арматура цапковая что это
Разновидности арматуры по присоединению к трубопроводу
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.
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 цапковая что это
В цапковой арматуре нарезка находится на наружной стороне на присоединительных концах, что отличает ее от муфтового вида. 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 выполнения отбортовки труб, а также для приваривания к ним. Арматура представленного типа оснащается муфтовым присоединительным концом и цапковым.
Применение цапковой арматуры
Цапковую арматуру активно применяют в процессах монтажа специального оборудования контроля и автоматических 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 сред любого вида 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.
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 применятся 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. Необходимо помнить, что нарезка резьбы приводит к уменьшению стенок трубы и поэтому подобный вид соединения не рекомендуется применять в трубах с тонкими стенками.
Арматура цапковая что это
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.