Газопровод — инженерное сооружение, где каждый компонент выполняет определенную функцию, обеспечивая безопасность, качество и непрерывность работы системы. Арматура и оборудование для газа различаются сложностью конструкции, материалами, назначением и видами.
Для газопроводов предназначена разнообразная арматура, устанавливаемая на трубопроводах и приборах. С помощью арматуры осуществляют отключение/включение, регулирование направления, количества и давления потока газа, а также полное удаление газов. Благодаря широкому ассортименту и классификации разобраться с вопросом классификации газовой арматуры достаточно просто.
Рассмотрим все виды арматуры для газопроводов и правила её подбора.
Назначение газовой арматуры и оборудования
Газовая арматура и оборудование предназначены для установки на трубопроводах, используемых для транспортировки, снабжения и распределения природного газа. С помощью этих механизмов регулируют подачу, изменяют давление, количество и направление потока газа. Арматуре присущи такие характеристики, как номинальное давление (условное) и номинальный диаметр.
Под номинальным давлением берется max Давление при 20 градусах Цельсия, обеспечивающее долговечную работу различных соединений элементов и узлов с трубопроводом. Условный проход (DN) — характеристика, применяемая в трубопроводных системах как общий параметр соединяемых деталей.
Большинство видов арматуры формируются за счёт запорных или дроссельных устройств, представляющих собой корпус с наружной крышкой.
Движение затвора в корпусе изменяет площадь прохода газа благодаря смещению затвора по отношению к своим опорам. Изменение площади приводит к изменению гидродинамического сопротивления.
Во время отключений части газопровода, соприкасающиеся поверхности затвора и седла называются уплотнительными. В устройствах дроссельного типа поверхности затвора и седла, образующие регулируемый проход для транспортировки рабочей среды, называют дроссельными.
Классификация арматуры для газопроводов
Существующие типы газовой арматуры делятся по назначению на группы.
- запорнуюАрматура для кратковременных остановок отдельных сегментов. газоК данному виду относятся кабели, устройства, комплексы оборудования. газовые краны, вентили задвижки;
- предохранительную. Арматура, предназначенная для предотвращения роста давления газа выше допустимых значений, включает сбросной предохранительный клапан.
- регулирующуюПриспособления для регулирования и подержания давления в определённых границах. К ним относятся затворы, шиберы и подобные устройства.
- обратного действияЧтобы не менять направление потока газа.
- аварийную и отсечную. Для быстрого автопрекращения Поток газа к месту ЧП при отклонении от установленного режима работы. Пример такой системы — запорно-предохранительный клапан.
- конденсатоотводящую. Ту, которая удаляет в автоматическом режиме конденсат, накапливающийся в конденсатоВ сборниках и на пониженных разделах трубопроводов.
- контрольную. Характеризует давление прошедшей массы, температуру и другие параметры.
Арматуру разделяют на два типа по принципу управления. управляемая и автоматическаяПервую приводят в действие вручную или с помощью привода: пневматического, гидравлического, электромагнитного, электрического.
Ручное управление требует значительных усилий и времени. Чаще всего устанавливают привод с возможностью аварийного управления в случае сбоев. автосрабатывания.
По месту подключения оборудование и арматура для систем газоснабжения делятся на:
- фланцевые Предназначены для арматуры с проходным сечением более 50 миллиметров. Соединение с трубопроводами выполняется путем привинчивания фланцев. Главный плюс такого соединения — возможность многоразового демонтажа. переустановок, Большая прочность и надежность – это очевидные плюсы. Универсальность применения также является достоинством. Недостатком служат лишь большая масса и крупные размеры этих деталей.
- муфтовые Предназначены для соединения оборудования с диаметром прохода до 65 мм. Соединение осуществляется посредством муфт с внутренней резьбой. Муфтовые соединения имеют недостаток в постепенном изнашивании резьбы.
- цапковые Одно устройство по резьбе соединяется с другим устройством.
- сварочные — это редко применяющиеся на сегодняшний день неразборные Сварные соединения предлагают преимущества в виде надежной герметичности и минимального обслуживания.
Однако ремонт таких соединений может быть затруднителен из-за необходимости срезать участок газопровода при демонтаже. - ниппельные К арматуре подсоединяют ниппель.
- стяжные Патрубки крепятся к трубам фланцам шпильками и гайками, установленными по всей длине арматуры.
- штуцерные Арматуру соединяют штыком, накидной гайкой и кольцами-уплотнителями. Такой способ надёжный и позволяет разобрать конструкцию.
Помимо названных способов существует ещё несколько методов присоединения газовых вентилей, но применяют их реже.
Качество выполненного соединения влияет на работоспособность трубопровода и надежность всей газораспределительной системы.
Условные обозначения газовой арматуры
В газовом хозяйстве используется стандартизированная арматура. Каждая деталь имеет шифр из четырёх частей.
