Задвижка 30ч6бр - технические характеристики, устройство, установка

При эксплуатации промышленных трубопроводов нередко встает задача перекрытия потока транспортируемой среды, для этого используют специальную запорную арматуру в виде задвижек. Одна из популярных разновидностей из широкого модельного ряда запорных устройств – задвижка 30ч6бр, выпускаемая многими отечественными и некоторыми зарубежными предприятиями.

При выборе запорной арматуры для трубопроводов от 50-го диаметра основным критерием является соответствие устройства физико-химическим характеристикам рабочей среды – ее химическому составу, температуре и давлению в магистрали при транспортировке. Останавливая свой выбор на задвижке 30ч6бр, полезно знать принцип работы, технические характеристики, материалы изготовления, основных производителей и стоимость изделий.

Рис. 1 Внешний вид задвижки 30ч6бр

Содержание

Задвижка 30ч6бр технические характеристики

В условном обозначении задвижки 30ч6бр согласно ГОСТ указаны некоторые ее основные характеристики с ориентацией на материалы изготовления:

30 – цифровое обозначение категории задвижек;
ч – материал изготовления корпуса (литьевой серый чугун);
6 – номер стандартизированного чертежа модели;
бр – материал изготовления седельных кольцевых уплотнителей (бронза).

Задвижка чугунная 30ч6бр обладает следующими техническими характеристиками:

a). Транспортируемое рабочее тело: вода и водяной пар. Некоторые производители используют комплектующие при производстве арматуры, допускающие подачу нефти, масел и других жидких сред, нейтральных к материалам корпуса и деталям, соприкасающимся с рабочим телом.

b). Исполнение для климатических условий: У1, У2. Согласно ГОСТ 15150-69, литеры расшифровываются следующим образом:

У – для окружающей среды с умеренным климатом;
1 – для использования на открытом воздухе в условиях соответствующего (умеренного) климата;
2 – в случае эксплуатации на улице допускается размещение устройства под навесом или во временных помещениях – палатках, кузовах транспортных средств, прицепах, металлических боксах без тепловой изоляции.
Если задвижку используют в помещении, основные требования к нему – температура и влажность среды не должны существенно отличаться от наружного воздуха. Также в помещении должен быть обеспечен свободный приток внешнего воздуха при отсутствии прямого воздействия на арматуру лучей солнца и осадков.

УХЛ4 – вариант климатического исполнения для следующих условий содержания и окружающей среды:

УХЛ – задвижку допускается использовать в областях с умеренными и холодными климатическими условиями.
4 – эксплуатация допустима в помещениях с искусственной регулировкой состояния окружающей среды – наличие отопления, вентиляции. Недопустимо воздействие ветра, попадание на задвижку прямых и рассеянных солнечных лучей, осадков, песчаных и пылевых частиц, создание условий для образования конденсата.

Рис. 2 Физические параметры задвижек из чугуна по ГОСТ 9698-86

c). Температура рабочего тела: до +225 °С.

d). Допустимая температура окружающей среды: от -15 (-30) до +40 °С.

e). Тип привода: ручной с выдвижным шпинделем.

f). Тип запорного элемента: параллельный с двумя дисками.

g). Соединение с трубопроводом: фланцевое.

h). Проходные диаметры Ду (Dn, Dy): По стандарту ГОСТ 9698-86 чугунные задвижки допустимо выпускать с диаметрами проходного канала от 50 до 1600 мм (данный параметр имеет обратную взаимосвязь с рабочим давлением транспортируемой среды).

Задвижки чугунные серии 30ч6бр имеют ручной привод, то есть при больших габаритных размерах и массе физического усилия работника для приведения затвора в движение может оказаться недостаточно. Также ранее изготавливаемые на предприятиях модели значительных габаритов и веса сняты с производства – названные факторы привели к тому, что 30ч6бр имеет ограниченное число типоразмеров в отличие от указанных в госстандартах.

