Навіщо застосовують запірну арматуру?

Будь-яка сучасна інженерна система – водопровід, опалення або газопостачання – немислима без спеціальних пристроїв, що дозволяють контролювати потік робочого середовища. Саме таку роль виконує запірна арматура, яка є комплексом пристроїв, призначених для перекриття або зміни потоку рідин і газів у трубопроводах.

На відміну від регулюючої арматури, яка призначена для плавної зміни потоку, запірна арматура працює за принципом "відкрито-закрито". При цьому в закритому положенні вона повинна забезпечувати повну герметичність, а у відкритому мінімальний опір потоку. Від надійності цих пристроїв часто залежить не тільки комфорт, а й безпека експлуатації системи.

Сучасна запірна арматура здатна працювати в широкому діапазоні тисків - від 0,1 до 250 атмосфер і температур - від -200 до +600 градусів Цельсія. При цьому термін служби якісних виробів може досягати 30-50 років за умови правильної експлуатації. Вартість арматури варіюється від кількох сотень до десятків тисяч гривень, залежно від призначення та технічних характеристик.

Види запірної арматури

Кульові крани є найпоширенішим типом запірної арматури у побутових системах. Їх конструкція заснована на металевій кулі з отвором, що повертається навколо своєї осі. У відкритому положенні отвір збігається з віссю трубопроводу, забезпечуючи вільну протоку. При повороті ручки на 90 градусів куля перекриває потік. Такі крани відрізняються високою надійністю та простотою використання. Термін служби якісного шарового крана становить 15-20 років.

Засувки являють собою складніші пристрої, де перекриття потоку здійснюється за допомогою металевого клина або диска, що рухається перпендикулярно потоку. Вони широко застосовуються у магістральних трубопроводах великого діаметра (від 50 мм і від). Основна перевага засувок – мінімальний гідравлічний опір у відкритому положенні. Однак вони потребують значного часу для повного відкриття або закриття – від кількох секунд до кількох хвилин, залежно від розміру.

Клапани використовують у системах, де потрібне часте перекриття потоку. У їх конструкції замикаючий елемент переміщається паралельно потоку. Розрізняють клапани з підйомним штоком та з поворотним механізмом. Вони забезпечують високу герметичність, але створюють значний опір потоку. Ресурс роботи сучасних клапанів складає 5000-10000 циклів відкриття-закриття.

Вентилі, на відміну від кульових кранів, дозволяють не лише перекривати, а й частково регулювати потік. Замикаючий елемент у них має форму конуса або тарілки і притискається до сідла за допомогою гвинтового механізму. Така конструкція забезпечує високу герметичність, але потребує значних зусиль для керування. Вентилі особливо ефективні при роботі з агресивними середовищами та високими температурами.

Затвори дискові є компактною альтернативою засувкам для трубопроводів великого діаметра. У їхній конструкції використовується поворотний диск, який при повороті на 90 градусів перекриває потік. Основні переваги – малі габарити та вага, швидке спрацювання. Однак вони створюють більший гідравлічний опір у порівнянні із засувками.

До спеціальних типів запірної арматури відносяться зворотні клапани, які пропускають середовище тільки в одному напрямку, та запобіжні клапани, що автоматично спрацьовують при перевищенні допустимого тиску. Такі пристрої відіграють важливу роль у забезпеченні безпеки та правильної роботи інженерних систем.

Принцип роботи запірної арматури

Незважаючи на різноманітність конструкцій, всі види запірної арматури працюють за єдиним принципом – перекриття потоку робочого середовища шляхом механічного впливу замикаючого елемента. При цьому якість перекриття багато в чому залежить від конструкції ущільнень та точності виготовлення деталей.

У виробах використовуються різні типи ущільнень. Для температур до 150°C застосовуються фторопластові та гумові ущільнювачі, що забезпечують герметичність класу А (протечки повністю відсутні). При вищих температурах використовуються металеві ущільнення, що допускають мінімальні протікання до 0,0006% максимального потоку.

Управління запірною арматурою може здійснюватися різними способами. У побутових системах переважає ручне керування – за допомогою маховика чи рукоятки. У промислових установках часто використовують електричні, пневматичні чи гідравлічні приводи. Час повного відкриття або закриття може становити від часток секунди до декількох хвилин, залежно від типу приводу та розміру арматури.

