Затвор или задвижка: что выбрать? Вентиль и задвижка — арматурные устройства трубопровода

Затворы и задвижки в различных конструкциях выполняют схожую функцию. Но различаются они между собой заметно. В чем специфика соответствующих механизмов?

Что представляет собой затвор?

Прежде всего, стоит отметить, что затворы и задвижки можно рассматривать в разных контекстах. В основном они сопоставляются как элементы, выполняющие определенные функции в конструкции трубопроводов.

Затвор

Затвор - чаще всего запорное устройство. Но в некоторых случаях он используется и для регулирования интенсивности потока жидкости или газа в трубопроводе.

Затвор имеет довольно простую конструкцию: в нем есть блокирующий клапан в форме диска, который можно посредством рычага поворачивать вокруг оси. В положении «закрыт» данный диск перпендикулярен потоку воды. В положении «открыт» - параллелен ему.

Конструкция затвора может предусматривать также размещение регулирующего клапана и в промежуточных положениях - так, чтобы движение потока в трубопроводе осуществлялось с желаемой интенсивностью.

Как правило, герметичность блокировки потока с использованием затворов - если говорить о положении «закрыто» клапана - относительно невысока. Поэтому соответствующее устройство чаще всего задействуется в крупных трубопроводах. В них обычно нет высоких требований к герметичности запорной арматуры, поскольку давление в потоке, как правило, в таких типах инфраструктуры относительно небольшое. К подобным трубопроводам относятся те, что входят в состав вентиляционных, тепловых, газовых магистралей.

Основные достоинства затворов:

несложная конструкция;
простота монтажа и поддержания функциональности;
небольшой вес, длина;
оперативность установки регулирующего диска в крайние положения - «открыто» и «закрыто».

В числе недостатков соответствующих устройств:

невысокая герметичность;
необходимость задействования во многих случаях больших энергозатрат для смены позиции диска с «открыт» на «закрыт» и наоборот;
важность инсталляции в ряде случаев редуктора по причине возможности появления крутящих моментов в процессе работы дисков.

Что представляет собой задвижка?

Задвижка - это, как и затвор, запорное устройство, используемое в конструкции трубопроводов. В большей степени, чем затвор, оно приспособлено к регулированию интенсивности потока жидкости или газа в магистрали. Конструкция задвижки также не отличается особой сложностью: в ней, как и в затворе, есть блокирующий клапан, однако не поворотный, а передвигающийся поперек трубопровода вправо-влево или вверх-вниз.

Задвижка

Условно говоря, в крайнем левом или верхнем положении задвижка может обеспечивать свободный поток жидкости или газа по магистрали. В крайнем правом или нижнем соответственно - полностью блокировать движение вещества. В срединном положении задвижка, таким образом, снижает интенсивность потока примерно на 50 %. При ее движении левее или вверх (если следовать нашему примеру) данный процент увеличивается. При перемещении задвижки правее или вниз - наоборот, уменьшается.

Следовательно, рассматриваемое запорное устройство позволяет очень плавно регулировать интенсивность потока жидкости или газа в трубопроводе, и в этом заключается его главное преимущество. Задвижка к тому же характеризуется высокой герметичностью. Поэтому ее можно инсталлировать на трубопроводах с небольшим диаметром и значительным давлением потока. Например, на водопроводных трубах, нефтепроводах.

Но есть у задвижек и недостатки:

во многих случаях сложный ремонт и обслуживание;
относительно невысокая оперативность доведения клапана до позиции полного открытия или закрытия;
размещение зачастую на большой строительной высоте - в силу специфики конструкции.

Сравнение

Главное отличие затвора от задвижки заключается в том, что в первом запорном элементе клапан представлен диском, который вращается вокруг своей оси. Во втором - перемещается вверх-вниз или вправо-влево перпендикулярно потоку. Разница между рассматриваемыми устройствами также заметна с точки зрения:

их герметичности;
приспособленности к работе под высоким давлением потока;
оперативности выставления блокирующих клапанов в положение «открыто» или «закрыто» на устройствах.