Диаметры внутренних проходных каналов большинства выпускаемых изделий в соответствии с ГОСТ 9698-86 находятся в диапазоне от 50 до 500 мм и имеют следующие типовые размеры: 50 – 80 – 100 – 125 – 150 – 200 – 250 – 300 – 400 – 500 мм.

i). Номинальные (рабочие) давления Pn: Параметр напрямую связан с проходным диаметром и обычно имеет следующие показатели:

для диаметров проходных каналов 50 – 80 – 100 мм номинальное давление принимают равным – 1,6 МПа (16 бар, 16 атмосфер, 16 кгс/см²) по ГОСТ 9698-86;
при условных диаметрах от 150 до 500 мм номинальное давление равно 1 МПа или 10 бар (атм., кгс/см²).

j). Направление подачи рабочей среды: любое, не имеет значения.

k). Класс герметичности (ГОСТ 9544-93): С и Д, то есть максимально допустимые протечки:

для воды: 0,0018 см³/мин х Dn и 0,006 см³/мин х Dn соответственно для С и Д;
для воздуха: 0,18 см³/мин х Dn и 1,8 см³/мин х Dn соответственно для классов С и Д.

l). Размещение при монтаже: допускается горизонтальная, вертикальная установка за исключением положения маховика, опущенного вниз.

m). Гарантийное количество срабатываний запорного механизма: около 400.

n). Полный ресурс циклов открытия и закрытия для наработки на отказ: в среднем 1700.

o). Срок службы изделий: в зависимости от производителя от 6 до 10 лет.

Рис. 3 Конструктивное устройство 30ч6бр

Конструктивное устройство и принцип работы

Задвижка чугунная фланцевая серии 30ч6бр имеет стандартное исполнение и состоит из следующих основных узлов:

Корпус. Корпусные детали изготавливают путем литья из чугуна, они включают в себя два элемента – основную часть и крышку, которая крепится к ней на стандартные 4 (реже больше) болта. В основной части корпуса размещается проходной канал с направляющими для затвора и седельные отверстия, в которых закреплены уплотнительные кольца, по бокам расположены фланцы под болты для врезания задвижки в трубопровод.
Верхняя крышка включает в себя раму с резьбовым каналом (втулкой), в которой вращается шпиндель с нарезанной наружной резьбой и сальниковое или иной современный вид уплотнения.
Для обеспечения герметизации между крышкой и основной частью помещают уплотнительную прокладку из термостойкого материала (паронит).
Запорный элемент. Запирающий механизм 30ч6бр состоит из двух параллельных дисковых пластин (шиберов) из износостойких коррозионно-устойчивых материалов (латунь) и размещенным между ними распорным механизмом в виде грибка, клина или пружины. Седельные кольца также выполняют из аналогичных дискам сплавов с высокой чистотой обработки поверхности, их ввальцовывают в корпус устройства.
Приводной механизм. В задвижке серии 30ч6бр используется простейший привод с выдвижным шпинделем, то есть шток с наружной резьбой перемещается по резьбовому каналу в корпусе крышки, двигая запорный элемент.
Один из существенных недостатков данного конструктивного исполнения – выдвижение штока на некоторое расстояние от корпуса, это требует дополнительного пространства в зоне размещения арматуры. Альтернативой являются изделия с невыдвижным шпинделем, однако в них ходовой узел с резьбой и уплотнением имеет более сложное конструктивное исполнение, что несколько ограничивает область применения данного типа задвижек и снижает ассортимент выпускаемых изделий.

Чтобы избежать непродуктивного трения дискового затвора о седельные кольца, оказывающего отрицательное влияние на срок их службы, в параллельных видах затворов используют технологию раздвижных дисков. При вращении маховика резьбовой шпиндель опускает затвор внутрь корпуса, одна из деталей расширительного механизма упирается в дно и раздвигает дисковые пластины, обеспечивая плотное герметичное перекрытие проходного канала.

При подъеме затворного механизма нижняя деталь расширительного узла теряет контакт с дном корпуса, дисковые параллельно расположенные пластины сдвигаются внутрь навстречу друг другу и затвор беспрепятственно передвигается вверх.

Рис. 4 Модельный ряд и размерные параметры 30ч6бр

Материалы изготовления

На отечественном рынке представлены фланцевые задвижки производства российских заводов и импортируемая продукция из Китая, основные различия состоят в используемых при производстве материалах.

Так как металлы и уплотнители, из которых делают задвижку 30ч6бр, во многом определяют ее качество, при покупке изделия основное внимание следует уделить материалам изготовления.

Отечественные предприятия применяют при производстве 30ч6бр следующие сплавы и герметизирующие материалы:

Для корпуса с крышкой, маховика и внутренних деталей затвора.

