НПАА, Шпаков О.Н. Крупные гидротехнические сооружения. Поворотные дисковые затворы. Современная арматура. Применение шаровых кранов (продолжение из книги «Эволюция конструкций трубопроводной арматуры»)

НПАА, Шпаков О.Н. Крупные гидротехнические сооружения. Поворотные дисковые затворы. Современная арматура. ...

Несмотря на универсальность и надежность задвижки, у нее появился и бурно развивался конкурент – дисковый поворотный затвор.

Первые поворотные дисковые затворы применялись в качестве обратной арматуры еще древнегреческими изобретателями насосов. Впервые Джеймс Уатт использовал дисковый поворотный затвор в своём паровом двигателе.

В первом автомобиле Мерседес, собранном в 1901 году, дисковый поворотный затвор, названный «дроссельная заслонка» с приводом от педали акселератора, был применён в топливной системе. Началось промышленное производство дроссельных заслонок для автомобильных моторов.

В первых дисковых поворотных затворах уплотнение осуществлялось «металл по металлу», но благодаря появлению современных марок резин из синтетического каучука их применение во многих отраслях промышленности существенно расширилось. В дисковых затворах небольших размеров с дисками, расположенными соосно с приводными валами, применялись эластомерные вкладыши. Стремительное развитие химии привело к появлению самых разнообразных эластичных материалов, и появилась возможность использовать в технологических линиях химического производства гуммированную арматуру с очень узким, полностью гуммированным корпусом.

В последующие годы дисковые поворотные затворы стали использоваться на более высокие давления и температуры. Эти конструкции известны как дисковые поворотные затворы для тяжёлых условий работы. Конструктивно они выполнены с эксцентричным расположением диска относительно вала или цапф. На первых этапах изготовления таких дисковых затворов они были с двумя эксцентриситетами.


Позже появились затворы с тремя эксцентриситетами. В каталогах некоторых изготовителей упоминаются затворы с четырьмя эксцентриситетами, хотя такое определение не совсем корректно – четвертый эксцентриситет отсутствует. И как раз в это время промышленность пыталась найти альтернативу задвижкам – арматуру более дешевую, быстрого срабатывания, с более высокой герметичностью. Тогда стали появляться специализированные производители поворотных дисковых затворов.
Строительство водоводов из труб с большими диаметрами для перекачки воды в гидросооружениях и охлаждения мощных агрегатов вызвало организацию производства дисковых затворов, выгодно отличавшихся от задвижек массогабаритными характеристиками.


Современная арматура. Применение шаровых кранов


В 1871 году патентным ведомством США Джону Варрену был выдан патент на шаровой кран, изобретение называлось Stop Cock (запорный кран). Патентом предусматривалось уплотнение в затворе «металл по металлу», однако обеспечить приемлемую герметичность как в то время, так и сегодня, с таким уплотнением было невозможно. После изготовления нескольких партий производители отказались от организации серийного производства этих кранов.
Важное изобретение, оказавшее сильное влияние на развитие арматуростроения, было создано по счастливой случайности. В 1938 г. химики компании Kinetic Chemicals Inc. – совместного предприятия фирм DuPont и General Motors, в погоне за созданием новых хладагентов получили твердое воскообразное вещество. Новый материал был чрезвычайно скользким и гладким, к нему ничего не прилипало. Этим неумышленно созданным материалом оказался тефлон – материал, открытие которого позволило создать конструкцию шарового крана с плавающей пробкой. Фирма DuPont получила на тефлон патент в 1946 г., и в течение 25 лет производство шаровых кранов стало быстро расти.

Краны с шаровыми пробками – в то время относительно новый вид арматуры – впервые были применены на топливных системах самолётов в период Второй мировой войны. На сотни кораблей ВМС США, строившихся для восстановления флота, уничтоженного Японией в Пёрл-Харборе, устанавливалось большое количество арматуры, в том числе кранов. Шаровые краны получили развитие в послевоенные годы. В течение последних 50 лет появилось много изготовителей и разнообразных конструкций кранов.