Как следствие - могут наблюдаться отличия между рассматриваемыми запорными приспособлениями и с точки зрения сферы их применения.

Более наглядно изучить то, в чем разница между затвором и задвижкой заключается с точки зрения указанных параметров, нам поможет небольшая таблица.

Таблица

Затвор	Задвижка
Что общего между ними?
Затвор и задвижка используются в качестве приспособлений для регулирования интенсивности или блокировки потока жидкостей и газов в трубопроводах
В чем разница между ними?
Основной блокирующий элемент в затворе - клапан в форме диска, вращающийся вокруг своей оси	Основной блокирующий элемент в задвижке - клапан, движущийся параллельно потоку в трубопроводе вверх-вниз или вправо-влево
Обеспечивает менее герметичную блокировку потока	Обеспечивает более герметичную блокировку потока
В меньшей степени приспособлен для установки на трубопроводы с высоким давлением	В большей степени приспособлена для установки на трубопроводы с высоким давлением
Позволяет более оперативно полностью открыть или закрыть поток	Требует больше времени на полное открытие или закрытие потока
Применяется в основном в газопроводах, тепловых, вентиляционных магистралях	Применяется в водопроводных магистралях, нефтепроводах

Одними из самых распространенных типов трубопроводной арматуры считаются дисковые затворы и клиновые задвижки. Перед потребителем зачастую встает сложный вопрос, на каком именно оборудовании остановиться, что выбрать для крепления оборудования: затвор или задвижку. Чтобы разобраться в проблеме, следует определить основные различия названных изделий, характеристики их строения и эксплуатации.

Особенности поворотных затворов

Затворы применяются на трубопроводах в качестве запорных устройств, но предназначены они не только для перекрытия движения рабочей среды. Дисковые поворотные затворы используются и для регулирования: с их помощью можно изменять расход вещества в соответствии с необходимостью.

Наиболее часто данный тип запорной арматуры задействуется при больших диаметрах труб, в средах с малым давлением, а также при пониженных требованиях к герметичности. Определим следующие основные преимущества дисковых затворов:

компактные размеры;
простота конструкции;
удобство монтажа и ремонта.

Однако говоря о плюсах данного типа оборудования, будет правильно обратить внимание и на некоторые недостатки, присущие дисковым поворотным фланцевым затворам:

низкая герметичность;
зачастую требуется установка редуктора;
прочистка проходит с использованием механических приспособлений.

В моменты выбора именно эти свойства затворов становятся тем переломным пунктом, что заставляют покупателя отказаться от данного устройства.

Характеристики клиновых задвижек

Запирающим механизмом систем трубопровода также может стать фланцевая задвижка. Материал изготовления зависит от характеристик и особенностей рабочей среды, ее давления и других факторов. Как правило, применяются стальные или чугунные задвижки, в зависимости от состава сплава, они могут работать при давлении до 25 МПа и выдерживать температуру более 500°С.

Такое оборудование нашло широкое применение на энергетических объектах, нефтепроводах, в системах водо- и газоснабжения. В определенных ситуациях может даже не возникнуть выбора запорного устройства: задвижки могут быть единственным вариантом. За счет того, что они могут выдерживать до 8 баллов сейсмоактивности, то активно используются на объектах, на территории которых возможны землетрясения.

Говоря о достоинствах чугунной фланцевой задвижки, необходимо отметить следующие моменты:

высокая герметичность;
длительный срок эксплуатации;
работа при высоких показателях давления и температуры;
небольшое гидравлическое сопротивление, необходимое при большой скорости движения потока рабочей среды.

Однако среди недостатков данного типа оборудования отмечают следующие факторы:

невозможность регулировки потока;
долгое время открытия/закрытия;
достаточная сложность ремонта;
большой вес и размер устройства.

Что выбрать: затвор или задвижку?

Мы рассмотрели основные моменты работы обоих типов запорной арматуры, охватив наиболее заметные качества. Если же вы собираетесь купить затвор или клиновую задвижку, стоит помнить о том, что каждый отдельный случай использования оборудования требует индивидуального рассмотрения. На выбор должны влиять многочисленные факторы, в большей степени связанные с особенностями дальнейшей эксплуатации устройства.