Сч18, СЧ20 – серый чугун для с пластинчатым графитом, который используют при отливке основных деталей. Физические свойства серого чугуна для отливок и его маркировка приведены в ГОСТ 1412-85, где расшифровка цифрового обозначения – временное сопротивление материала при растяжении, равное 18 или 20 Мпа соответственно для Сч18 и СЧ20.
Следует отметить, что чем выше цифровое значение, тем лучше некоторые физические характеристики материала из чугуна: выше его твердость по Бринеллю, плотность, линейная усадка, модуль упругости, удельная теплоемкость, коэффициент линейного расширения, ниже теплопроводность.

Рис. 5 Физические характеристики серого чугуна по ГОСТ 1412-85

Шпиндель. Выпускают из качественных сталей с высоким содержанием углерода, обладающих по сравнению с низкоуглеродистыми сплавами более высокой твердостью и износостойкостью, в дорогих изделиях деталь изготавливают из нержавейки.

Сталь марки Ст20 (ГОСТ 1412-85), служащая материалом изготовления большинства шпинделей, способна выдерживать температуры до +450 °С и имеет твердость по Бринеллю в 163 МПа. Стали с более высоким содержанием углерода, к примеру, Ст25, Ст30, обладают повышенными прочностными характеристиками, однако более хрупки, что не всегда приемлемо для использования металла в механизмах, работающих в условиях высоких нагрузок.

Рабочие диски затвора и седельные кольца. Основное требование к материалам изготовления данных элементов – износостойкость и коррозионная устойчивость. Поэтому основными компонентами для их производства служат цветные металлы, некоторые марки:

ЛЦ40С, ЛЦ40СД (ГОСТ 17711) – литейная латунь с содержанием цинка 40% (ЛЦ40) и добавлением 1% свинца (С). Сплав имеет температуру плавления в 885 °С и твердость по Бринеллю 80 Мпа.
ЛС59 (ГОСТ 15527)- легированная свинцом латунь. Так как по определению латунь является сплавом цинка и свинца, в данном условном обозначении литера 59 указывает на процентное содержание меди (57 – 60%), литера С указывает на вхождение в состав сплава 0,8 – 1,9% свинца, оставшийся цинк занимает 38 – 40% от полного объема. Материал имеет идентичные с предыдущим основные физические характеристики.
ЛЦ38МцС2 – литейная марганцово-свинцовая латунь с содержанием 32,8 – 40% цинка, по 1,5 – 2,5 % марганца и свинца. Сплав имеет стандартную температуру плавления 885 °С и твердость по Бринеллю 80 МПа.

Рис. 6 Физические параметры и назначение латуней по ГОСТ 17711

Уплотнения шпинделя. Для герметизации шпинделя разные производители применяют как морально устаревшие материалы советских времен, так и современные, более надежные и долговечные, некоторые виды:

АП-31 – набивка в виде эластичного шнура круглого или квадратного сечения из плетеной асбестовой графитированной нити с жировой пропиткой из продуктов переработки нефти (ГОСТ 5251-84). Применяется в сальниковых уплотнителях при эксплуатации в среде нейтральных и агрессивных жидкостей, газов при давлении не более 4,5 МПа в температурном диапазоне от -70 до +300 °С.
При транспортировке нефтепродуктов АП-31 рассчитана на давление не более 2 МПа при температурах от – 30 до +300 °С со скоростью движения среды не более 2 м/с.
Кольца ТРГ – прокладки из терморасширенного графита с высокой устойчивостью к агрессивным химическим средам и пределом температур в +400 °С при эксплуатации в кислотной среде, и +2500 °С при использовании в нейтральных, инертных средах. Изготовленные из армированного и неармированного графитового листа ТРГ прокладки способны удерживать напор до 20 МПа (200 бар, кгс/см²) в температурном интервале от -200 до +560 °С.
ТРГ рассчитаны на транспортировку рабочих тел следующих видов: воздух, водяные пары, газы с высокой проникающей способностью, минеральные и органические кислоты, спирты, альдегиды, хлорсодержащие органические и неорганические компоненты.

