Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Запорная арматура — задвижки, шаровые краны, вентили (запорные клапаны) и дисковые поворотные затворы — предназначена для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе. В отличие от регулирующей, у запорной арматуры два основных рабочих положения: «открыто» и «закрыто». Тип запорной арматуры определяется характером движения запирающего элемента относительно потока и задаёт её гидравлическое сопротивление, ресурс, быстродействие и область применения.
Терминология и классификация трубопроводной арматуры установлены ГОСТ 24856-2014. По этому стандарту выделяют четыре конструктивных типа: задвижку, кран, клапан и дисковый затвор. Слово «вентиль» — обиходное название запорного клапана. Ниже разобраны принцип действия каждого типа, базовые параметры DN и PN, классы герметичности затвора, гидравлическое сопротивление с формулой и примером, виды привода, а также критерии выбора арматуры под среду и давление.
По функциональному признаку (виду арматуры) трубопроводная арматура делится на запорную, регулирующую, предохранительную, обратную, распределительно-смесительную и фазоразделительную. Запорная арматура служит для герметичного перекрытия потока и не предназначена для регулирования расхода: работа в промежуточных положениях затвора, как правило, не является штатной.
Тип арматуры — отдельный, конструктивный признак: он характеризует направление перемещения запирающего или регулирующего элемента относительно направления потока среды. Именно тип определяет основные конструктивные особенности и гидравлику изделия.
Вид арматуры отвечает на вопрос «зачем» (перекрыть, регулировать, защитить), тип — «как устроен затвор» (задвижка, кран, клапан, дисковый затвор).
У задвижки запирающий элемент (клин или диск) перемещается линейно, перпендикулярно оси потока. В открытом положении затвор полностью выходит из проточной части, поэтому проход остаётся практически прямым, а гидравлическое сопротивление — низким. Шпиндель бывает выдвижным и невыдвижным. Задвижки применяют преимущественно для полного перекрытия на трубопроводах среднего и большого DN.
У крана запирающий элемент — тело вращения (шар или конусная пробка) — поворачивается вокруг собственной оси. Полнопроходной шаровой кран в открытом положении формирует гладкий канал, по сечению близкий к трубе, что даёт минимальное сопротивление и допускает частые быстрые переключения на четверть оборота. Пробковый (конусный) кран проще, но требует точной притирки пробки к корпусу.
У клапана запирающий элемент (золотник, тарелка) движется параллельно оси потока и прижимается к седлу. Поток внутри корпуса меняет направление (S-образная траектория), поэтому гидравлическое сопротивление высокое. Зато уплотнение почти не испытывает трения скольжения о седло, что повышает ресурс при частых операциях; вентили хорошо переносят частые циклы и применяются в основном на малых и средних DN.
В дисковом затворе диск поворачивается вокруг оси, расположенной в плоскости диска. Конструкция компактна и имеет малую строительную длину, что важно на больших DN. В открытом положении диск остаётся в потоке, поэтому сопротивление выше, чем у задвижки и полнопроходного крана, но затвор существенно легче и дешевле в монтаже на крупных диаметрах.
Деление на типы по ГОСТ 24856-2014. «Вентиль» — обиходный синоним стандартизованного термина «клапан запорный»; в конструкторской документации применяют термин «клапан».
Полный типоразмер арматуры задаётся парой параметров — номинальным диаметром DN и номинальным давлением PN. Только по DN арматуру выбрать нельзя: при разных PN присоединительные размеры фланцев для одного диаметра отличаются.
С ростом температуры среды допустимое рабочее давление снижается относительно PN; соответствие давлений, температур и материалов нормирует ГОСТ 356. Присоединительные размеры фланцев арматуры на номинальное давление до PN 250 устанавливает ГОСТ 33259-2015.
Приведены характерные члены рядов; полные ряды значений DN и PN — в текстах ГОСТ 28338-89 и ГОСТ 26349-84. Обозначения Ду и Ру допускаются для изделий, освоенных в производстве до введения обозначений DN и PN.
Герметичность затвора — способность запирающего органа препятствовать протеканию среды через уплотнительные поверхности в закрытом положении. Нормы герметичности затворов устанавливает ГОСТ 9544-2015; стандарт распространяется на арматуру номинальных диаметров от DN 3 до DN 2400 и номинальных давлений до PN 420.
Для запорной и обратной арматуры стандарт предусматривает ряд классов герметичности: A, AA, B, C, CC, D — по возрастанию допустимой утечки. Класс A соответствует наивысшей герметичности (видимая протечка не допускается), класс D — наибольшей допустимой утечке из применяемых классов. Конкретные нормы утечки для каждого класса приведены в таблицах ГОСТ 9544 и зависят от испытательной среды, условной пропускной способности, номинального диаметра и испытательного давления.
Испытания проводят жидкостью или газом. Типовые испытательные условия по стандарту: для запорной и обратной арматуры — вода при давлении 1,1·PN либо воздух при давлении 0,6 МПа. Регулирующая арматура нормируется отдельным рядом классов (II, III, IV, IV-S1). Запись класса в документации выполняется со ссылкой именно на ГОСТ 9544, а методы контроля и испытаний регламентирует ГОСТ 33257-2015.
Класс герметичности назначают по требованиям к допустимой протечке для конкретной среды и условий: для отсечения опасных и дорогостоящих сред выбирают более высокие классы (A, AA), для технической воды низкого давления допустимы менее жёсткие.