Новые улучшенные проекты способствовали большому разнообразию и расширению применения шаровых кранов фактически во всех нишах рынка арматуры. Параметры их применения постоянно растут. Осваиваются конструкции кранов с уплотнениями, позволяющими выдерживать высокие и криогенные температуры. В ряде случаев дисковые затворы заменяются такими шаровыми кранами. 50–60-е годы двадцатого века стали символом очередного исторического этапа – периода приоритета производства шаровых кранов.

Конусные краны со смазкой получили широкое развитие в период Первой мировой войны благодаря усилиям Свена Нордстрома, шведского инженера, который стремился исключить чрезмерные протечки и залипание в обычных конусных кранах. Он предложил подавать уплотнительную смазку в затвор крана через канавки на пробке крана.

Мембранные (диафрагмовые) клапаны были впервые созданы в Южной Африке инженером Саундерсом, который, работая на золотых рудниках, столкнулся с чрезмерной утечкой сжатого воздуха в сальниках клапанов. В 1929 году он предложил использовать мембрану для того, чтобы защитить исполнительный механизм и обеспечить герметичность в запирающем элементе, что обусловило для этих клапанов широкое применение и развитие.



С развитием промышленного производства арматура специализируется по выполняемым ею функциям. Эти применения называются видами арматуры (запорная, обратная, предохранительная, регулирующая и др.). В отечественных и зарубежных стандартах основные функции арматуры имеют свои термины и определения. Количество видов и разновидностей арматуры постоянно растет. Европейским комитетом по арматуре разработана классификация арматуры по ее применению.

Продолжение следует...

От редакции

Это интересно!

1. Стоит отметить, что на сегодняшний день доля закупок шаровых кранов по тендерным торгам в России составляет более половины потребности нефтегазовых компаний, а также компаний теплового сектора. Судя по опросам (в которых участвовало более 300 человек, а это 100 % опрошенных), проведенным на портале Armtorg.ru, на вопрос «Какой тип трубопроводной арматуры вы чаще используете и/или применяете?» были получены следующие ответы:


2. Также нашими экспертами был проведен опрос-голосование на тему: «Что лучше – стальной шаровый кран или стальной затвор с мягким уплотнением?» В итоге было опрошено более 300 специалистов, посещающих крупнейшую площадку по трубопроводной арматуре в Интернете. Результаты опроса представлены ниже:

3. Из комментариев следует отметить, что наиболее часто встречающиеся типы шаровых кранов базируются именно на мягких, так называемых фторопластовых или тефлоновых уплотнениях. Именно эти типы уплотнений находят широкое применение на рынках теплоснабжения и водоснабжения. А тот факт, что львиная доля заводов выпускает шаровые краны с давлениями до 40 кгс (4,0 МПа), говорит о том, что процент трубопроводной арматуры с мягким уплотнением в виде шаровых кранов и дисковых затворов явно превышает долю уплотнений металл по металлу. Однако, чтобы быть справедливыми в цифровых показателях, мы провели опрос на тему металлических уплотнений в аналогичных конструкциях. На крупнейшем портале трубопроводной арматуры было проведено очередное голосование: «Что лучше: стальной шаровый кран или стальной затвор с уплотнениями металл по металлу?» В опросе участвовала огромная аудитория в количестве более чем 200 человек. В результате были получены следующие данные:

Интересен тот факт, что несмотря на большую стоимость в исполнении металл по металлу, шаровый кран уверенно занял лидирующие позиции в выборе специалистов, в который раз демонстрируя интерес рынка к конструкции металл по металлу. Все это наводит на мысль, что в будущих номерах редакция журнала будет более подробно освещать конструктивы и виды выпускаемой шаровой арматуры. Ведь нескрываемый интерес арматуростроителей и потребителей трубопроводной арматуры именно к шаровым кранам выводит последние на лидирующие позиции. Хотя, по сути, как ранее было сказано О. Н. Шпаковым, шаровый кран в известном нам конструктиве – это сравнительно молодой тип трубопроводной арматуры, обязанный своей распространенностью такому материалу, как тефлон. Ведь именно благодаря появлению тефлона шаровый кран смог стать серийным и по-настоящему доступным продуктом отрасли.

