Какими бывают фланцевые клапаны и как их выбрать?

Обратный подъёмный фланцевый клапан – приспособление, задача которого – создать односторонний ток воды, масла или газов без возможности обратного оттока.

Фланцевые клапаны не ставятся без фланцев. Эти клапаны, выполняющие роль заслонок, самостоятельно срабатывают, чтобы транспортируемая по трубе среда не шла обратно. Когда возникает гидродинамический удар, его негативные последствия заметно ослабляются. Способы установки – вертикальный и горизонтальный, при этом возможна перекачка растворов кислот, морской и пресной воды, сточных вод, нефти и нефтепродуктов, растворов солей и щелочей.

Клапан как деталь высокоэффективен благодаря простоте исполнения и принципу сработки. Клапан помещён в корпус, который столь же толст (толщина стенок), как и сама труба. Ход клапана регулируется при помощи запирающей пружины, облегчающей срабатывание данного приспособления. Открытие клапана производится только в сторону, в которую движется перекачиваемая среда. Давления её достаточно, чтобы клапан открылся. Но при остановке этой же среды клапан перекроется.

Благодаря фланцам клапанное приспособление легко монтируется на аналогичные, с таким же диаметром трубопровода трубоходные каналы. Установить предохранительный клапан можно в любом месте, например, вместо крана-задвижки. С равным успехом он используется для газа и пара. Замена изделия осуществляется аналогично.

Отличие фланцевых клапанов от межфланцевых в том, что вторые не имеют возможности оказаться закреплёнными в местах присоединения трубы. Они не обладают болтами, в отличие от фланцевых клапанов. Однако межфланцевые закрепляются при помощи уплотнителей и стягиваются благодаря резьбе. Надёжность и допустимое давление мало чем отличается от значений, естественных для фланцевого клапанного соединителя.

Фланцевые клапаны исполнены как поворотные, подъёмные, шаровые, двустворчатые и с сеточным фильтром. В зависимости от конкретных решаемых задач выбирают нужный тип клапана. Чтобы иметь представление о том, какой из вентилей подходит для конкретной задачи, дадим несколько определений.

• Ручной вентиль – фланцевое устройство, заслонка в котором поворачивается при помощи рукоятки.
• Сильфонный вентиль работает в средах с высокими колебаниями температур, порождающими заметные термодинамические расширения и сжатия, удлинение и укорочение всего изделия.
• Электромагнитный – это когда заслонка замыкает клапан при подаче электропитания на катушку.
• Регулирующий – разновидность предыдущего, оснащается шаговым двигателем, поворачивающим заслонку на определённый угол. Клапан приоткрывается, образуя щель.
• Трёхходовой запирает один из трёх отводов, оставляя свободными два других. Другая версия – седельный или вентиль в тройнике.
• Угловой ставится в угловом колене.
• Осевой – «бабочка-вертушка» на оси, управляется шаговым двигателем, вал которого жёстко связан с осью «бабочки».
• Полноподъёмный – пружинный клапан, вынесенный в отдельный тупиковый отвод подъёмник, управляющий заслонкой. Дооснащён электромагнитом.
• Редукционный оснащён манометром, снижает за счёт редуктора давление на выходе.

Поворотные конструкции включают в себя внутриклапанные дисковые элементы, зафиксированные на подпружиненной оси. Когда клапан открыт, диск простирается параллельно стенкам трубы, а когда закрыт, то он встаёт вертикально при горизонтальности трубы и горизонтально на вертикальном трубопроводе. Недостаток – слишком быстрое схлопывание диска, вызывающее истирание посадочного его места. Современные поворотные клапаны дополнены смягчителем (успокоителем) хода дисковой заслонки.

Подъёмный или обратный клапан снабжён дополнительной золотниковой комплектующей, роль которой – работа в качестве запирателя. Когда доставляемая газовая или воздушная среда проходит через такой клапан, то золотник встаёт вертикально. Когда давление упало, золотник возвращается обратно. Недостаток – только вертикальная установка такого клапана.

