение в современных строительных технологиях, а также при прокладке газо- и водопроводных коммуникаций. Соединение при помощи муфтовой арматуры не требует специального оборудования или особых навыков. Это простой, удобный и надежный способ соединять сегменты труб или металлических прутьев.

Назначение муфтовой арматуры

Муфта резьбовая является соединительной арматурой, которую активно используют при прокладке и разводке трубопроводов, а также в строительстве. Основным назначением муфтовой арматуры является соединение элементов в торец, без изменения направления. Производители выпускают муфты из различных сплавов и полимерные.

Обратите внимание! Резьбовая муфтовая арматура используется для соединения не только металлических, но и полимерных труб.

Муфтовая арматура позволяет соединить металлические конструкции без использования сварки, клея или дополнительных крепежей. Соединение получается разборным. Для герметичности резьбовых соединений на трубопроводах используют специальную подмотку, льняную или полимерную.

Строительные технологии с использованием соединительной муфтовой арматуры на резьбе, позволяют возводить высотные здания с меньшими затратами. Муфта позволяет соединять металлические пруты быстро, без дополнительных материальных затрат на сварщика и материалы.

Муфтовая арматура, используемая в строительстве, предназначена соединять и удерживать неподвижно торцы арматурного прута. Она имеет более длинный корпус, чем детали для трубопроводов.

Конструктивные особенности муфты

Муфта представляет собой полый металлический цилиндр, внутри которого нанесена дюймовая (трубная) резьба с мелким шагом. Корпус трубки снабжают специальными зацепами под ключ или выполняют в форме шестигранника. Термин «муфта» происходит от немецкого «mouw», что означает рукав. Для соединения не требуется дополнительных крепежей – торцы труб вставляют в муфту, как в рукав и закручивают.

Резьбу наносят таким образом, что при закручивании муфты в нее одновременно втягиваются оба соединяемых торца. Важно, чтобы резьба на торце трубы или прутка была на пол нитки меньше, чем резьба внутри муфты. При затягивании это не позволяет трубе упереться в корпус муфты.

С обеих сторон в муфте резьба правая, также и на торцах соединяемых деталей. Способ нанесения резьбы может быть любым: штамповка, накатка или нарезка леркой. При накручивании муфты запрещается увеличивать плечо ключа дополнительными насадками, поскольку чрезмерное усилие сорвет резьбу.

Обратите внимание! Соединение при помощи резьбовой муфтовой арматуры выполняется вручную. Требуемое физическое усилие прямо пропорционально диаметру трубопровода, поэтому для коммуникаций с условным проходом больше 50 мм резьбовые муфты не используют.

Соединение больших диаметров выполняют, используя фланцевые или обжимные муфты.

Муфта резьбовая для строительной арматуры имеет толщину стенки от 2 до 5 мм, длина детали от 7 до 20 см. Соединяют прутки от 12 до 50 мм в диаметре.

Трубопроводные соединительные муфты на резьбе имеют размеры согласно диаметру труб. Выпускают из чугуна, стали, нержавеющей стали, латуни, с оцинкованным покрытием.

Применение муфтового соединения

Есть два направления, где применяют муфтовую арматуру на резьбе:

1. Прокладка трубопроводов диаметром до 50 мм – муфтовая арматура предназначена для соединения труб.
2. Строительство монолитных железобетонных сооружений – муфты используют для наращивания металлического прута в каркасе.

Строительство монолитных сооружений из бетона требует создания крепкого, цельного каркаса из металлического прута. Еще недавно каркас вязали вручную, при помощи специальной проволоки и сварки. Использование муфтовой арматуры на резьбе позволяет создать крепкий металлический каркас, который не дает бетону разрушиться. Исследования показывают, что муфтовое соединение не уступает по прочности цельному изделию.

Строительная муфтовая арматура

Механическая стыковка с использованием муфтовой арматуры упрощает контроль качества наращивания каркаса.

Работы проводят по следующей схеме:

1. В нужном количестве закупают муфты соответствующего размера (внутренний диаметр совпадает с наружным диаметром прута).
2. На торцах прута нарезают резьбу (чуть короче, чем в муфте).
3. Устанавливают начальную арматуру.
4. Накручивают муфту.
5. Присоединяют следующий металлический прут.
6. Соединение затягивают до крайнего положения.
7. Работы на стандартных деталях осуществляют с использованием динамометрического ключа, что позволяет не контролировать каждое затягивание.