Рис. 7 Области применения марок паронита общего назначения ПОН по ГОСТ 481-80

Прокладка между крышкой и корпусом. Основное требование к уплотнителю – обеспечения высокой степени герметичности в условиях высоких температур. Данным требованиям в наивысшей степени удовлетворяет паронит, некоторые используемые марки:

ПОН (ГОСТ 481-80) – паронит общего назначения, рассчитан на работу в среде с пресной горячей водой, насыщенным и перегретым паром, при давлениях до 64 бар в температурном диапазоне от – 50 до + 450 С.
При транспортировке растворов солей, газообразного и жидкого аммиака, спиртов, рабочий диапазон уплотнителя ПОН снижается до напора в 25 бар и температур от – 40 до + 200 °С. Идентичные физические характеристики с небольшими отличиями имеют уплотнительные материалы марок ПОН-А, ПОН-Б и ПОН-В.

Производители и стоимость задвижек 30ч6бр

Перечень предприятий, поставляющих на отечественный рынок задвижку 30ч6бр, состоит из почти десятка наименований, основные заводы расположены в Украине и России, их названия:

Черняховский авторемонтный, Казанский арматурный, Свияжский арматурный, Ракитянский арматурный, Литейно-механический им. Гаджиева, Бийский котельный, Семеновский литейно-механический, АО Стахановмаш, Никопольский трубопроводной арматуры.

Также на рынке присутствует запорная арматура серии 30ч6бр китайского производства с более низкой или аналогичной стоимостью.

Цена задвижек 30ч6бр зависит от производителя и напрямую связана с размерными параметрами (условным диаметром Ду), напорными характеристиками и материалами изготовления изделий.

Рис. 8 Прайс лист на задвижки 30ч6бр 2019 г

Правила установки фланцевых задвижек и нормы безопасности

При монтаже задвижек с фланцами в трубопровод руководствуются следующими нормативами:

К установке запорной арматуры допускаются работники, сдавшие экзамен по правилам ТБ, имеющие необходимый опыт работы и соответствующие знания о конструктивном устройстве монтируемых изделий.
Арматуру устанавливают на горизонтальных трубопроводных участках при направленном вверх маховике. Допустимо его размещение под углом не более 45 градусов относительно оси трубопровода в любом направлении.
При монтаже затвор должен находиться в открытом состоянии.
Запорную арматуру размещают в точках, удобных для визуального осмотра, ремонта и обслуживания.
Если задвижку устанавливают в вертикальное положение, расположение маховика относительно оси выбирают в произвольном порядке.
Перед установкой проверяют запорную арматуру: на отсутствие трещин и целостность корпусных деталей, фланцев, маховика, шпинделя, порошкового покрытия изделия. Убеждаются в плавности хода затвора, вращая рабочее колесо.
При размещении устройства в разрез трубопровода отслеживают параллельное расположение фланцев относительно труб, их соосность и наличие перекосов.
Гайки должны быть прикручены с соблюдением отраслевых норм по рекомендованным параметрам прикладываемых усилий.

Рис. 9 Примеры размещения задвижек в трубопроводах

Перед началом работ фланцы трубопровода и задвижки должны быть очищены от грязевых и ржавых отложений, окалины. С изделия снимают предохранительные заглушки при их наличии, устанавливают заслонку в положение открыто, покрывают направляющие затвора нейтральной смазкой.
Арматуру массой более 100 кг устанавливают на специальные опоры или подвески.

При установке и эксплуатации запорной арматуры запрещено проведение следующих операций:

Разбирать механизмы, находящиеся под давлением.
Использовать изделия для транспортировки рабочей среды, превышающей по своим физико-химическим параметрам номинальные паспортные значения арматуры.
Проводить монтаж в отсутствии эксплуатационных документов.
Выполнять операции по опрессовке давлением, превышающем рабочее при закрытом затворе.
Поднимать задвижку за маховик.
Монтировать изделие в трубопровод, подверженный вибрационным колебаниям.
На корпус не должны оказываться механические воздействия от изгибания, сжимания, растяжения, скручивания, перекоса трубопровода, неравномерности затягивания крепежных болтов.

Рис. 10 Неисправности задвижек и способы их устранения

Задвижка с маркировкой 30ч6бр является одной из широкого ряда запорной арматуры, широко используемой для остановки движения рабочей среды в трубопроводах диаметром от 50 до 500 мм.

Изделие отличается простотой конструкции, надежностью в эксплуатации со сроком службы до 10 лет, предназначено для транспортировки обычных и высокотемпературных нейтральных сред в виде жидкости или пара.