Первые 2 цифры шифра — это вид арматуры:
- 11 — краны для трубопроводов;
- 14,15 — запорные вентили;
- 16 — обратные подъемные клапаны;
- 17 — клапаны предохранительные;
- 19 — обратные поворотные клапаны;
- 25 — регулирующие клапаны;
- 30, 31 — запорные задвижки;
- 32 — затворы.
Второе место в шифре занимает обозначение материала корпуса: углеродистая сталь — буква «с». кислотоУстойчивая нержавеющая сталь — НЖ, серого чугуна — Ч, ковкого чугуна — КЧ, бронзы и латуни — БР, винипласта — ВП, легированной стали — ЛС, алюминия — А.
Третья позиция в шифре указывает порядковый номер детали, а четвертая — обозначение материала для уплотнительных колец: бронза или латунь — «б», нержавеющая сталь — «нж», резина — «р», эбонит — «э», баббит — » bt», кольца отсутствуют — » bk».
Особенности запорной арматуры
Запорные устройства чаще всего используются в газопроводах. Их назначение — регулировка… давления газопровода И работает по тому же принципу, что и в системах водоснабжения. Но к деталям в газовом хозяйстве предъявляют повышенные требования безопасности.
При критическом уровне концентрации газа в воздухе даже незначительный источник возгорания грозит катастрофой.
Запорная арматура для газопроводов классифицируется по виду перемещения функционального механизма.
- кран В кране запорный механизм с вращающимся телом поворачивается, совершая вращение вокруг собственной оси. Его положение относительно потока может быть любым.
- затвор В этой детали дискообразный элемент крутится вокруг своей оси, либо под углом, либо перпендикулярно к потоку.
- вентиль В деталях механизма запирания на валу движение тела происходит поступательное, параллельное потоку.
- задвижка Регулирующий элемент перемещается под прямым углом к потоку.
Запорная арматура предназначена для герметичного перекрытия участков трубопроводов. Устройства обеспечивают герметичность отключения, оперативность выполнения работ, минимальное гидросопротивление и простоту обслуживания.
Принцип работы задвижки
На трубопроводах для газового оборудования чаще всего применяют задвижки различных видов запорной арматуры. Ими перекрывают газовый поток в газопроводах с диаметром условного прохода от 50 мм до 2000 мм при рабочем давлении от 0,1 до 20 МПа.
Регулировка потока газа происходит изменением расположения затвора по отношению к поверхностям, обеспечивающим герметичность. Шпиндель. невыдвижной При открывании не выдвигается из крышки. При вращении для открытия отверстия ходовая гайка наворачивается на него, поднимая или опуская затвор. В этой разновидности задвижек ходовой узел располагается внутри рабочей среды, поэтому больше подвержен коррозии.
С помощью вращения резьбовой втулки аппарат с выдвижным шпинделем перемещает шпиндель и затвор, при этом верхняя часть шпинделя поднимается вверх.
Такая конструкция не подвержена влиянию внешних факторов на механизм передвижения.
Задвижки делятся на два типа по устройству запоров: клиновые и параллельные. Клиновые задвижки снабжены затвором с уплотнительными поверхностями, расположенными под углом друг к другу. Также их изготавливают с шарнирным затвором, состоящим из двух дисков и цельного клина. Параллельные задвижки имеют затвор из двух дисков, между которыми размещается распорный клин.
Для газопроводов с давлением до 0,6 МПа используют задвижки из серого чугуна, а для газопроводов с напорным давлением выше 0,6 МПа — из стали.
Какие преимущества задвижек можно выделить по сравнению с другой арматурой? В открытом положении наблюдается небольшое сопротивление потоку, отсутствуют повороты газовой среды. Задвижки имеют малую строительную длину. Задвижки просты в обслуживании и обеспечивают возможность движения газа в любую сторону.
В этой категории отдельно выделяются заслонки. К запорно-регулирующему оборудованию относят заслонки, благодаря которым регулируется расход газа, также возможно прекращение его подачи в газопроводе. Заслонки состоят из корпуса, запорного дискового органа, приводного вала.
Заслонки пригодны для эксплуатации в различных условиях температур и давления. Характеризуются простотой конструкции, небольшой массой и малой металлоёмкостью.
Строительная длина заслонок небольшая, а число элементов минимальное. К их достоинствам относится доступная стоимость.
На современные газопроводы установлены многочисленные чувствительные сенсоры, регистрирующие любые изменения давления и передающие данные оператору на пульт управления.
Для чего нужны краны?
К запорной арматуре помимо перечисленных устройств относятся краны и вентиля, позволяющие быстро подключить/отключить прибор или регулировать расход рабочей среды.
По форме затвора эти детали бывают шаровыми, цилиндрическими, конусными.
Для повышения герметичности крана между поверхностями, обеспечивающими уплотнение, под давлением вводится специальная консистентная смазка. Ее подают в пустотелый канал верхней части, а затем завинчиванием болта продавливают по каналам в зазор между пробкой и корпусом.
