Как выбрать проходной запорный клапан по Ду, Ру и материалу корпуса

Проходной запорный клапан перекрывает поток золотником, который опускается на седло. Ошибка при выборе проявляется на первом пуске: затвор течет, корпус перегревается или шпиндель заклинивает. Выбор правильного клапана строится на трех параметрах: диаметре, давлении и материале корпуса.

Условный проход Ду

Ду задает номинальный диаметр: 15, 25, 50, 100, 150 мм. Клапан берут того же Ду, что и труба. Занижать диаметр нельзя: поток в клапане дважды меняет направление, и сопротивление выше, чем у задвижки.

Пропускную способность показывает коэффициент Kv в м?/ч. Допустим, для расхода воды 20 м?/ч выбран клапан с Kv 40. Потеря давления составит (20 ? 40)? = 0,25 бар. Если Kv в паспорте вдвое ниже, потеря вырастет вчетверо, до 1 бар.

Условное давление Ру

Ру указывает давление при +20 °C. Ру16 соответствует 1,6 МПа, или 16 кгс/см?. С ростом температуры допустимое давление падает: при +300 °C углеродистая сталь выдерживает примерно на 25–30% меньше. Поэтому Ру берут с запасом, на ступень выше максимального рабочего давления, с учетом гидроударов. Для линии с давлением 1,2 МПа при +250 °C лучше взять Ру25: Ру16 будет работать на пределе допустимого.

Материал корпуса

Уплотнение затвора подбирают по среде. Для воды хватает мягких колец из резины или фторопласта. Для пара и горячих нефтепродуктов седло и золотник делают металлическими, с наплавкой нержавеющей стали.

Как читать маркировку

Шифр клапана содержит все ключевые данные. Возьмем 15с65нж. Число 15 обозначает запорный клапан, буква «с» углеродистую сталь корпуса, 65 номер модели, «нж» нержавеющие уплотнительные кольца. Чугунный корпус в шифре отмечен буквой «ч». Расшифровку сверяйте с паспортом изготовителя, у разных заводов встречаются свои модификации.

Присоединение и направление потока

Присоединение выбирают по трубопроводу. Фланцевое подходит для арматуры, которую придется снимать на обслуживание. Муфтовое встречается на малых диаметрах, до Ду40. Приварное применяют там, где важна герметичность и нет места под фланцы.

Пример подбора

Линия горячей воды: температура +90 °C, давление 0,8 МПа, расход 30 м?/ч, труба Ду65. Скорость воды составит 2,5 м/с, для подачи это допустимая величина. Ру16 покрывает рабочее давление с двукратным запасом, температура далека от предела стали 20. Для потери давления возьмем Kv клапана Ду65 около 65 м?/ч из паспорта: (30 ? 65)? ? 0,21 бар. Если в линии несколько клапанов, потери суммируют. Итог: клапан из стали 20, Ру16, Ду65, фланцевое присоединение.

Заводские испытания корпуса проводят давлением 1,5 Ру. Это проверка прочности, а рабочим давлением такое значение не считается.

Клапан с большим Ду и Ру тяжелее и стоит дороже, поэтому лишний запас оплачивают из бюджета проекта. Параметры подбирают по расчету с разумным запасом.

Стальные запорные проходные клапаны ставят так, чтобы среда шла под золотник: направление показывает стрелка на корпусе. При установке против стрелки давление среды действует на золотник сверху, сальник остается под давлением в закрытом положении, и заменить набивку без остановки участка не получится.