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 34 Газ.Нефть.Технологии УФА 14 ЗАО РОУ 11 Вестник арматуростроителя 50 НПО Регулятор 11 Тулаэлектропривод 27 импортозамещение 24 видеорепортаж 33 Ямал СПГ 12 НПАА 34 ОМК 97 Северный поток 10 Теплоснабжение 21 Ремонт и реконструкция 44 Нефтепереработка 18 Инвестиции 49 Запорная арматура 54 Сертификация 73 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 22 Запорно-регулирующая арматура 28 Транснефть 108 Импортозамещение 138 Газпром 194 Награды 21 Аудиты 15 Шаровые краны 96 Клапаны 55 Трубы 50 Новинки и разработки 99 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 66 Контроль и испытания 24 Газ 38 Новое строительство 52 Выставки 40 Обучение и кадры 16 Автоматизация 30 Локализация 27 НИОКР 36 Теплоэнергетика 11 Инновации 38 Международное сотрудничество 82 СПГ 35 Приводы 40 Нефтегаз 38 Новинки 63 посещение предприятий 12 КТОК 26 Нефть и газ 112 Экология 15 Насосное оборудование 46 Сила Сибири 22 РАВВ 11 ТЭЦ 18 Армалит 30 ЧТПЗ 87 АДЛ 57 ТЭКО-ФИЛЬТР 27 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 11 РТМТ 30 РЭП Холдинг 15 ГОСТ 13 ОМЗ 20 Сплав 22 Белэнергомаш-БЗЭМ 13 АЭМ-технологии 18 Роснефть 49 Темпер 20 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 22 АУМА 36 Ижнефтемаш 18 Ивано-Франковский арматурный завод 15 «АДЛ» 33 Трубная металлургическая компания 37 МК Сплав 105 Завод Трубодеталь 21 АЭС 47 задвижки 13 ОМЗ-Спецсталь 11 ДС Контролз 19 ARMTORG 12 выставка 145 Москва 29 МашСталь 11 арматура 32 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 11 трубопроводная арматура 521 Danfoss 117 клапан 11 БКЗ 40 Барнаульский котельный завод 37 литье 21 Судостроение 13 Astin BGM Group 11 Астин 10 ЦНИИТМАШ 16 нефть 43 Данфосс 140 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 18 KSB 30 Задвижки 28 Camozzi 13 БАЗ 17 Волгограднефтемаш 45 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 15 БРОЕН 11 Итоги года 18 Росатом 90 Атомэнергомаш 60 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 ОЗНА 11 запорная арматура 21 Константа-2 10 ООО Паровые системы 12 Россия 33 Уралхиммаш 18 Индия 10 Emerson 40 Пензтяжпромарматура 24 AUMA 23 «РусГидро» 10 «Конар» 14 ООО «Приводы АУМА» 41 Корпорация «Сплав» 22 ООО "Темпер" 13 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 80 «Трубодеталь» 15 «Армалит» 21 НПО "Регулятор" 13 водоснабжение 23 Hawle 22 Татнефть 11 ТМК 51 Гусар 32 Metso 17 ПОЛИПЛАСТИК 25 ТермоБрест 47 Росстандарт 17 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 35 Курганская область 33 ООО «РТМТ» 23 «ПРИВОДЫ АУМА» 21 Энергомашкомплект 13 модернизация 46 Арматурный Завод 10 ВМЗ 32 Росводоканал 13 Первоуральский новотрубный завод 15 Трубодеталь 13 НОВАТЭК 20 LD 32 НПО ГАКС Армсервис 13 Благовещенский арматурный завод 17 Водоприбор 13 ФРП 11 АЭМ - технологии 13 Петрозаводскмаш 16 США 12 рынок 13 Транснефть – Диаскан 14 ПромАрм 24 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 12 ФАС 11 АБС Электро 44 Газ. Нефть. Технологии 27 ГУП ТЭК СПб 17 ПТПА 20 ПРИВОДЫ АУМА 31 электроприводы 73 Курган 26 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 СПД БИРС 11 промышленность 14 предохранительные клапаны 13 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 11 Китай 28 дисковые затворы 10 газовое оборудование 10 Курганский арматурный завод 16 НПП ТЭК 13 Силовые машины 22 форум 23 VALTEC 38 семинар 33 ЗапСибНефтехим 26 Магнитогорский металлургический комбинат 19 ММК 23 Северсталь 19 Тяжпромарматура 20 ПАО Татнефть 10 Заметки редактора 44 Armtorg 48 сильфонные компенсаторы 13 GRUNDFOS 23 ГРУНДФОС 21 Авангард 11 Арматуростроитель года 18 Иран 11 металлургия 23 газопровод 31 нефтегазовая отрасль 34 машиностроение 40 итоги 25 КОНАР 24 фитинги 12 конкурс 38 ГАКС-АРМСЕРВИС 29 производство 29 ИФАЗ 19 HEAT&POWER 19 Ижорские заводы 18 Астима 11 СИБУР 45 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 14 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 72 юбилей 23 обзор 11 ПКТБА 13 испытания арматуры 12 ПНТЗ 11 Редукционно-охладительные установки 13 регулирующие клапаны 19 Турция 15 банкротство 12 аудит 30 ЧелябинскСпецГражданСтрой 