Ефективність роботи запірної арматури оцінюється за кількома критеріями:

Герметичність у закритому положенні
Гідравлічний опір у відкритому стані
Зусилля, необхідне управління
Час спрацьовування
Ресурс (кількість циклів відкриття-закриття)

Застосування у системах водопостачання

У системах водопостачання запірна арматура виконує кілька важливих функцій. Насамперед вона дозволяє перекривати подачу води для проведення ремонтних робіт або в аварійних ситуаціях. На магістральних водопроводах встановлюються потужні засувки, здатні працювати за тиску до 16 атмосфер. Діаметр таких пристроїв може сягати 1000 мм і більше.

Внутрішньобудинкові системи оснащуються арматурою меншого розміру. На вході в квартиру або будинок встановлюється кульовий кран діаметром 15-20 мм, розрахований на тиск 10 атмосфер. Перед кожним сантехнічним приладом (змішувач, бойлер, пральна машина) монтуються менші крани – 1/2 або 3/4 дюйма.

Системи поливу потребують особливого підходу до вибору запірної арматури. Тут важливо враховувати як робочий тиск (зазвичай 2-4 атмосфери), а й можливість автоматизації. Тому часто використовують електромагнітні клапани, які можуть керуватися від контролера поливу. Такі пристрої дозволяють створювати складні системи з різними зонами та графіками роботи.

Басейни та фонтани оснащуються спеціальною арматурою, стійкою до дії хімічних реагентів. Для цього використовуються вироби з нержавіючої сталі або спеціальних пластиків. Особлива увага приділяється донним клапанам басейнів, які мають забезпечувати швидке перекриття в аварійних ситуаціях.

Особливості монтажу запірної арматури в системах водопостачання вимагають урахування кількох важливих факторів:

Напрямок потоку (на корпусі зазвичай вказується стрілкою)
Положення під час монтажу (вертикальне або горизонтальне)
Доступність для обслуговування
Наявність фільтрів перед арматурою
Можливість зливу води із системи

Термін служби запірної арматури у системах водопостачання багато в чому залежить від якості води. При високому вмісті домішок та солей жорсткості може знадобитися більш часте обслуговування. У середньому якісна арматура служить 10-15 років за регулярного використання.

Використання в системах опалення

Системи опалення пред'являють особливі вимоги до запірної арматури через високі температури теплоносія і необхідність тривалої безвідмовної роботи. У сучасних системах опалення температура теплоносія може досягати 95-110 ° C при тиску 3-6 атмосфер. Це потребує використання арматури з відповідними характеристиками.

У радіаторному опаленні запірна арматура встановлюється на кожному опалювальному приладі. Зазвичай використовується комбінація кульового крана на лінії подачі і спеціального запірно-регулюючого вентиля на звороті. Така схема дозволяє як перекривати потік, а й виконувати балансування системи. Діаметр арматури для радіаторів зазвичай становить 1/2 або 3/4 дюйми, залежно від потужності приладу.

Тепла підлога потребує особливого підходу до вибору запірної арматури. Колекторні групи оснащуються кульовими кранами на вході та виході, а кожен контур має окремий регулювальний вентиль. Важливо використовувати арматуру з термостійкими ущільнювачами, оскільки температура теплоносія в теплих підлогах може досягати 55°C. На колекторах також встановлюються повітровідвідники та дренажні крани.

У котельному устаткуванні застосовується найнадійніша запірна арматура. Перед котлом обов'язково встановлюються шарові крани для можливості його відключення, а також група безпеки, що включає запобіжний клапан. Діаметр арматури підбирається залежно від потужності котла: для побутових котлів до 35 кВт достатньо кранів 3/4-1 дюйм, для потужніших потрібна арматура 1 1/4-2 дюйма.

Роль у газових системах

Газові системи вимагають застосування спеціальної запірної арматури, яка сертифікована для роботи з газом. Такі пристрої повинні забезпечувати абсолютну герметичність та мати підвищений запас міцності. У газових системах використовується арматура з особливих марок латуні або сталі з газостійкими ущільнювачами.

Магістральні газопроводи оснащуються потужними засувками чи кульовими кранами з пневматичним чи електричним приводом. Така арматура здатна працювати при тиску до 16 атмосфер та має систему аварійного закриття. Час перекриття потоку в аварійній ситуації не повинен перевищувати 12 секунд.