Сборка каркаса монолитного строения с использованием муфтовой арматуры не требует привлечения квалифицированных работников. При использовании стандартных прутов и динамометрического ключа достаточно визуального контроля качества. Удлиненная муфтовая арматура распределяет нагрузку равномерно по всему штырю, усиливая место стыка. Однотипные детали гарантируют равномерность прочности всего каркаса.

Обратите внимание! Переходные муфты позволяют соединять штыри разного диаметра.

Трубопроводная муфтовая арматура

Традиционно популярностью при монтаже трубопроводов пользуются чугунные муфты диаметром до 50 мм. Немного уступают им стальные и латунные детали. Их используют в системах, рассчитанных на эксплуатацию под давлением в 10 атм. Реже используются алюминиевые, дюралевые муфты. Изделия из фарфора, керамики и стекла имеют специальное назначение – ими соединяют трубопроводы для химически агрессивных жидкостей.

Соединительные трубопроводные муфты используют в разводке локальных трубопроводов, как правило, внутри сооружений. Особенностью муфтовых соединений в монтаже трубопровода является их универсальность.

Трубопроводная муфтовая арматура позволяет:

• осуществить переход с металла на пластик;
• соединить металлопластиковые трубы с пластиком или металлом;
• перейти с одного диаметра трубы на другой.

С использованием муфтовой арматуры в трубопровод на производстве или в котельных встраивают измерительную аппаратуру, приборы. В этом случае разъемное соединение на резьбе является оптимальным при обслуживании трубопровода и встроенной техники.

Классификация трубопроводной арматуры

Классификация арматуры по области применения

Арматура общего назначения используется в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве. Изготавливается арматура в больших объемах и предназначена для трубопроводов воды, пара, газа, а также других сред со стандартными (условными) значениями технических параметров. Трубопроводная арматура общего назначения подлежит обязательной сертификации.

Арматура для особых условий работы предназначена для эксплуатации при условно высоких (максимальных) давлениях и температурах, при низких температурах (обогреваемая арматура), на токсичных и взрывоопасных производствах. Сюда так же относится энергетическая (сверхвысокие температуры) и криогенная (сверхнизкие температуры) арматура. Фонтанная арматура для нефтедобычи, арматура для абразивных, вязких и сыпучих материалов (песок, цемент, пульпа). Для эксплуатации требуется разрешение Госгортехнадзора России.

Арматура специального назначения не производится серийно. Выпускается по техническим требованиям конечного потребителя, с учетом требуемых эксплуатационных характеристик. Применяется на единичных промышленных объектах, на АЭС, ГЭС, ТЭС и др. Требуется разрешение Госатомнадзора России.

Арматура судовая выпускается для эксплуатации на морском и речном транспорте, с учетом повышенных требований к весу, размерам, стойкости арматуры к воздействию агрессивной среды и безотказности в работе. Выпускается в основном из латуни (бронзы), нержавеющей или легированной стали. Для сертификации этой арматуры применяется сертификат Морского Регистра.

Арматура сантехническая используется, в основном, в быту. Устанавливается в системах отопления (терморегуляторы Danfoss, балансировочные клапаны), в системах водоснабжения (водоразборные краны, смесители, сетчатые фильтры и т.д.) и в системах сточных вод и канализации. Кроме сертификата соответствия ГОСТу, эта арматура, обычно имеет и гигиенический сертификат.

Классификация арматуры по функциональному назначению

Арматура запорная применяется для перекрытия на трубопроводах потока жидкостей, пара, газов и должна обеспечивать заданную степень герметичности в соответствии с ГОСТ 9544-2005 «Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов». К запорной арматуре относятся: задвижки стальные и чугунные, затворы дисковые, краны шаровые, клапаны (вентили). Недопустимо использовать запорную арматуру в качестве дросселирующих устройств (регулирование потока среды).

Арматура регулирующая предназначена для регулирования потока рабочей среды путем изменения ее параметров – расхода, давления, температуры и др. Регулирующая арматура подразделяется на устройства, работающие от внешнего привода (электрического, пневматического и др.) и устройства, использующие, в качестве привода или командного сигнала, энергию рабочей среды. Например, регулятор давления РДС, РД-НО (НЗ), рычажно-грузового действия РК и др.