Потери давления на арматуре относятся к местным гидравлическим сопротивлениям и рассчитываются по формуле Вейсбаха через безразмерный коэффициент местного сопротивления ζ.
Потеря давления на арматуре: Δp = ζ · ρ · w² / 2
Δp = ζ · ρ · w² / 2
где ζ — коэффициент местного сопротивления (безразмерный); ρ — плотность среды, кг/м³; w — средняя скорость потока, м/с.
ζ
ρ
w
Потеря напора: h = ζ · w² / (2g), где g = 9,81 м/с².
h = ζ · w² / (2g)
g = 9,81 м/с²
Значение ζ зависит от типа, конструкции и степени открытия затвора. У полнопроходного шарового крана проток близок к прямой трубе, поэтому ζ минимально; у вентиля поток дважды меняет направление, и ζ на порядок выше. При прикрытии затвора (работе в промежуточном положении) ζ резко возрастает.
Значения ζ ориентировочные: они определяются экспериментально и зависят от конкретной конструкции, типоразмера, числа Рейнольдса и степени открытия. Для точных расчётов используют данные технической документации изготовителя или справочники по гидравлическим сопротивлениям.
Вода (ρ = 1000 кг/м³) движется со скоростью w = 2 м/с через вентиль с ζ = 6.
Δp = 6 · 1000 · 2² / 2 = 12 000 Па = 12 кПа.
На полнопроходном шаровом кране (ζ ≈ 0,1) при тех же условиях потеря составит около 0,2 кПа — на два порядка меньше.
Привод преобразует управляющее воздействие в перемещение запирающего элемента. Выбор привода определяется требуемым крутящим моментом или усилием, быстродействием, режимом (ручной/дистанционный), а также условиями эксплуатации, включая взрывозащиту.
Шаровые краны и дисковые затворы управляются поворотом на четверть оборота, что удобно для быстрой отсечки и автоматизации. Задвижки и вентили требуют многооборотного перемещения шпинделя, что увеличивает время срабатывания, но даёт плавный ход.
Требования к маркировке трубопроводной арматуры устанавливает ГОСТ 4666-2015. Маркировка содержит товарный знак изготовителя, номинальные DN и PN, а при необходимости — указатель направления потока (стрелку). Стрелку наносят, когда направление имеет значение: на вентиль, регулятор, запорный клапан. Для крана, задвижки и затвора направление при монтаже значения не имеет.
Традиционно тип арматуры кодируют буквенно-цифровым условным обозначением (таблицей фигур): первые цифры обозначают тип и вид арматуры, буквы — материал корпуса, последующие цифры — конструктивное исполнение и тип привода, конечные буквы — материал уплотнения в затворе. Например, обозначение, начинающееся с «30», относится к задвижке, с «11» — к крану, с «15» — к запорному клапану (вентилю).
По ГОСТ 4666-2015 на арматуру наносят и отличительную окраску в зависимости от материала корпусных деталей; точный цвет и состав покрытия указывают в конструкторской документации на изделие.
Полная расшифровка условного обозначения и материального исполнения приводится в документации изготовителя; одно и то же изделие может иметь разные исполнения уплотнения и привода.
Выбор ведут от параметров среды и трубопровода к типу, классу герметичности и приводу. Порядок действий:
Запорную арматуру не следует использовать для регулирования расхода. Длительная работа задвижки или крана в приоткрытом положении вызывает эрозию и износ уплотнительных поверхностей и ускоряет потерю герметичности; для регулирования применяют регулирующую арматуру.
У задвижки запирающий элемент движется перпендикулярно потоку и в открытом положении выходит из проточной части, поэтому сопротивление низкое. У вентиля (запорного клапана) золотник движется параллельно оси потока и прижимается к седлу, поток меняет направление — сопротивление высокое, зато ресурс уплотнения при частых операциях выше.
Это нормируемая допустимая утечка через закрытый затвор по ГОСТ 9544-2015. Для запорной арматуры применяют классы A, AA, B, C, CC, D по возрастанию допустимой протечки. Класс выбирают по требованиям к среде: для опасных и ценных сред — A или AA, для технической воды низкого давления допустимы менее жёсткие классы.
Полнопроходной шаровой кран: в открытом положении его канал близок к сечению трубы. Низкое сопротивление также у задвижки. Наибольшее — у вентиля из-за S-образной траектории потока внутри корпуса.
Нет, это не её назначение. Работа в приоткрытом положении вызывает эрозию и износ уплотнений и быструю потерю герметичности. Для регулирования расхода предназначена регулирующая арматура со своими классами герметичности.
DN — номинальный диаметр (по ГОСТ 28338-89), безразмерный параметр, примерно равный внутреннему диаметру трубопровода в мм. PN — номинальное давление (по ГОСТ 26349-84), наибольшее рабочее давление при 20 °C. Типоразмер задаётся обоими параметрами вместе.
В обоих запирающий элемент поворачивается вокруг своей оси. У шарового крана это шар со сквозным отверстием — полнопроходное исполнение даёт минимальное сопротивление; у пробкового — конусная пробка, требующая точной притирки к корпусу. Шаровые краны распространены шире благодаря низкому сопротивлению и быстрому ходу на четверть оборота.
Первые цифры указывают тип и вид арматуры (например, 30 — задвижка, 11 — кран, 15 — запорный клапан), буквы — материал корпуса (ч — серый чугун, с — сталь, нж — нержавеющая сталь, б — латунь/бронза), далее цифры конструктивного исполнения и привода, в конце — материал уплотнения. Полная расшифровка приводится в документации изготовителя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.