Трубопрові́дна армату́ра — пристрої, що встановлюються на трубопроводах, агрегатах, посудинах під тиском і призначені для керування (вимкнення, розподілу, регулювання, скидання, змішування, розділення) потоками робочих середовищ (рідких, газоподібних, сипучих, суспензій тощо) шляхом зміни площі прохідного перерізу[1].
Конструктивні елементи трубопровідної арматури
ДСТУ 2611-94 дає такі визначення основним конструктивним елементам арматури[1]:
елемент перекривальний — частина затвора арматури, як правило, рухома та пов'язана з приводом, яка дає змогу у взаємодії із сідлом здійснювати керування потоком робочого середовища шляхом зміни прохідного перерізу;
елемент регулювальний — частина затвора арматури, як правило, рухома та пов'язана з приводом, яка дозволяє у взаємодії із сідлом здійснювати керування параметрами потоку робочого середовища шляхом зміни прохідного перерізу;
сильфон — тонкостінна одно- чи багатошарова гофрована трубка або камера;
сідло — частина затвора арматури, що міститься у корпусі, охоплює потік робочого середовища та дає змогу у взаємодії із перекривальним (регулювальним) елементом повністю чи частково перекрити потік робочого середовища крізь арматуру або забезпечити потрібну характеристику потоку;
шпиндель — деталь арматури, яка здійснює передачу зусилля та руху від привода обертової дії до перекривального (регулювального) елемента за допомогою сполученої із нею різьбової деталі;
шток — деталь арматури, що здійснює передавання зусилля та руху від привода поступальної дії до перекривального (регулювального) елемента;
привод арматури — пристрій для переміщення перекривального (регулювального) елемента, а також для створення у разі необхідності зусилля, що забезпечує потрібну герметичність затвора. Залежно від виду споживаної енергії привод може бути ручним, електричним (із використанням електродвигуна), електромагнітним (із використанням електромагніта), гідравлічним і пневматичним.
спускна (дренажна) арматура — перекривна арматура, що призначена для скидання робочого середовища з місткостей (резервуарів), систем трубопроводів;
контрольна арматура — арматура для керування надходженням робочого середовища у контрольно-вимірювальну апаратуру та прилади.
Регулювальна арматура — арматура для регулювання параметрів робочого середовища шляхом змінювання прохідного перетину[1]. У тому числі:
редукційна (дросельна) арматура — арматура, що призначена для зниження (редукування) робочого тиску у системі шляхом збільшення гідравлічного опору протічної частини;
запірно-регулювальна арматура — арматура, що суміщає функції перекривної і регулювальної арматури.
Захисна (відмикальна, відсічна) арматура — арматура для автоматичного захисту системи від недопустимих змінювань параметрів чи напрямку потоку робочого середовища та припинення потоку[1]. У тому числі:
зворотна арматура — арматура, що призначена для автоматичного запобігання зворотному потоку робочого середовища;
швидкісна арматура — призначена для автоматичного запобігання перевищенню швидкості потоку робочого середовища.
Запобіжна арматура — арматура для автоматичного захисту системи від підвищення тиску за межу робочого шляхом скидання надлишку робочого середовища, а також для припинення скидання в разі відновлення робочого тиску[1].
Розподілювально-змішувальна арматура — арматура для розподілення потоку робочого середовища у визначених напрямках або для змішування потоків[1].
Фазорозділювальна арматура — арматура для автоматичного розділювання робочих середовищ, що перебувають у різних фазових станах[1]. У тому числі:
конденсатовідвідник — арматура, що видаляє конденсат пари та не пропускає або обмежено не пропускає саму пару.