Арматура запорно-регулирующая объединяет функции запорных и регулирующих устройств. К такой арматуре относятся клапаны запорно-регулирующие КЗР, дисковые затворы и заслонки с возможностью дросселирования потока, универсальные клапаны Danfoss (Данфосс) и терморегуляторы.

Арматура распределительно-смесительная предназначена для распределения потоков жидкостей или газов по определенным направлениям, в зависимости от заданных параметров или для смешивания потоков. Сюда входят смесительные и распределительные клапаны, сильфонные регуляторы температуры ТРЖ, РТЕ-21М, ТРТС и др.

Арматура предохранительная используется для автоматической защиты оборудования и трубопроводных систем при недопустимом повышении давления, методом сброса избытка рабочей среды в атмосферу (без противодавления) или в обратный трубопровод (с противодавлением). Сюда относятся пружинные и рычажные предохранительные клапаны, блоки предохранительных клапанов, импульсные устройства.

Арматура защитная и отключающая предназначена для автоматического отключения (защиты) оборудования при изменении направления движения среды или при изменении установленных параметров. Это отключающие и переключающие устройства, защитные котловые соленоидные клапаны (клапаны электромагнитные). К защитной промышленной арматуре, так же можно отнести фильтры сетчатые и фильтры магнитно-механические, основной задачей которых является защита трубопроводного оборудования от механического загрязнения.

Арматура обратная применяется для автоматического предотвращения гидроударов, а также обратного хода рабочей среды в трубопроводных системах. В невозвратно-запорной арматуре, кроме автоматической, реализована ручная функция управления потоком среды. Это клапаны обратные (затворы) поворотные, подъемные, шаровые, тарельчатые, пружинные и др.

Арматура контрольная используется для определения уровня жидкости в емкостях и резервуарах, а также для подключения или отключения приборов КИП и автоматики. Сюда относятся спускные вентили, рамки-указатели уровня, трехходовые краны-демпферы для измерительных приборов.

Арматура фазоразделительная предназначена для автоматического разделения рабочих сред в зависимости от их агрегатного состояния. Действие такой арматуры основано на различии термодинамических свойств или плотности разделяемых потоков. Сюда относятся конденсатоотводчики всех типов, воздухоотводчики и сепараторы.

Классификация арматуры в зависимости от конструкции

Задвижка – это запорная арматура, в которой запорный орган расположен вертикально, под углом в 90 градусов, к осевой линии магистральных патрубков. Задвижки чугунные или стальные, в которых запорный орган выполнен в виде клина называются клиновыми. Различают так же шланговые задвижки, конструкция которых предусматривает эластичный шланг, который пережимаясь, обеспечивает перекрытие транспортируемой среды. А также шиберные ножевые задвижки, предназначенные для установки на вязких и пульпообразных средах.

Затвор – это трубопроводная арматура, в которой запирающий (регулирующий) элемент имеет дисковую форму. Затворы дисковые имеют фланцевое или межфланцевое (стяжное) присоединение к трубопроводу. Стальные затворы дисковые (запорные или обратные) могут иметь присоединение под приварку. Преимуществами затворов является малый вес и небольшое гидравлическое сопротивление.

Клапан (вентиль) – это трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий тарельчатый элемент расположен горизонтально или под углом (прямоточные клапаны) к осевой линии магистральных патрубков. Конструктивно различают мембранные клапаны, в которых в качестве запорного элемента используется эластичная мембрана, (клапаны электромагнитные прямого и непрямого действия). Мембрана в таких клапанах выполняет функцию запорного органа, уплотнения запорного органа и уплотненного корпусного кольца. Регулятор (клапан регулирующий) по конструкции, представляет собой клапан, с установленным на него регулирующим устройством (приводом).

Кран – это трубопроводная арматура, в которой основной элемент имеет конусную или цилиндрическую форму и поворачивается на угол 90 градусов (кран пробко-сальниковый) или на угол 180 градусов (кран трехходовой). Кран шаровый – трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий элемент имеет шаровую (сферическую) форму. Кроме запорных, различают регулирующие шаровые краны, например, Naval trim, Vexve. В регулирующих кранах шар имеет специальную конструкцию, предназначенную для изменения (регулирования) расхода рабочей среды.

Классификация арматуры по способу управления

Арматура ручного управления. Управление рычагом, маховиком, штурвалом или другим элементом конструкции арматуры осуществляется персоналом в ручном режиме на корпусе арматуры, (задвижки с маховиком, краны шаровые с ручкой и др.)

