КОНСТРУКТИВНІ І ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ТА ВІДМІННОСТІ
Кожний вид запірної арматури складається з двох основних елементів: виконавчого пристрою і приводу.
Виконавчий пристрій — це закритий корпус, всередині якого переміщається затвор. Корпус в основному має два приєднувальних кінці, з допомогою яких щільно скріплюється з трубопроводом. Виконавчий пристрій, призначений для герметичного перекривання трубопроводу, називається запірним. В запірних пристроях поверхні затвору і сідла, що прилягають одна до одної в період герметичного перекривання трубопроводу, називаються ущільнюючими і є запірною парою.
Запірні пристрої арматури визначаються напрямком переміщення затвору відносно сідла [1].
У зв’язку з цим розрізняють такі типи запірних пристроїв (рисунок 1.1):
— вентильний, в якому затвор переміщається поступально вздовж осі проходу сідла. Арматура з таким типом запірного пристрою називається вентилями;
— засувочний, в якому затвор переміщається в площині перпендикулярній до осі проходу сідла;
— крановий, в якому затвор виготовлений у формі кулі, яка повертається в сідлі навколо своєї осі. Типовим прикладом запірного пристрою є пробковий кран, а також кульові крани, в яких передбачено постійний контакт кульового затвору з двома сідлами кільцеподібної форми;
— зворотні затвори, в яких затвор виконаний у вигляді диска з поворотом на осі і закріпленого в проході сідла. Такий вид запірного пристрою використовується в зворотних клапанах.
а — вентильний; б — засувочний; в — крановий; г — зворотний затвір.
Рисунок1.1 — Типи запірних пристроїв арматури
Кран — це запірний пристрій, в якому рухома деталь затвору має форму тіла обертання і обертається навколо своєї осі, перпендикулярної до осі трубопроводу.
Кожний кран має дві основні деталі — корпус і затвор.
У залежності від геометричної форми затвори розділяються на конічні, циліндричні, кульові і сферичні.
Крани виготовляються із змащуванням і без змащування.
У залежності від характеру руху затвору розрізняють крани із обертанням затвору без його піднімання і з підніманням затвору перед поворотом і наступним опусканням після повороту.
За наявністю або відсутністю звуженого проходу – крани є повно прохідні і неповно прохідні.
За матеріалом, з якого виготовляється корпус і затвор, відрізняють крани бронзові, латунні, чавунні, стальні титанові, пластмасові, керамічні тощо.
За конструкцією корпуса – з суцільним корпусом, з розбірним корпусом (паралельним, перпендикулярним і нахиленим до осі труби).
За напрямком потоку і числу патрубків розрізняють крани прохідні кутові, триходовіі багатоходові.
За наявністю підігріву (охолодження) – з камерою??? сорочкою??? для підігрівання і без камери.
Переваги кранів порівняно з іншими видами запірної арматури:
1) Обертання поворотного вала (шпинделя) передається безпосередньо на запірний пристрій.
2) Прямоточність руху потоку через отвір в запірному пристрої.
3) Компактність конструкції і менша вага.
До недоліків можна віднести складність виготовлення затворів кульової форми.
Серед запірних пристроїв трубопровідної арматури магістральних газопроводів в експлуатаційних умовах позитивні переваги одержали крани з сферичними затворами. Крани з сферичними затворами мають різні конструктивні виконання, а саме:
— крани з плаваючою кулею (рисунок 1.2);
— крани з плаваючими сідлами (рисунок 1.3).
1 — корпус; 2 — фланець; 3 – сферичний затвор; 4 — кришка; 5 — шпиндель;
6 — втулка; 7 — сідло; 8 — ущільнення кулі; 9 — ущільнення шпинделя;
10 — болт; 11 — гайка; 12 — шпилька
Рисунок 1.2 — Сферичний кран з плаваючою кулею
Плаваюча куля передає тиск середовища на ущільнюючі кільця і вільно переміщається в з’єднанні з поворотним шпинделем.
Сферичні крани з плаваючими сідлами відрізняються тим, що сідла з кільцями притискаються до кулі тиском середовища або пружинами.
Виготовляються крани з регулюючими сідлами з послабленням притиску кілець при повороті, і з сідлами, які автоматично відводяться під час повороту кулі та ін.
Деталі запірних пристроїв виготовляються з високовуглецевих хромистих і молібденових сталей. Матеріалами для ущільнень контактних поверхонь служать шкіра, гума, ебоніт, пластмаса та інші матеріали.
Крани із сферичними затворами менш чутливі до неточності виготовлення і забезпечують кращу герметичність.
Найбільш трудомісткими операціями при виготовленні кранів є механічна обробка та притирання ущільнюючих поверхонь корпусу, кулі, фланців.
Корпус крана, фланці, кришки виготовляють з вуглецевої сталі та спеціальних сплавів.
Фланці, кришки та інші деталі до корпусу кріпляться з допомогою шпильок, а в кранах «Камерон»(Франція) та «Борзіг» (Німеччина) вони приварюються до корпусу. Крани цих заводів-виробників є нерозбірними і тому незручні при ремонтах.
1 — корпус; 2 — фланець; 3 — куля; 4 — кришка; 5 — шпиндель; 6 — направляюча вісь; 7 — контрсідло; 8 — сідло; 9 — полімерне ущільнення; 10 — тарілчаста пружина; 11 — шпонка; 12 — гвинт.
Рисунок 1.3 — Сферичний кран з плаваючими сідлами
Тип приводу запірного пристрою застосовується в залежності від експлуатаційних умов крана. Крани з ручним приводом використовуються на трубопроводах з невеликим діаметром умовного проходу при малій кількості маніпуляцій «відкрито-закрито». В залежності від зусиль та швидкості перекриття використовуються механічні редуктори.
На трубопроводах МГ великих діаметрів умовного проходу використовуються приводи — пневматичний, гідравлічний, електричний та ін. з різними схемами управління.
Крани підземного встановлення мають видовжений поворотний шпиндель, який змонтований в захисній колоні і закріплений на корпусі крана. На колоні кріпиться привід повороту затвора, трубки для подачі мастила до стику сфера-ущільнення і трубка витоків конденсату. Крани виготовляються однофланцевими і двохфланцевими.