Шаровый клапан – усовершенствованная версия предыдущего варианта. Золотниковый компонент исполнен как шаровая деталь. Это не даёт возможности применять шаровой клапан в качестве межфланцевого запирателя. Недостаток конструкции – внушительные размеры.

Особенность двухстворчатого устройства – использование в качестве межфланцевого компонента. Двухстворчатый клапан устроен так, что в нём присутствуют две одновременно срабатывающие створки, подпружиненные одинаковыми пружинами. Достоинство данного приспособления – компактное расположение конструкции, так как створки не занимают много места.

Сеточные устройства – приёмные обратные конструкции. Такие установки применяют, к примеру, при откачке из месторождения нефти. Системы перегонки, установленные после этих сеток, крайне болезненно реагируют на посторонние включения: песчинки, камешки, сколотые частички угля и сланцев.

Внешние стенки и фланцы изготавливаются из стали с низким и средним содержанием углерода (0,03-0,4% по массе). Пример – Ст3сп, Ст4, Ст20, Ст40. Для защиты от коррозии эту сталь оцинковывают, хромируют или никелируют. Альтернативный вариант – чугунные конструкции. Клапанные запиратели и сетки сработаны из нержавейки. В более ответственных (кислые, щелочные, солевые включения) простая сталь и чугун не подойдут.

В качестве конкретных примеров приведем следующие изделия.

• 16Ч6П – подъёмная конструкция. Корпус сработан из ковкого чугунного сплава, выдерживает давление транспортируемой среды до 16 атмосфер, температура при перекачке жидкостей, паров и газов – до 225°С. Идеален как паровой клапан. Размеры равны Ду65-Ду100.
• 16Ч42Р – чугунная модель для температур порядка 50°С, давление – до 2,5 атмосфер. Размеры – Ду50, допустимы отклонения до Ду40.
• 19НЖ76НЖ – поворотный, рассчитан на размеры от Ду50 до Ду200. Сработан из нержавеющей стали 12Х18Н9ТЛ. Идеален для канализации и перекачки солевых растворов.
• 15с22нж имеет размер от Ду40 до Ду100, помечается как Ру40 (давление – до 4 МПа или 40 атмосфер).

Наибольшим спросом на рынке фитингов и труб пользуются размеры Ду32, Ду25, Ду40, Ду80 Ру16, Ду50, Ду65, Ду125. Маркер «Ру» означает «расчётное усилие» (давление жидкости изнутри). Так, Ру16 – вентиль на 16 атмосфер, превышать которые не нужно.

Обратный фланцевый клапан устанавливается в основном на высоконагруженных трубопроводных трассах. Безударные изделия ставятся на труботрассах и в составе заводского технокомплекса, где гидроудары максимально ослаблены.

Определитесь с назначением изделия: в случае прокладки подверженных частым гидроударам трасс и систем не применяйте чугунные модели, так как сильный гидроудар их может расколоть. Для агрессивных сред используйте целиком нержавеющие приспособления (например, канализационная насосная). Например, на трубу с фланцем Ду100 не подойдёт ни Ду90, ни Ду110.

Не используйте при высоких температурах (например, в системе горячего водоснабжения) заменители металлических конструкций. В продаже, например, для водопроводных труб на целый подъезд многоэтажного дома встречаются устройства Ду100, чей корпус исполнен из полипропилена.

Для установки клапана определяют место монтажа. Место должно оказаться легкодоступным. Убедитесь, что трубопровод по Ду соответствует значению Ду самого изделия. Перекройте подачу жидкостей или газов, пара. Заранее уточните, каково давление в системе.

Установив сам клапанный компонент, проверьте все соединения на герметичность. При монтаже не забудьте вставлять новые прокладки между фланцами и затягивать болты/резьбу до упора. Перед подачей рабочей среды к месту установки клапана удостоверьтесь, что пропускание, подтекание исключены. Наращивайте давление газа или жидкости постепенно.