Арматура дистанционного управления конструктивно выполнена без органа управления и соединяется с ним дистанционно, при помощи адаптера – выносного или телескопического штока, штанг, рычагов. Например, задвижка чугунная МЗШ устанавливается на трубопроводе, под землей, а управление осуществляется при помощи штока, с поверхности земли, через специальный люк-ковер.

Арматура приводная. Управляется с помощью внешнего электрического, пневматического или гидравлического привода, установленного непосредственно на корпусе арматуры. Наиболее часто применяется на запорной и регулирующей арматуре. Также управление может быть осуществлено в ручном режиме, с помощью ручного дублера, обычно имеющегося на приводе (кроме клапанов электромагнитных (соленоидных), кранов с сервоприводом и др.).

Арматура автоматического управления. Управляется воздействием энергии рабочей среды непосредственно на запорный или регулирующий орган, мембрану, управляющее устройство, либо воздействием командного давления (сигнала) на такое устройство, полученное от автоматических приборов, датчиков и т.д. Например, регулирующие клапаны с позиционером, регуляторы давления Danfoss, РДС, регуляторы температуры РТ-ДО (ДЗ).

Классификация арматуры в зависимости от давления

Арматура вакуумная – ниже 0,1МПа (общепромышленная, судовая, специальная и контрольная арматура)

Арматура низкого давления – от 0 до 1,6МПа (общепромышленная, судовая, специальная и контрольная арматура)

Арматура среднего давления – от 1,6 до 10МПа (общепромышленная, специальная, криогенная и контрольная арматура)

Арматура высокого давления – от 10 до 80МПа (энергетическая, специальная, криогенная, контрольная и фонтанная арматура)

Арматура сверхвысокого давления – свыше 80МПа (энергетическая, специальная, криогенная, контрольная и фонтанная арматура)

Классификация арматуры в зависимости от температуры

Арматура криогенная, для сжиженных газов – температура ниже минус 153°С (клапаны, регуляторы, запорные устройства из специальных сталей и сплавов)

Арматура холодильных установок – температуры от минус 153°С до минус 60°С (холодильная техника Danfoss (Данфосс), запорно-регулирующая арматура из специальных и неметаллических сплавов)

Арматура для низких температур – от минус 60°С (специальная техника Danfoss, клапаны, регуляторы, задвижки из легированных марок стали 20ХН3Л, 09Г2С и др.)

Арматура средних параметров – температуры до плюс 450°С (трубопроводная арматура из углеродистых сталей 20Л, 30-35Л, 45Л и др.)

Арматура высоких параметров – температуры до плюс 600°С (трубопроводная арматура из специальных, нержавеющих и молибденистых марок стали ХМФ, 12Х18Н9ТЛ, 12Х18Н12М3ТЛ и др.)

Арматура жаростойкая – температуры свыше плюс 600°С (применяемые материалы в зависимости от индивидуальных условий эксплуатации – никель, молибден, титан содержащие сплавы)

Классификация арматуры по способу монтажа

Арматура муфтовая. Монтируется при помощи муфт (внутренняя трубная, коническая, цилиндрическая или др. резьба). В основном это краны шаровые, чугунные вентили, клапаны небольших диаметров, Ду до 50 мм (в редких случаях до 80 мм). Применяется на бытовой сантехнической арматуре, на специальной и контрольной арматуре.

Арматура цапковая. Монтируется в трубопроводную систему при помощи наружной резьбы, с буртиком под уплотнительное кольцо. Применяется на специальной арматуре высокого давления, на трубопроводах с агрессивной рабочей средой и в случаях, где требуется обеспечить высокую надежность и быстроразъемность соединения.

Арматура штуцерная. Монтируется к трубопроводу с помощью патрубков с наружной резьбой. Ответная деталь трубопровода называется штуцер или ниппель (с внутренней резьбой). Применяется на некоторых типах шаровых кранов, клапанов, соединениях типа «американка» и на специальной (контрольной) арматуре.

Арматура под сварку. Монтируется к трубопроводу с помощью патрубков под приварку. Это самый надежный вид соединения. Используется, в основном, на энергетических задвижках и клапанах высокого давления. Так же, присоединение под приварку, широко применяется на кранах шаровых, на отечественной и импортной трубопроводной арматуре.