Пробка слегка поднимается, расстояние между частями увеличивается, что облегчает вращение. Металлическая прокладка и шаровой клапан не пропускают смазку, исключая утечку газа.
В газопроводах помимо кранов, нуждающихся в смазывании, применяют простые поворотные краны. Их разделяют на натяжные, сальниковые, самоуплотняющиеся. Устанавливают их на надземных газопроводах, внутри-объектовых, на вспомогательных линиях (на продувочных и пр.).
Конденсатосборники и компенсаторы
Для сбора и удаления воды и конденсата на нижних уровнях газопроводов устанавливают… конденсатосборники.
Емкость может отличаться: большая нужна при высокой влажности транспортируемого газа, маленькая — для сухого. Также размер зависит от давления рабочего вещества. конденсатосборники Разделяют на устройства с низким, средним и большим давлением.
Устройства низкого давления Это сосуд с трубой в дюйм, выведенной под газовую крышку. Труба оборудована муфтой и пробкой, через которые откачивают конденсат. замеряется давление, продувается газопровод.
Устройства среднего и высокого давления Дополнительная защита представлена ещё одной трубкой и краном на внутреннем стояке. В верхней части стояка предусмотрено отверстие для уравнивания давления рабочей среды внутри футляра и стояка. Отсутствие такого отверстия могло бы привести к заполнению стояка конденсатом под давлением газа, что при пониженных температурах могло вызвать его разрыв.
Под воздействием давления газа осуществляется автооткачка Конденсат стекает вниз при закрытом кранике, так как газ его удерживает. При открытии краника конденсат всплывает наверх.
В процессе эксплуатации газопроводов разность температур может составлять несколько градусов. Такое значительное изменение температуры приводит к возникновению напряжения в десятках мегапаскалей. Для нормальной работы газопровода необходимо применять компенсаторы, которые могут быть линзовыми, П-образными, лирообразными и другими.
Широко используются линзовые и сильфонные компенсаторы. П-образные и лирообразные же создаются из изогнутых, иногда полностью вытянутых труб.
Главный их минус – внушительные размеры. На трубопроводах в горных и… сейсмо-опасных районах устанавливают резинотканевые Устройства, способные принимать деформации как вдоль оси, так и по ширине.
Соединительная арматура газопроводов
Монтаж газопровода иногда требует соединения труб, изготовленных из разных материалов или имеющих различный диаметр. Для этого применяют соединительные фланцевые элементы – дополнительные детали стыковки.
К этой категории арматуры относятся фланцевые адаптеры, хомуты, заглушки, соединительные муфты, отводы, крестовины, тройники, и другие детали, где нет запорно-регулирующего механизма.
Для разветвления газопроводов применяются тройники и отводы. Их установка необходима, если труба подходит к распределительному участку для населённого пункта, но этот пункт не является конечным.
С помощью регулирующей арматуры трубопровод разветвляется, и часть газа поступает в поселение, а часть продолжает движение по трубопроводу.
Приборы КИПиА в газопроводных системах
Помимо уже перечисленных, в газопроводных системах используются разнообразные приборы. КИПиА (контрольно-измерительные приборы и автоматика).
В газовых системах применяются наиболее популярные устройства.
- сигнализаторы загазованности;
- Приборы для экстренного перекрытия подачи газа.
- Прибор для определения объёма перекачиваемого газа.
- Устройства для регулирования прошлой величины расхода газа.
- автономные блоки питания;
- Автоматизированные газовые клапаны, предназначенные для различных процессов и улучшения функционирования трубопроводных систем.
- Устройства, которые управляют количеством вещества, движущегося по трубопроводу.
Это оборудование отличается высокими технологиями и используется в широком диапазоне условий.
Особенности выбора арматуры и оборудования
Выбирая арматуру для газовых трубопроводов Необходимо очень внимательно изучить химические и физические характеристики материала, использованного для изготовления.
Чугун и сталь – самые популярные материалы для создания газовой арматуры благодаря необходимости высокой прочности и надёжности. Полимерные компоненты, отлично подходящие для водопровода, в данном случае неэффективны и подвержены повреждениям.
Эксперты не советуют применять на газовых трубопроводах оборудование с уплотнительными вставками из бронзы. В составе СУГ содержится сероводород, способный отрицательно воздействовать на бронзу и медь.
Выводы полезное видео по теме
В следующем видеоролике рассказывается о техническом обслуживании запорной арматуры на газопроводах.
В этом видео рассказано о конструктивных особенностях клиновых и шланговых задвижек.
Газовые трубопроводы относятся к объектам повышенной опасности. Выбор газовой арматуры и оборудования требует серьезного подхода, а при необходимости – консультации специалистов. Качественная запорная арматура обеспечивает удобство обслуживания, быстроту ремонта и высокую герметичность узлов трубопровода.
Поделитесь вопросами, касающимися темы статьи, или дополните материал интересными фактами в поле для комментариев.