Нельзя оставить без внимания тот факт, что в последнее время в строительной и промышленной сферах наблюдается популяризация дисковых фланцевых затворов. Сложно поспорить с тем, что по некоторым критериям они, несомненно, превосходят клиновые фланцевые задвижки. Как мы отметили ранее, к их преимуществам необходимо отнести скорость открытия, а также возможность плавной регуляции потока рабочей среды.

Сравнивая эти типы оборудования, невозможно не отметить и тот факт, что затворы характеризуются значительно меньшим весом. При одном и том же диаметре вес и габариты устройств будут отличаться в несколько раз. Значительный вес задвижки при этом определенным образом сказывается на трубопроводе, создавая дополнительную нагрузку. Это также усложняет монтаж и демонтаж устройства, для которого необходимо грузоподъемное оборудование.

Однако несмотря на это, многие предприятия не спешат переходить на использование затворов. Основная причина – долговечность задвижки. Как правило, уплотнение задвижки более прочно, не изнашивается под воздействием температуры, не рассыхается от времени и воздействия рабочей среды.

Задвижки пока не могут быть вытеснены затворами с рынка запорной арматуры и по той причине, что гарантируют максимальную герметичность. Кроме того, дисковые затворы при некоторых типах рабочей среды вообще не могут быть использованы, поскольку они способны ухудшить гидравлические характеристики.

В затворах дисковых применяется наиболее надежное из существующих на данный момент уплотнение — эластичное, исключающее протечки во время эксплуатации затвора, т.е. обеспечивающее герметичность в затворе, так же как и у задвижки, по классу «А».Однако из-за уплотнения металл по металлу задвижка практически не имеет ресурса, т.к. любое попадание в среду твердых фракций выводит ее из строя. Ремонт же задвижек требует больших затpат и дорогостоящего специального оборудования. Ресурс работы затворов (с учетом замены единственного уязвимого узла затвора «вкладыш-диск») в три раза выше ресурса задвижек.
Упомянутый узел может быть заменен в течение 15–60 мин в зависимости от условного прохода затвора и не требует высокой квалификации исполнителя. А износостойкость используемой резины, по оценкам института резины, гарантируется в течение 5–10 лет. Установка дополнительных уплотнений при монтаже не требуется, т.к. как герметизация соединения «затвор–фланец» происходит за счет эластомерного вкладыша.
Применение защитных покрытий на основе эластомерных и полимерных материалов для деталей, непосредственно контактирующих с рабочей средой, обеспечивает стойкость арматуры к воздействию агрессивных сред. Эластомерный или металлорезиновый вкладыш исключает возможность контакта рабочей среды с корпусом затвора, а эластомерное или полимерное покрытие защищает диск.
Затвор дисковый выгодно отличают от задвижки такие показатели, как малое время открытия и закрытия и возможность плавного регулирования расхода среды. Открытие/закрытие затвора производится простым поворотом диска на 90°.
Затвор дисковый отличается малыми весогабаритными характеристиками. Так, вес одного затвора до 8 раз меньше веса задвижки того же условного прохода, что уменьшает весовую нагрузку на трубопровод, и упрощает монтажные работы, т.к. не требуется мощного грузоподъемного оборудования и специальных монтажных площадок.
Затвор дисковый не имеет резьбовых рабочих паp. Резьбовая пара втулка–шпиндель задвижки подвергается коррозии из-за воздействия внешней среды и выходит из строя, особенно в колодцах теплотрасс, имеющих теплую и влажную окружающую среду, а также при установке задвижек на открытых площадках. Говоря о колодцах, следует упомянуть о возможности установки в них дисковых затворов, используя колонки длиной до 2,5 м, набираемые из секций по 0,5 м каждая.
В проточной части затвор дисковый, в отличие от задвижки, не имеет застойных зон. В застойных зонах скапливаются различные механические примеси, присутствующие в проводимой среде, в результате чего наступает момент, когда задвижку невозможно закрыть и, тем более, обеспечить герметичное перекрытие потока.
В отличие от задвижки затвор дисковый удобен для установки на трубопроводах, имеющих теплоизоляцию. Наружный диаметр корпуса затвора не превышает наружного диаметра фланца трубопровода, а органы управления затвора расположены выше габаритного размера теплоизоляции.
Для затвора дискового а возможна любая автоматизация. Он может управляться как ручными средствами - рукояткой или редуктором, так и пневмо- или электроприводом отечественного либо западного производства.