Арматура фланцевая. Монтируется к трубопроводу при помощи фланцев, в соответствии с ГОСТ 12815-80. Наибольшая часть задвижек чугунных и стальных изготавливается с фланцевым присоединением. Удобный монтаж, возможность быстрой замены оборудования на трубопроводе, позволяют применять такой вид соединения в большинстве случаев. Кроме задвижек, фланцевое соединение применяется на дисковых затворах, клапанах, кранах, при монтаже фасонных деталей и пожарного оборудования городской водопроводной сети.

Арматура стяжная. Межфланцевое (стяжное) присоединение широко используется для монтажа дисковых затворов, шиберных задвижек, некоторых типов обратных клапанов и регуляторов. Арматура стяжная не имеет своих присоединительных фланцев и стягивается шпильками между фланцами, установленными на трубопроводе. Преимуществом межфланцевой арматуры является надежность соединения и малая масса.

Классификация арматуры по способу герметизации к внешней среде

Арматура сальниковая. Герметичность арматуры, по отношению к внешней среде обеспечивается сальниковым узлом, который находится в постоянном соприкосновении с подвижным элементом арматуры – шпинделем, совершающим во время работы возвратно-поступательное движение. Разборный сальниковый узел применяется в задвижках, кранах, клапанах. Исключение составляет импортная трубопроводная арматура Naval, Danfoss, Jafar, где для обеспечения герметичности применяется одно или несколько О-образных колец.

Арматура сильфонная. Герметичность арматуры обеспечивается сильфонным узлом, который представляет собой гофрированный патрубок из нержавеющей стали или специальной пластмассы. Под действием нагрузки сильфон деформируется, но сохраняет свои свойства, обеспечивая герметичность и в затворе, и по отношению к внешней среде. Сильфонные узлы применяются в запорных клапанах, в регуляторах давления РДС, в предохранительных клапанах СППК и другой арматуре.

Арматура мембранная. В конструкции арматуры предусмотрен эластичный элемент – мембрана, которая выполняет функцию затвора, уплотнительного элемента затвора и уплотнения корпуса. Такая конструкция применяется в мембранных клапанах (электромагнитных, соленоидных) в запорных и предохранительных клапанах. Также, мембрана часто применяется в качестве чувствительного элемента у регуляторов давления воды или пара.

Арматура шланговая. Арматура, в которой перекрытие потока рабочей среды происходит пережатием эластичного шланга, называется шланговой. Эластомер обеспечивает герметичность и по отношению к внешней среде, и является запорным органом. Шланговые задвижки часто применяются для жидких, вязких и агрессивных сред, т.к. имеют отличную герметичность и нулевое гидравлическое сопротивление.

Муфтовая арматура что это такое

Арматура — это комплект дополнительных деталей или устройств, которые обеспечивают работу машин, оборудования или конструкций. Отдельно можно выделить трубопроводную арматуру и железобетонную арматуру, благодаря которой усиливается бетонная конструкция зданий. Основные виды арматуры, которая используется при строительстве трубопроводов, — цапковая и запорная арматура.

Цапковая арматура

Цапковая арматура для трубопроводов отличается внешне наличием присоединительных патрубков с наружной резьбой и наличием буртика.

Арматура с цапковым соединением используется для работы на участках с высоким давлением. Части трубопровода с цапковой арматурой получаются герметичными.

Благодаря резьбе в местах присоединения арматуры к другим деталям, у цапковой арматуры небольшое количество присоединительных элементов. Поэтому цапковая арматура легкая по весу. Другая ее особенность — уменьшение толщины стенки трубы в месте резьбового соединения. Такой тип соединения малопригоден для труб с тонкими стенками.

Кроме трубопроводов цапковая арматура используется для специального оборудования и приборов.

Применение такой арматуры рекомендовано в работах с технологическими трубопроводами. Например, для транспортировки материалов нейтральной и негорючей природы используется арматура из чугуна с диаметром до 50 мм. Для транспортировки любых сред можно применять стальную арматуру с диаметром до 40 мм.

Соединение цапкового типа применяется в арматуре с невысокими показателями давления и с небольшими размерами. Именно такой вид соединения более предпочтителен во время ввинчивания в корпуса аппаратов, сосудов, различных типов установок.

В качестве распространенного примера соединения цапкового типа можно привести систему подсоединения пожарного рукава к пожарному гидранту.

Особенности строения цапковой арматуры

В цапковой арматуре нарезка находится на наружной стороне на присоединительных концах. Арматура с таким типом соединения предназначена для использования в системах с давлением в пределах 10 МПа при показателях Dy до 200 мм.