За особливостями перекривального (регулювального) елемента
За напрямком руху перекривального (регулювального) елемента, його формою та способом керування у ДСТУ 2611-94 введено такі види трубопровідної арматури:
Дисковий затворСферичний кран з ручним приводом і фланцевим способом монтажу
засувка (засув) — вид арматури, в якій перекривальний (регулювальний) елемент переміщується впоперек до осі потоку робочого середовища, що проходить через прохідний переріз. За взаємним розташуванням поверхонь ущільнення поділяється на:
засув клиновий — засув з перекривальним (регулювальним) елементом, ущільнювальні поверхні якого розміщенні під кутом одна до одної;
засув паралельний — засув з перекривальним (регулювальним) елементом, ущільнювальні поверхні якого розміщенні паралельно одна до одної;
затвор — вид арматури, в якій перекривальний (регулювальний) елемент обертається навколо осі, що не є його власною віссю, і який розташований під кутом до напрямку потоку робочого середовища, що проходить через прохідний переріз;
затвор дисковий — затвор, перекривальний (регулювальний) елемент якого має форму диска з діаметром, що приблизно дорівнює внутрішньому діаметру трубопроводу;
клапан — вид арматури, в якій перекривальний (регулювальний) елемент зворотно-поступально переміщується паралельно до осі потоку робочого середовища, що проходить через прохідний переріз;
кран — вид трубопровідної арматури, в якої перекривальний (регулювальний) елемент, що має форму тіла обертання або частини його з отвором для пропускання потоку робочого середовища, повертається довкола власної осі, довільно розташованій відносно напрямку потоку, що проходить через прохідний переріз. Поворотові перекривального (регулювального) елемента може передувати зворотно-поступальний рух. До цього виду належать:
кран конічний — кран, перекривальний (регулювальний) елемент якого має форму конуса;
кран сферичний — кран, перекривальний (регулювальний) елемент якого має форму сфери;
кран циліндричний — кран, перекривальний (регулювальний) елемент якого має форму циліндра.
конденсатовідвідник за принципом керування перекривальним елементом буває[1]:
термодинамічний — конденсатовідвідник, перекривальний елемент якого управляється аеродинамічним ефектом, що виникає за рахунок різниці термодинамічних властивостей водяної пари та конденсату в процесі проходження робочого середовища крізь затвор;
поплавковий — конденсатовідвідник, перекривальний елемент якого управляється за допомогою поплавка за рахунок різниці густини водяної пари та конденсату;
термостатичний — конденсатовідвідник, перекривальний елемент якого управляється шляхом зміни розміру термостата за рахунок змінювання тиску усередині останнього, спричиненого різницею температур водяної пари та конденсату в процесі проходження робочого середовища крізь затвор.
До основних конструктивних параметрів трубопровідної арматури належать:
Номінальний діаметр DN (раніше «умовний прохід» Dу) — параметр, що використовується як характеристика, загальна для всіх компонентів трубопроводу, крім таких, що характеризуються зовнішнім діаметром або діаметром різьби[2]. Номінальний діаметр приблизно дорівнює внутрішньому діаметру трубопроводу в мм. Номінальний діаметр не має розмірності, не підлягає контролю, не використовується при замовленні труб та розрахунках. Позначення номінального діаметра складається з літерного сполучення DN та числа, що вибирається з ряду, наведеного в ГОСТ 28338, яке приблизно дорівнює внутрішньому діаметру трубопроводу в мм[3].
Конструктивна характеристика — параметр, що встановлює залежність зміни відносного прохідного перерізу арматури від ступеня її відкриття. Переміщення (хід) перекривального (регулювального) елемента арматури прийнято виражати у відносних одиницях
s = S / Smax,
де S — поточне переміщення перекривального (регулювального) елемента, Smax — переміщення перекривального (регулювального) елемента для повного відкриття арматури. Згідно з цим конструктивна характеристика виражається залежністю
Fs / Fmax = f(s),
де Fs і Fmax — площі прохідного перерізу при деякому положенні перекривального (регулювального) елемента s і при повному його відкритті (s = 1), відповідно.
Довжина будівельна — довжина ділянки трубопроводу, що її заміщує арматура, мм.