В настоящее время шаровые краны используются во всех видах трубопроводов, по сути являясь вершиной эволюции трубопроводной арматуры, т. к. более простого и герметичного соединения до сих пор человечество придумать не смогло.

Отметим, что шаровые краны могут широко применяться не только в таких распространенных средах и условиях, как теплоснабжение, водоотведение, фармацевтика, транспортировка и переработка нефти и газа, химических соединений, но и там, где даже редакция не ожидала встретить использование известной конструкции шаровых кранов – шаровой пробки и уплотнительных седел. Посетив одно из крупнейших ПХГ в Европе в сентябре 2018 года, мы открыли для себя и продемонстрируем читателям журнала применение шаровых кранов в таких специфических направлениях, как добыча, хранение и обустройство нефтегазовых месторождений.

Ведь, посудите сами, подземное газовое хранилище (ПХГ) – это сосуд, в котором заключены углеводороды под давлением, достигающем 300 атмосфер и более. А среды – соляные растворы, в которых работает фонтанный куст, оборудованный шаровыми кранами металл по металлу, имеют концентрацию соли до 33 %, что, по сути, является одной из самых агрессивных сред для работы любого запорного органа. Добавляем к этому герметичность затвора класса, и получаем так называемый вид суперарматуры, которая изготовлена конструктивно в шаровом кране. Откровенно говоря, эти и многие другие возможности шаровых кранов мы узнали из поездки на ПХГ компании UNIPER. Более подробно об этой поездке, открытиях конструктивов и работе шаровых кранов на ПХГ немецкой компании UNIPER вы сможете прочитать в следующем номере Вестника.

В заключение хочется подвести итог, что миф о дальнейшем вытеснении шарового крана более совершенными и недорогими видами трубопроводной арматуры (такими как дисковый затвор, недорогие конструкции захлопок с резиновым уплотнением и пр.) – всего лишь преувеличенная догадка и басня. Отметим, что на сегодняшний день те заводы, которые ведут активную производственную деятельность в выпуске шаровых кранов, показывают наилучшие результаты по следующим параметрам:
- экспортоориентированность;
- технологичность предприятия;
- рост производственных линий;
- ввод новых изделий;
- импортозамещаемость на российском рынке.

По этим критериям наша редакция и впредь будет оценивать предприятия, попадающие в рейтинг изготовителей трубопроводной арматуры. Оценить рейтинг и его участников вы сможете на портале Armtorg.ru в разделе «Рейтинги и отзывы о заводах трубопроводной арматуры».

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 6 (48) 2018
Материалы других разделов по тегу уплотнения для трубопроводной арматуры

