Разновидности задвижек для нефтепродуктов
При транспортировке нефти и нефтепродуктов часто возникает необходимость регулирования их потока, а некоторых ситуациях – и полное его перекрытие. Эту функцию в трубопроводах выполняет запорная арматура. Чаще всего применяются задвижки, общему описанию которых и посвящена эта статья.
Область применения и особенности
Несмотря на кажущуюся простоту, запорная арматура имеет достаточно сложную конструкцию, поскольку от качества её работы зависит очень многое. Прочность и долговечность задвижек являются основными критериями их качества.
Задвижки для нефтепродуктов – очень важная деталь любого трубопровода (как магистрального, так и местного значения). Рассмотрим их более подробно.
По принципу своей работы они делятся на клиновые и параллельные.
Клиновые представляют собой запорными устройства, которые перекрывают поток с помощью сдвига затвора в плоскости, перпендикулярной перекрываемому потоку. Уплотнительные поверхности в затворе такого типа расположены под углом друг к другу.
Сами клинья бывают:
- цельными упругими;
- цельными жесткими;
- двухдисковыми.
Вне зависимости от типа, клинья покрывают высоколегированной сталью, что дает возможность заменять сальниковую набивку, не прерывая работы.
Отличие параллельных типов от клиновых в том, что в них уплотнительные поверхности затворов располагаются не под углом, а параллельно друг другу.
Параллельные типы этой запорной арматуры также бывают шиберные (с одним диском) и двухдисковые.
Также задвижки различаются по направлению движения их шпинделя. По этому параметру их делят на две группы: с выдвижным шпинделем и с вращающимся невыдвижным.
В конструкциях с выдвижным шпинделем при открытии или закрытии затвора шпиндель совершает поступательное или поступательно-винтовое движение, при этом выдвигаясь из корпуса. Как правило, такие конструкции отличаются достаточно большими габаритными размерами.
Конструкции с невыдвижным вращаемым шпинделем – меньше по своим размерам и применяются в основном в потоках, не вызывающих коррозию. При закрытии затвора в них шпиндель из корпуса не выдвигается.
По материалу своего изготовления задвижки делятся на стальные и чугунные.
Стальные задвижки используются для перекрывания жидких и газообразных потоков в условиях перепадов давления.
Назначение чугунных задвижек – полного перекрытие и обратный пуск потока. Они могут работать при температуре до 225-ти градусов Цельсия. На трубопроводе, идущем в горизонтальной плоскости, они ставятся маховиком вверх, при этом шпиндель располагается вертикально. На вертикальных трубопроводах их ставят так, чтобы шпиндель находился в горизонтальной плоскости.
Читать также: Вакуумное оборудование: бустерные насосы
И стальные, и чугунные виды этой запорной арматуры – ремонтопригодные изделия.
Этим типом трубопроводной арматуры, вне зависимости от диаметра, можно управлять как вручную (с помощью физической силы), так и автоматически (при помощи электропривода).
Второй способ управления чаще всего применяется на больших диаметрах, когда перекрытие потока вручную требует слишком больших усилий. Кроме того, автоматическое управление удобнее, так как дает возможность одним нажатием кнопки не только полностью опустить или поднять затвор, но и остановить его в любом промежуточном положении.
Автоматика также без участия человека отключает электропривод, если затвор дошел до своего крайнего положения. При наличии специального датчика положения, на пульте управления отражается степень перекрытия прохода.
В общем, задвижки обладают рядом несомненных преимуществ перед другими видами запорной арматуры:
- они обеспечивают подачу потока в любом необходимом направлении;
- строительная длина – невелика;
- есть возможность перекрытия с их помощью не только жидких, но и вязких потоков.
- малое значение гидравлического сопротивления.
Стальные задвижки
Их используют в основном как трубопроводную запорную арматуру, затвор которой работает крайних положениях ( «открыто»/«закрыто»).
Как регулирующая запорная арматура они используются только в незамкнутых гидравлических системах, номинальное давление которых не превышает 1 атмосферу.
Все они условно разделяются на типы по следующим критериям:
- тип применяемого затвора;
- тип ходового узла (шпинделя);
- тип используемого привода;
- способ присоединения к трубопроводу;
- способ изготовления.
По типу затвора стальные задвижки делятся на параллельные и клиновые (в зависимости от взаимного расположения уплотнительных колец). В параллельных эти кольца расположены (как ясно из названия) параллельно друг к другу, а в клиновых – под углом.
Клиновые стальные задвижки бывают жесткими и составными.
Клин жесткого типа – цельнолитой, что дает хорошую герметичность. Однако, если температура среды в трубопроводе подвергается значительным температурным колебаниям, при жесткой конструкции есть риск заклинивания, так как материал, из которого отливается затвор, подвержен термическому расширению.
Для того, чтобы избежать заклинивания пи высоких температурах, были сконструированы составные конструкции с двухдисковыми затворами. В конструкциях параллельного типа может быть один диск (шиберная) или два. Во втором варианте между запорными дисками вставляется распорный элемент (клин либо пружина).