Отличие затворов дисковых от задвижек: в их корпусах не застаивается среда даже при длительной остановке системы. При этом поворотные затворы во много раз меньше по габаритам и весу и могут устанавливаться в любом положении.

За счет высокой химической и износостойкости материалов сфера применения затворов дисковых по рабочим средам достаточно широка: помимо бытовой и промышленной воды, это также морская вода и насыщенный пар, химически активные среды (кислые и щелочные), нефтепродукты, трансформаторное масло, природный газ, пищевые и биологические среды, сыпучие материалы, гидро- и пневмопульпы с крупностью частиц до 2 мм.

Затворы обратные (или клапаны) представляют собой защитную арматуру для трубопроводов. Они пропускают промышленный поток в одну сторону и не допускают его движения назад. Арматура приводится в действие автоматически.

Разница между клапаном и затвором

Обратные клапаны используются для предотвращения обратного потока среды в трубопроводе, который может стать причиной аварии, например, в случаи внезапной остановки насоса и др.

Затвор – это основной узел обратного клапана. Он пропускает среду в одном направлении и перекрывает ее поток в обратном.

По принципу действия и по конструкции обратные клапаны подразделяют на:

подъемные (Изображение № 1)
поворотный обратный затвор (Изображение № 2)

Изображение № 1 — Обратный затвор подъемного типа 1– корпус; 2– золотник; 3– пружина; 4– крышка; 5 – болт

Изображение № 2 — Обратный затвор 1– корпус; 2– захлопка; 3– крышка; 4 – серьга

Затворы применяют:

в качестве подпиточных клапанов гидроприводов, работающих с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости;
в гидроприводах, представляющих собой несколько насосов, с целью исключения взаимовлияния при одномоментной работе;
в системах фильтрации — гарантируют движение потока только в одном заданном направлении;
в гидролиниях, требующих строго направления движения.

Как правило, затворы данного типа устанавливаются на горизонтальных и вертикальных участках. Их установка позволяет предотвратить аварийные ситуации, когда в результате падения давления на определенном участке трубопровода возникает обратный ток среды в смежных участках. Такие ситуации не только нарушают нормальную работу оборудования, но и могут вывести его из строя.

Классификация

По типу запорного элемента различают:

поворотные, когда под действием потока заслон поворачивается на оси, установленной перпендикулярно ему. При возникновении обратного направления движения происходит автоматическое перекрытие заслонки. Подходит для газообразной и жидкой среды различной степени агрессивности.
дисковые (межфланцевые) представляют собой конструкцию небольших размеров. При монтаже происходит фиксация между фланцами путем стяжки крепежным элементами. Запорный элемент в виде диска поворачивается на оси, опускается на седло корпуса, перекрывая сечение затвора. Подходит для рабочей среды типа: вода, пар, нефть и нефтепродукты, токсичные жидкости.

Поворотные затворы в зависимости от диаметра трубопровода подразделяются на:

простые с диаметром до 40 см, удар при захлопывании не влияет на работу арматуры и системы в целом;
безударные рекомендуются для диаметров от 400 мм. Благодаря гидравлическим демпферам и грузам происходит снижение скорости захлопывания. Это предотвращает конструкцию от повреждения. Однако такой тип устанавливается только на горизонтальном трубопроводе.

По принципу работы делятся на:

прямого действия, когда предотвращение обратного потока происходит автоматически;
невозвратно-запорного действия, когда допустимо ручное или механическое закрытие устройства;
невозвратно-управляемого действия, когда возможно принудительное закрытие заслонки.