Цапковая арматура производится с гайками накидного вида или с ниппелями для отбортовки труб, а также для приваривания к ним. У цапковой арматуры может быть муфтовый присоединительный конец и цапковый.

Герметичность цапкового соединения

Герметичность при соединении цапкового типа обеспечивается за счет дополнительного применения специальных прокладок и смазок. При затягивании прокладка сжимается в месте соединения и герметизирует стык. Дополнительно могут применяться специальные смазки.

Все виды резьбовых соединений отличаются такими преимуществами, как использование минимума присоединительных элементов, небольшой показатель металлоемкости, высокая технологичность, небольшой вес.

Качественно выполненные монтажные работы требуют полного совпадения резьбы (как внутренней, так и наружной), а также применения специальных уплотняющих материалов.

Запорная арматура

Без запорной арматуры не строят ни одного современного трубопровода. Запорная арматура применяется для обустройства систем водоснабжения, канализаций и многих других коммуникаций. Долгое время запорная арматура была единственным видом арматуры. Затем появились регулирующая, обратная и другие виды трубопроводной арматуры.

Главное требование к запорной арматуре – это высокая надежность. На этапе проектирования трубопроводных систем крайне важно правильно определить нагрузки, которые будут приходиться на запорную арматуру, и подобрать соответствующие элементы.

Также запорная арматура должна обладать высокой герметичностью. Все элементы механизма должны быть плотно подогнаны, чтобы не было пропусков рабочей среды. Если герметичность будет утрачена, то запорную арматуру заменяют. Каждый узел и деталь механизма должны работать так, чтобы формировать соединения, через которые не может проникать транспортируемая среда в любом направлении.

Повышенные требования к герметичности запорной арматуры приходится обеспечивать в достаточно сложных условиях. Воздействие рабочих нагрузок разного характера и трение приводят к постепенному износу материалов. На этапе проведения контрольных испытаний запорной арматуры в первую очередь необходимо проверить ее герметичность и качество исполнения затворного механизма. Продукция имеет свои технические характеристики, в соответствии с которыми подбирается для последующей эксплуатации.

Конструкция запорной арматуры

Запорная арматура используется для перекрытия потока жидкости или газообразного вещества, в промышленности для установки систем коммуникаций промышленных и жилых зданий. Запорная арматура работает в циклическом ритме отпирания и запирания рабочей полости трубопровода, а также в статическом – когда она большую часть времени открыта или закрыта.

Конструкция запорной арматуры идеально продумана, когда необходимо обеспечить два положения рабочего механизма. Поэтому нередко средняя позиция запорного элемента вовсе не предусматривается.

К запорной арматуре относятся шаровые краны, задвижки и мембранные клапаны. Краны шарового типа можно встретить в разных областях техники. Например, они используются для организации систем трубопроводов относительно небольшого диаметра, а также при монтаже измерительных и контрольных приборов.

Задвижки диаметром от пятидесяти до двух тысяч миллиметров используются на магистральных и технологических трубопроводах. Мембранные клапаны эффективны, когда нужно обеспечить мгновенное перекрытие потока, а также требуется повышенная цикличность работы механизма.

Сферы применения запорной арматуры

Запорная арматура для трубопроводов используется в ЖКХ при строительстве отопительных систем и систем водоснабжения, а также газовых коммуникаций.

Запорная арматура используется в атомной энергетике, нефтеперерабатывающей промышленности.

Также запорная арматура используется в авиации, космонавтике и при создании вакуумной техники.

Запорная арматура: краны

Краны относятся к запорной арматуре, они применяются для управления силой потока рабочей среды. Также с помощью крана можно снижать подачу потока или отключать его совсем.

В тех случаях, когда трубопровод проводит газ, пар или воду, на нем необходимо устанавливать краны. Краны компактные и имеют низкие показатели сопротивления. Пробковый и шаровой виды являются наиболее распространенными. Для герметизации применяют два способа: сальниковый и натяжной.

Устройство крана

Все устройства схожи по своей конструкции. У них есть корпус закрытого типа, который защищен от внешних воздействий. Внутри корпуса находится узел арматуры. Внутри корпуса находятся два конца, благодаря которым кран крепится к трубопроводу.

Основной задачей узла считается разделение системы на несколько частей. С помощью уплотнительных поверхностей орган для запора и седло соприкасаются друг с другом.