У внутрішньобудинкових газових мережах використовуються кульові крани меншого розміру. Перед кожним газовим приладом обов'язково встановлюється кран, що відключає. Для побутових плит використовується арматура діаметром 15-20 мм, для казанів – 20-25 мм. Усі з'єднання мають бути роз'ємними для можливості заміни обладнання.

Специфіка безпеки газових систем потребує особливої уваги до запірної арматури:

Обов'язкове встановлення газових фільтрів перед арматурою
Регулярна перевірка герметичності (не рідше одного разу на рік)
Заміна арматури за перших ознак несправності
Використання лише сертифікованих виробів
Монтаж лише спеціалізованими організаціями

Правила експлуатації газової арматури суворо регламентовані. Забороняється:

Самостійний ремонт або заміна арматури
Використання арматури з механічними пошкодженнями
Додаток надмірних зусиль при керуванні
Експлуатація без технічного обслуговування
Застосування мастильних матеріалів

На кожному газовому крані має бути маркування із зазначенням:

Напрямки потоку газу
Умовного тиску
Умовного проходу
Матеріал корпусу
Дата виготовлення

Промислове застосування

Промислові системи пред'являють найвищі вимоги до запірної арматури через складні умови експлуатації та високу ціну простою обладнання. На технологічних лініях використовується арматура підвищеної надійності, здатна працювати в агресивних середовищах за екстремальних температур і тисків.

У системах охолодження промислового обладнання використовується спеціальна арматура, стійка до температурних перепадів. Такі пристрої повинні надійно працювати як за нормальної температури, і при охолодженні до -40°C. Для цього використовуються спеціальні морозостійкі матеріали та ущільнювачі. Діаметр арматури у системах охолодження може досягати 300-400 мм, а робочий тиск – 25-40 атмосфер.

Пожежні системи потребують особливого підходу до вибору запірної арматури. Тут використовуються засувки та затвори, здатні швидко пропустити великий потік води. Час відкриття не повинен перевищувати 30 секунд. Окрім ручного керування, така арматура оснащується електроприводами, підключеними до системи пожежної сигналізації. На трубопроводах діаметром від 50 мм обов'язково встановлюються пристрої підключення пожежної техніки.

Хімічні виробництва використовують арматуру із спеціальних матеріалів – титану, танталу, спеціальних сталей із захисним покриттям. Такі вироби здатні працювати з агресивними кислотами та лугами при температурі до 200-300°C. Вартість спеціальної хімічно стійкої арматури може у 5-10 разів перевищувати ціну звичайних виробів аналогічного розміру.

Технічні характеристики та вибір

При виборі запірної арматури необхідно враховувати комплекс технічних характеристик. Робочий тиск – один із ключових параметрів. Для побутових систем достатньо арматури на 10-16 атмосфер, промислові системи можуть вимагати пристроїв на 40-250 атмосфер. При цьому арматура має витримувати короткочасні перевищення тиску на 25-30%.

Температурний режим роботи визначає вибір матеріалів. Стандартна латунна арматура працює за температури до 150°C, сталева – до 200-250°C. Для більш високих температур використовуються спеціальні жароміцні сплави. Важливо враховувати як максимальну температуру, а й циклічні температурні навантаження.

Матеріали виготовлення вибираються в залежності від умов експлуатації:

Латунь: побутові системи водопостачання та опалення
Бронза: морська вода, агресивні середовища
Вуглецева сталь: промислові системи
Нержавіюча сталь: харчова промисловість
Чавун: холодне водопостачання, теплоносії

Умови експлуатації суттєво впливають на вибір типу арматури. При частих перемиканнях краще використовувати кульові крани або поворотні затвори. Для рідкісних перемикань підійдуть засувки. За наявності твердих включень у середовищі рекомендується використовувати шиберні засувки з м'яким ущільненням.

Критерії підбору запірної арматури включають:

Діаметр трубопроводу
Тип робочого середовища
Частота перемикань
Вимоги до герметичності
Спосіб управління
Вартість життєвого циклу

При цьому діаметр арматури не завжди повинен відповідати діаметру труби. У деяких випадках доцільно встановити арматуру меншого діаметра для зниження вартості та покращення керованості. Наприклад, на трубопроводі 100 мм можна встановити кран 80 мм якщо це допускається розрахунком втрат тиску.

Рекомендовані товари

Код: 17854

Топ продаж

-10%