Разновидности затворов

однодисковый поворотный — монтируется на трубы любого направления. Изготовлен из чугуна. Соединение безфланцевое – происходит затягивание местными фланцами трубы. Среда потока: парообразная, жидкость.
обратный поворотный — монтируется на вертикальные или горизонтальные трубы. Особенность конструкции не позволяет применять его в пульсирующем потоке. Изготовлен из стали. Тип соединения – межфланцевое. Рабочая среда: агрессивная жидкая, масла, сильно загрязненные.
обратный поворотный с захлопкой устанавливается в рабочих средах: канализационные воды или вода с твердыми частицами мусора. Изготовлен из стали. Тип присоединения – фланцевый.
обратный поворотный с концами под приварку изготавливается из углеродистой стали. Работает в: парообразном, жидком, и химически нейтральном к деталям веществе.
обратный поворотный фланцевый монтируется на трубах любого направления. Изготовлен из серого чугуна. Тип соединения — фланцевый. Рабочая среда: вода, пар, нефть и нефтепродукты, масло.

Если сравнивать задвижку и дисковый затвор, то следует отметить, что дисковый затвор в отличие от задвижки отличается более плавной регуляцией расхода рабочей среды и меньшими затратами времени на закрытие и открытие. В то же время затворы не могут похвастаться высоким уровнем точности регулирования. Для того, чтобы открыть или закрыть затвор, нужно просто повернуть диск на 90 градусов. Как элемент запорной арматуры затвор может иметь несколько фиксированных позиций.

Выбирая Затвор дисковый , вы должны в первую очередь ориентироваться на такие характеристики как укладываемый в поворот рабочего диска расход рабочей среды. При этом поворот диска может варьироваться в пределах от 15 до 75 градусов. Именно этот диапазон позволяет обеспечить наиболее пропорциональные показатели расхода рабочей среды, которая при этом не наносит вреда самому затвору.

Кроме того, нужно отметить, что процесс регуляции потока рабочей среды посредством узкой щели приводит к кавитации, разрушающей покрытие и седловое уплотнение диска. Предотвратить протечки позволяет использование специальных уплотнителей из эластичного материала. Кроме того, такие уплотнители берут на себя функцию защиты корпуса и покрытия затвора. Обычно срок службы резинового уплотнителя составляет 5-10 лет, после чего его необходимо заменить на новый. Процедура замены предельно проста и не требует ни специальных знаний, ни опыта. Если в качестве уплотнения используется металл, нужно помнить о том, что попадание в рабочую среду твердых фракций может легко привести к выводу из строя всего затвора.

Несмотря на то, что Затвор дисковый поворотный может быть установлен практически в любом положении, при большом диаметре затвора шток должен находиться к горизонтальном положении, в противном случае повышается риск заклинивания из-за попадания в область штока твердых частиц. Малая монтажная длина и небольшие весогабаритные характеристики, особенно по сравнению с теми же задвижками, также являются преимуществом затворов. Такие качества обеспечивают легкость монтажа и снижение нагрузки на систему трубопровода.

Отсутствие в затворах резьбовых рабочих пар исключает возникновение коррозии из-за воздействия рабочей среды. Кроме того, затворы не имеют застойных зон в своей проточной части, поэтому длительная остановка системы не приводит к застою рабочей среды в затворе, чего не скажешь о задвижках. В качестве заключения стоит также отметить, что затворы могут быть автоматизированы любыми средствами. К тому же они являются отличным вариантом для установки на трубопроводных системах с теплоизоляцией, что обеспечивается их конструкционными особенностями.

Разумеется, Задвижка является в результате такого сравнения не менее качественной и надежной деталью трубопровода. Однако, если вы затруднялись именно в выборе между затвором и задвижкой, в большинстве случаев предпочтение стоит отдать как раз затвору. При этом, задвижки очень часто используются в промышленных системах трубопровода. Более того, их надежность позволяет применять их даже на самых опасных участках трубопроводных систем. Некоторые виды задвижек представляют собой единственно возможное решение в условиях, например, повышенной сейсмичности, поскольку они способны выдерживать до 8 баллов сейсмической активности.

Таким образом, выбор в любом случае будет зависеть от индивидуальных требований каждого отдельно взятого случая.