22 экспорт 17 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 20 нефтепровод 25 Хавле 12 литейное производство 43 оборудование 23 рейтинг 17 Арзамасский приборостроительный завод 16 РАСКО 21 НПФ РАСКО 28 обучение 23 KSB Group 11 Челябинск 14 обратные клапаны 16 ЧЗЭМ 24 аккредитация 13 атомная промышленность 10 НТА-Пром 11 газовая отрасль 16 Петербургский Международный Газовый Форум 25 Белэнергомаш 21 ГК Авангард 10 Старооскольский арматурный завод 16 Uni-Fitt 11 вебинар 13 фильтры 11 МЗТА 12 конференция 78 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 17 Эмерсон 16 АО «ОКБМ Африкантов» 14 ГК Римера 30 Уплотнения 10 Метран 11 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 16 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 42 Viessmann 13 ЗиО-Подольск 16 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 14 Новое производство 22 Valve World Expo 17 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 поставка арматуры для АЭС 11 АЛНАС 11 РИМЕРА 11 Valve World Expo - 2016 10 Этерно 12 Владимир Путин 11 расширение ассортимента 13 АЭС Куданкулам 11 ремонт 16 новинка 41 Объединенная металлургическая компания 45 Выксунский металлургический завод 17 стенд 13 WorldSkills Russia 11 PCVExpo 23 Криоген-Экспо 13 нефтегазовый комплекс 10 судовая арматура 12 история арматуростроения 12 автоматизация 14 локализация 15 HERZ 12 Группа ГМС 14 контрафакт 12 магистральный нефтепровод 13 конкурс проектов 11 Газпром нефть 12 новое оборудование 16 энергоэффективность 14 маркетинг 10 шаровые краны 39 трубопроводная арматура для АЭС 13 поставка 39 теплоснабжение 10 Aquatherm Moscow 40 развитие производства 16 строительство газопровода 20 расширение линейки 16 Интергазсерт 11 семинары 17 САЗ Авангард 15 Курганхиммаш 16 Экспоцентр 11 насосные агрегаты 14 трубопроводы 25 Эго Инжиниринг 21 Группа ЧТПЗ 92 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 премия 11 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 20 Атоммаш 11 Уфа 10 rotork 10 строительство 15 Алексей Миллер 10 обновление 14 насосы 19 соглашение 13 Металлообработка 13 технический семинар 14 котлы 14 ТВЭЛ 10 Минпромторг РФ 18 трубная продукция 27 Энергетика 10 испытания 10 поставки оборудования 10 поставка оборудования 83 патент 10 ПНФ ЛГ автоматика 14 открытие производства 17 инжиниринг 12 новинки 11 криогенная арматура 16 Группа ПОЛИПЛАСТИК 10 MIOGE 17 Машиностроительная корпорация «Сплав» 15 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 30 ВАРК 14 обучение сотрудников 19 система менеджмента качества 15 атомная отрасль 31 нефтяная отрасль 16 российское производство 75 арматуростроение 46 котельное оборудование 19 технологии 10 Выставка 11 Атомная энергетика 16 трубопровод 12 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 23 медиагруппа Armtorg 46 международная выставка 25 мировое арматуростроение 25 БИРС Арматура 20 АО "Атомэнергомаш" 10 Госкорпорация Росатом 11 отгрузка оборудования 20 награда 15 деловая встреча 11 ЭЛЕМЕР 10 пао газпром 14 Госкорпорация "Росатом" 11 участие в выставках 33 проблемы отрасли 10 проектирование 11 новые технологии 35 компания АДЛ 20 НПО «Регулятор» 10 ПАО «Газпром» 14 Бирс 12 СП "ТермоБрест" ООО 18 награждение 12 Нефтегаз-2018 10 поздравление 18 Lady арматуростроения 12 российское арматуростроение 53 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 17 делегация 16 YDF Valves 13 международные стандарты 10 новые разработки 77 водный форум 12 запорно-регулирующая арматура 13 Заводы трубопроводной арматуры 23 PCVExpo 2018 12 интервью с выставки 33 Повышение производительности труда 10 видеорепортаж с производства 34 выставки 12 сертификация 10 ЛГ Автоматика 17 интервью с дирекцией 20 видеорепортаж с производственной площадки 13 Белэнергомаш – БЗЭМ 15 Точприбор 13 ЭКВАТЭК 26 участие в выставке 63 Aquatherm Moscow 2019 16 ПМГФ - 2018 17 Легенды арматуростроения 10 ЭКВАТЭК 2018 13 трубная промышленность 20 участие в форуме 15 Hartmann 10 Материалы конференции «Внутренняя стандартизация конечных потребителей трубопроводной арматуры. Новые разработки в отрасли арматуростроения» 12 Конкурс 10