Статьи по тегу уплотнения для трубопроводной арматуры

Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 30 Стандартизация 31 Газ.Нефть.Технологии УФА 14 ЗАО РОУ 11 Вестник арматуростроителя 41 Тулаэлектропривод 27 импортозамещение 22 видеорепортаж 27 Ямал СПГ 12 НПАА 34 ОМК 94 Северный поток 10 Теплоснабжение 17 Ремонт и реконструкция 44 Нефтепереработка 18 Инвестиции 48 Запорная арматура 41 Сертификация 66 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 19 Запорно-регулирующая арматура 23 Транснефть 104 Импортозамещение 136 Газпром 193 Награды 10 Аудиты 15 Шаровые краны 92 Клапаны 50 Трубы 50 Новинки и разработки 99 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 59 Контроль и испытания 24 Газ 38 Новое строительство 52 Выставки 39 Обучение и кадры 16 Автоматизация 28 Локализация 21 НИОКР 36 Инновации 38 Международное сотрудничество 79 СПГ 35 Приводы 35 Нефтегаз 37 Новинки 62 посещение предприятий 11 КТОК 26 Нефть и газ 112 Экология 14 Насосное оборудование 41 Сила Сибири 22 ТЭЦ 18 Армалит 28 ЧТПЗ 84 АДЛ 55 ТЭКО-ФИЛЬТР 26 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 28 РЭП Холдинг 15 ГОСТ 13 ОМЗ 20 Сплав 21 Белэнергомаш-БЗЭМ 10 АЭМ-технологии 17 Роснефть 49 Темпер 20 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 20 АУМА 30 Ижнефтемаш 17 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 33 Трубная металлургическая компания 32 МК Сплав 99 Завод Трубодеталь 20 АЭС 47 задвижки 13 ОМЗ-Спецсталь 11 ДС Контролз 18 выставка 141 Москва 29 МашСталь 11 арматура 29 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 473 Danfoss 103 клапан 10 БКЗ 39 Барнаульский котельный завод 34 литье 20 Судостроение 13 Astin BGM Group 11 ЦНИИТМАШ 15 нефть 43 Данфосс 127 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 18 KSB 27 Задвижки 27 Camozzi 13 БАЗ 17 Волгограднефтемаш 43 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 15 БРОЕН 10 Итоги года 17 Росатом 88 Атомэнергомаш 60 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 ОЗНА 10 запорная арматура 18 ООО Паровые системы 12 Россия 33 Уралхиммаш 18 Индия 10 Emerson 39 Пензтяжпромарматура 24 AUMA 21 «РусГидро» 10 «Конар» 13 ООО «Приводы АУМА» 36 Корпорация «Сплав» 20 ООО "Темпер" 13 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 80 «Трубодеталь» 15 «Армалит» 20 водоснабжение 18 Hawle 21 Татнефть 11 ТМК 48 Гусар 32 Metso 16 ПОЛИПЛАСТИК 25 ТермоБрест 42 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 33 Курганская область 32 ООО «РТМТ» 21 «ПРИВОДЫ АУМА» 20 Энергомашкомплект 12 модернизация 44 ВМЗ 30 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 15 Трубодеталь 12 НОВАТЭК 20 LD 28 НПО ГАКС Армсервис 11 Благовещенский арматурный завод 17 Водоприбор 12 ФРП 11 АЭМ - технологии 12 Петрозаводскмаш 14 США 12 рынок 13 Транснефть – Диаскан 12 ПромАрм 24 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 11 ФАС 11 АБС Электро 44 Газ. Нефть. Технологии 27 ГУП ТЭК СПб 14 ПТПА 19 ПРИВОДЫ АУМА 24 электроприводы 66 Курган 25 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 СПД БИРС 10 промышленность 13 предохранительные клапаны 10 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 11 Китай 28 Курганский арматурный завод 14 НПП ТЭК 13 Силовые машины 20 форум 23 VALTEC 38 семинар 33 ЗапСибНефтехим 26 Магнитогорский металлургический комбинат 18 ММК 22 Северсталь 18 Тяжпромарматура 20 ПАО Татнефть 10 Заметки редактора 44 Armtorg 48 сильфонные компенсаторы 13 GRUNDFOS 21 ГРУНДФОС 19 Авангард 10 Арматуростроитель года 10 Иран 11 металлургия 23 газопровод 31 нефтегазовая отрасль 33 машиностроение 37 итоги 25 КОНАР 23 фитинги 10 конкурс 35 ГАКС-АРМСЕРВИС 27 производство 29 ИФАЗ 17 HEAT&POWER 16 Ижорские заводы 16 Астима 11 СИБУР 44 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 14 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 68 юбилей 21 обзор 11 ПКТБА 13 