Ходовой узел (шпиндель) может быть как выдвижным, так и невыдвижным (вращательным).
Выдвижной шпиндель при перекрывании потока совершает либо поступательное, либо поступательно-вращательное движение. Вращательный шпиндель отсекает поток посредством только вращательного движения. Первый тип конструкции считается более долговечным, поскольку во время работы ходовая резьба не в входит в прямой контакт с рабочей средой в трубопроводе. Ходовая резьба конструкций с невыдвижным шпинделем постоянно контактирует с рабочей средой. Преимуществом второго типа являются их значительно меньшие габариты, что дает возможность их применения в условиях ограниченного пространства.
Читать также: Как выбирают обсадные трубы для нефтяных скважин?
Движение затвора может обеспечиваться как вручную, так и с помощью электрического привода. Для ручной подачи затвора в конструкциях с большими диаметрами применяются редукторы с несколькими передачами, что значительно снижает степень физического усилия.
По типу присоединения к трубопроводу задвижки делятся на фланцевые и ввариваемые (сварные).
Фланцевый тип такой запорной арматуры присоединяется к основной трубе при помощи болтов, что значительно облегчает их ремонт и демонтаж в случае замены. Ввариваемый тип – прочнее и надежнее. Такие конструкции применяют в трубопроводах с агрессивными рабочими средами и высоким давлением потока. Кроме того, они обладают лучшей герметичностью и позволяют избежать протечек, а также обладают меньшими габаритами (по сравнению с фланцевыми). Однако ремонт и, тем более, демонтаж в этом случае – сильно затруднены.
По способу своего изготовления стальные задвижки делятся на:
- цельнолитые;
- сварные;
- штампованные.
Наиболее распространены литые виды, как наиболее надежные.
Как и любые другие трубопроводные элементы, стальные задвижки обладают как рядом преимуществ, так и некоторыми недостатками (по сравнению с другими видами трубопроводной арматуры).
К основным преимуществам относятся: простота использования конструкции; низкий уровень гидравлического сопротивления; малая строительная длина. Основные недостатки: длительное время процесса открытия/закрытия, большая строительная высота, невозможность регулирования скорости потока в трубопроводе.
Чугунные задвижки
Широко применяются на трубопроводах диаметров от 50 до 3000 миллиметров. Основные достоинства – простота использования конструкции и низкий уровень гидравлического сопротивления, чем и вызвано их широкое применение на магистральных трубопроводах, в которых жидкая рабочая среда движется с большой скоростью.
Чугунная задвижка – это маховик (чаще всего – с ручным приводом), при помощи которого затвор сдвигается до полного перекрытия трубы.
Читать также: Редуктор давления РДФ3-1 (РДФЗ) — особенности применения
Чугунные задвижки бывают полнопроходными или суженными.
Полнопроходные имеют стандартный диаметр прохода, что позволяет снизить в них показатель гидравлического сопротивления. Суженные конструкции в основном применяются в трубопроводах с ограниченной скоростью движения рабочей среды.
Владимир Хомутко
Также, как и у стальных, шпиндели у чугунных задвижек могут быть выдвижными и невыдвижными.
Выдвижной шпиндель облегчает ремонт и техническое обслуживание, что значительно продлевает срок службы изделия.
В свою очередь, невыдвижной шток позволяет имеют значительно уменьшить (в полтора раза) габариты запорной арматуры, что дает возможность использовать их в условиях ограниченного пространства. В связи с этим, выбор типа запорной арматуры зависит от предполагаемых условий её использования.
Задвижки, в отличие от кранов, перекрывают поток рабочей среды за счет возвратно-поступательного движения, вследствие чего затвор не всегда выдерживает давление потока.
В трубопроводах высокого давления задвижки постепенно вытесняются кранами, и применяются в основном в незамкнутых гидравлических системах, где регулировка движения потока только в виде «перекрыть/открыть».
Чтобы избежать срыва затвора, давление в системе должно быть до 1-ой атмосферы.
Список используемой литературы:
- Нефть — Википедия
- ἔλαιον. Liddell, Henry George; Scott, Robert; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project.
- Экономидес, М. Цвет нефти. Крупнейший мировой бизнес: история, деньги и политика/ Экономидес М., Олини Р. Издательство: «Олимп-Бизнес», 2004. 256 с.
- Эрих В.Н. Химия нефти и газа. — Л.: Химия, 1966. — 280 с. — 15 000 экз.
- Хаустов, А. П. Охрана окружающей среды при добыче нефти/ Хаустов, А. П., Редина, М. М. Издательство: «Дело», 2006. 552 с.
- «oil» . Oxford English Dictionary (3rd ed.). Oxford University Press. September 2005. (Subscription or UK public library membership required.)
https://neftok.ru/oborudovanie/zadvizhki-dlya-nefteproduktov.html