Експлуатаційні
До основних експлуатаційних параметрів відносяться:
номінальний тиск — літерно-числове позначення, що характеризує надлишковий тиск, за якого забезпечується заданий термін служби арматури та з'єднань трубопроводу за температури робочого середовища 293 К (20 °C)[4]. Позначення номінального тиску складається з літерного сполучення PN та числової частини, що є значенням тиску в кгс/см², на яких проведено розрахунок на міцність арматури та з'єднань трубопроводів за характеристиками міцності вибраних матеріалів, що відповідають температурі 293 К (20 °C)[5];
робочий тиск — найбільший надлишковий тиск, за якого забезпечується заданий термін служби арматури та з'єднань трубопроводів за температури робочого середовища, що відрізняється від 293 К (20 °C). Робочий тиск залежно від матеріалу, конструкції та температури робочого середовища вибирають із таблиць «Робочий тиск / Температура робочого середовища», що наведені у відповідних стандартах[4];
Слід зазначити, що до введення у дію ДСТУ 3543-97 відповідно до ГОСТ 356-80[6] арматура і з'єднувальні частини трубопроводів характеризувалися умовним, випробувальним і робочим тиском. Залежно від умовного тиску арматуру ділили на три основні групи: низького тиску (до 1 МПа); середнього тиску (1…6,4 МПа) і високого тиску (6,4…40 МПа).
Пропускна спроможність KV — в м³/год рідини з густиною 1000 кг/м³ при перепаді тиску на арматурі у 100 кПа у тому числі:
умовна пропускна спроможність KVy — номінальне значення пропускної спроможності при максимальному (умовному) ході затвора, виражене у м³/год.
Пропускна характеристика (внутрішня або ідеальна) встановлює залежність пропускної спроможності від переміщення перекривального елемента s при постійному перепаді тиску у 100 кПа :
KVs / KVy = f(s).
Трубопровідна регулювальна арматура, що серійно випускається зазвичай має лінійну або рівнопроцентну пропускну характеристику.
При лінійній пропускній характеристиці приріст пропускної спроможності є пропорційним до переміщення перекривального елемента:
dKV / ds = C,
де C — константа.
При рівнопроцентній пропускній характеристиці відношення відносного приросту пропускної спроможності до відносного переміщення перекривального елемента є величина стала:
(dKV /КV)/ds = C.
Витратна характеристика μ — пропускна характеристика арматури у робочих умовах[7] і є залежністю відносної витрати середовища від ступеня відкриття перекривального елемента:
μ = f(s),
де μ = Qs/Qmax — витрата середовища при положенні перекривального елемента s, Qmax — витрата середовища при повністю відкритому перекривальному елементі (s = 1).
Крім згаданих вище, до експлуатаційних характеристик також належать:
↑DN125 позначає номінальний діаметр трубопроводу з внутрішнім діаметром 125 мм
↑ абДСТУ 3543-97. Арматура та з'єднання трубопроводів. Тиск номінальний. Визначення поняття.
↑PN10 позначає номінальний тиск арматури та з'єднань трубопроводів, розрахованих на тиск 1,0 МПа (10 кгс/см²) за температури робочого середовища 293 К (20 °С)
↑ГОСТ 356-80 Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие. Ряды.
↑У робочих умовах вид пропускної характеристики змінюється залежно від зміни гідравлічного опору трубопровідної мережі та режимів руху регульованого потоку
Гуревич Д. Ф. Трубопроводная арматура: Справочное пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1981. — 368 с.
Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. / Под общей редакцией С. И. Косых — Л.: Машиностроение, 1982. — 320 с.
Кижнер А. Х. Ремонт трубопроводной арматуры электростанций: Учеб. пособие для проф. обучения рабочих на производстве. — М.: Высш. школа, 1986. — 144 с.
Котелевский Ю. М., Мамонтов Г. В. и др. Современные конструкции трубопроводной арматуры для нефти и газа. Изд. 2-е и доп. — М.: Недра, 1976. — 496 с.
Якимів Й. В. Машини і обладнання газонафтопроводів та газонафтосховищ: Навчальний посібник. — Івано-Франківськ: Факел, 2001. — 203 с.
Середюк М. Д., Якимів Й. В., Лісафін В. П. Трубопровідний транспорт нафти і нафтопродуктів: Підручник. — Івано-Франківськ: Факел, 2001. — 517 с.
.JPG)
.jpg)
.jpg)