испытания арматуры 11 ПНТЗ 11 Редукционно-охладительные установки 13 регулирующие клапаны 19 Турция 15 банкротство 12 аудит 29 ЧелябинскСпецГражданСтрой 20 экспорт 16 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 20 нефтепровод 25 Хавле 11 литейное производство 38 оборудование 23 рейтинг 17 Арзамасский приборостроительный завод 15 РАСКО 19 НПФ РАСКО 25 обучение 19 Челябинск 14 обратные клапаны 16 ЧЗЭМ 20 аккредитация 12 атомная промышленность 10 НТА-Пром 11 газовая отрасль 16 Петербургский Международный Газовый Форум 25 Белэнергомаш 18 Старооскольский арматурный завод 15 Uni-Fitt 11 вебинар 13 фильтры 10 МЗТА 12 конференция 72 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 13 Эмерсон 16 АО «ОКБМ Африкантов» 14 ГК Римера 30 Уплотнения 10 Метран 10 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 14 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 39 Viessmann 13 ЗиО-Подольск 16 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 14 Новое производство 22 Valve World Expo 15 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 поставка арматуры для АЭС 10 АЛНАС 11 РИМЕРА 11 Этерно 12 Владимир Путин 11 расширение ассортимента 10 АЭС Куданкулам 11 ремонт 16 новинка 40 Объединенная металлургическая компания 41 Выксунский металлургический завод 15 стенд 13 WorldSkills Russia 11 PCVExpo 22 Криоген-Экспо 12 нефтегазовый комплекс 10 история арматуростроения 12 автоматизация 13 локализация 12 HERZ 11 Группа ГМС 13 контрафакт 11 магистральный нефтепровод 13 конкурс проектов 10 Газпром нефть 12 новое оборудование 15 энергоэффективность 14 маркетинг 10 шаровые краны 30 трубопроводная арматура для АЭС 13 поставка 36 теплоснабжение 10 Aquatherm Moscow 27 развитие производства 13 строительство газопровода 20 расширение линейки 11 Интергазсерт 11 семинары 14 САЗ Авангард 11 Курганхиммаш 14 Экспоцентр 10 насосные агрегаты 11 трубопроводы 22 Эго Инжиниринг 19 Группа ЧТПЗ 88 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 премия 10 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 17 Атоммаш 11 Уфа 10 строительство 15 Алексей Миллер 10 обновление 11 насосы 18 соглашение 13 Металлообработка 12 технический семинар 10 котлы 14 ТВЭЛ 10 Минпромторг РФ 17 трубная продукция 19 поставка оборудования 63 ПНФ ЛГ автоматика 14 открытие производства 13 инжиниринг 12 криогенная арматура 15 MIOGE 17 Машиностроительная корпорация «Сплав» 13 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 28 ВАРК 12 обучение сотрудников 13 система менеджмента качества 14 атомная отрасль 31 нефтяная отрасль 14 российское производство 72 арматуростроение 37 котельное оборудование 14 Выставка 10 Атомная энергетика 16 трубопровод 12 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 23 медиагруппа Armtorg 40 международная выставка 23 мировое арматуростроение 23 БИРС Арматура 19 АО "Атомэнергомаш" 10 Госкорпорация Росатом 11 отгрузка оборудования 14 награда 10 деловая встреча 10 пао газпром 14 Госкорпорация "Росатом" 11 участие в выставках 29 проблемы отрасли 10 проектирование 11 новые технологии 32 компания АДЛ 18 ПАО «Газпром» 14 Бирс 12 СП "ТермоБрест" ООО 12 Нефтегаз-2018 10 поздравление 12 российское арматуростроение 50 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 14 делегация 15 YDF Valves 13 новые разработки 60 водный форум 12 запорно-регулирующая арматура 12 Заводы трубопроводной арматуры 23 PCVExpo 2018 11 интервью с выставки 22 видеорепортаж с производства 24 ЛГ Автоматика 16 интервью с дирекцией 10 видеорепортаж с производственной площадки 12 Белэнергомаш – БЗЭМ 11 Точприбор 13 ЭКВАТЭК 25 участие в выставке 46 ПМГФ - 2018 15 Легенды арматуростроения 10 ЭКВАТЭК 2018 12 трубная промышленность 10 участие в форуме 14 Материалы конференции «Внутренняя стандартизация конечных потребителей трубопроводной арматуры. Новые разработки в отрасли арматуростроения» 11