Крепление кранов обеспечивается с помощью муфты или сварки. Муфтовые краны из чугуна устанавливают на трубопроводах, которые используются для транспортировки газа. Чтобы кран был надежно закреплен, используют резьбовую муфту. Они могут эксплуатироваться в среде до 50 градусов по Цельсию. Уровень давления не может превышать 0,1 МПа.

Сальниковые муфтовые краны

Они способны выдержать повышенную нагрузку. Их сфера применения – транспортировка газа и воды. Детали таких конструкций изготовлены из чугуна. Резину или пеньку используют для дополнительной набивки. Максимальная температура жидкости внутри крана не может превышать 100 градусов, а давление 1 МПа.

Шаровые краны

Они обладают самыми компактными размерами. Их используют для больших трубопроводов, поскольку они обладают высокой надежностью. Сам кран отливают из чугуна, дополнительно устанавливаются кольца для уплотнения, которые производят из фторопласта-4.

Фланцевые краны из стали

Они присоединяют к трубопроводу с помощью фланцев. Дополнительная установка червячного редуктора требуется в тех случаях, когда кран обладает большими габаритами.

Иногда в конструкции крана может использоваться маховик. Он служит для регулирования потока. Управление такими кранами выполняется с помощью маховика или дистанционно. Важно отметить, что для такого типа крана допускается только вертикальная установка.

Запорная арматура: клапаны

Клапан считается самой популярной запорной арматурой. Клапаны применяют в различных инженерных системах. Они необходимы для эксплуатации в специальных условиях и подходят для общего применения. Клапан может регулировать интенсивность потока и закрывать или открывать его при необходимости.

Устройство клапана

Клапан представляет собой деталь с затвором. Сам затвор может иметь форму конуса или плоскую форму. Вентиль – один из видов клапанов. У него движение затвора происходит, благодаря резьбе.

Запорные вентили получили высокую популярность. Их используют для установки на трубопроводы определенного типа. Ручная регулировка проводится с использованием маховика, дистанционная – через электропривод.

Кольца, которые могут быть произведены из различных материалов, обеспечивают прочность уплотнения. Чтобы соединить клапан с трубой, необходима установка резьбовой муфты. Заполняют клапан асбестовой набивкой. В ее состав входят нити из асбеста, которые пропитываются антифрикционно.

Если рабочая температура жидкости не более 50 градусов, возможна установка муфтового запорного вентиля. Установка выполняется в любом положении. Сам вентиль отливают из чугуна, а для изготовления уплотнительных колец используют кожу, для прокладок – паронит.

Запорная архитектура с электрическим приводом может использоваться в трубопроводе, где уровень температуры жидкости составляет 45-50 градусов. Обязательно устанавливать его таким образом, чтобы он направлялся наверх. Корпус отливают из чугуна. Для изготовления золотника и крышки применяют сталь. Вентилем можно управлять дистанционно или вручную.

Запорная арматура: заслонки

Заслонки используется в разных трубах, сечение которых не превышает 2200 мм. Отличительная особенность заслонок — простой монтаж, маленький вес, небольшой размер.

Современные заслонки регулируются или вручную, или с помощью электропривода. Электроприводные заслонки применяются в системах с сечением трубы от 300 до 1600 мм. и с давлением рабочей среды 1 МПа.

Для трубопроводов, которые осуществляют транспортировку воды, используются бесфланцевые заслонки с резиновым уплотнителем.

Заслонки крепятся вручную, с помощью электропривода или привариваются.

Запорная арматура: задвижки

Данная арматура используется в магистральных трубопроводах. Конструкция задвижки содержит специальный элемент — шпиндель.

Шпиндели могут быть выдвижными и невыдвижными. Изготавливаются шпиндели из чугуна и других металлов. Их монтируют на трубопровод с помощью фланцев.

Шпиндели применяются для трубопроводов, транспортирующих топливный газ, нефть, масло, коксовый газ.

Применение задвижек

Задвижки для трубопроводов, переносящих топливный газ, должны выдерживать температуру рабочей среды до 100 градусов по Цельсию, их регулируют только вручную. Форма таких задвижек клиновидная двухдисковая с невыдвижным шпинделем.

На трубопроводы, переносящие коксовый газ, устанавливаются задвижки с выдвижным шпинделем. Регулируются они с помощью электропривода.

Для трубопроводов, переносящих нефть и масло, используются стальные задвижки с выдвижным шпинделем.