Armături și echipamente pentru gaz: varietăți + particularități de alegere

Conducta de gaz reprezintă o construcție inginerească, fiecare element și nod al căreia rezolvă o sarcină funcțională importantă și răspunde de siguranța, calitatea și continuitatea funcționării rețelei. Diversele armături și echipamente pentru gaze se deosebesc prin complexitatea execuției, materialul de fabricație, destinație și tipuri.

Armătura pentru conducte de gaz – este o clasă vastă de dispozitive și aparate care se montează pe conductele de gaz, precum și pe aparate. Cu ajutorul lor se realizează deconectarea/conectarea, modificarea direcției, cantității, presiunii fluxului de gaz sau eliminarea completă a gazelor. Sortimentul larg al acestor piese este clasificat, datorită căruia se poate înțelege destul de ușor problema clasificării armăturii pentru gaze.

Să analizăm împreună întreaga diversitate a armăturii pentru conductele de gaz și particularitățile alegerii acesteia.

Destinația armăturii și echipamentelor pentru gaze

Armătura pentru gaze și echipamentele pentru gaze sunt destinate instalării pe conductele utilizate pentru transportul, alimentarea și distribuția combustibilului albastru. Cu ajutorul acestor mecanisme se conectează și deconectează alimentarea, se modifică presiunea, cantitatea, direcția fluxului de gaz. Armăturii îi sunt inerente caracteristici de bază precum presiunea nominală (convențională) și diametrul nominal.

Prin presiune nominală se înțelege presiunea maximă la temperatura de 20°C, la care se garantează funcționarea îndelungată a diferitelor îmbinări ale elementelor și nodurilor cu conducta. Diametrul nominal (DN) – este o caracteristică care se utilizează în rețelele de conducte ca parametru comun al părților de racordare.

Conducta de gaz include nu numai țevi, ci și o cantitate mare de armătură pentru gaze, care asigură funcționarea sa fiabilă

Majoritatea varietăților de armătură constau dintr-un dispozitiv de închidere sau de reglare. Acestea sunt construcții sub formă de corp acoperit în exterior cu un capac.

În interiorul corpului se deplasează un obturator. Ca urmare a deplasării obturatorului față de scaunele sale, se modifică aria secțiunii prin care trece gazul. Acest proces provoacă o modificare a rezistenței hidraulice.

Construcția simplă, costul accesibil și posibilitatea de a utiliza clapetele de gaz într-un interval larg de temperaturi – acestea sunt principalele avantaje ale clapetelor de gaz.

Suprafețele de contact ale obturatorului și scaunului în timpul opririi conductei de gaz se numesc suprafețe de etanșare. În dispozitivele de tip reglabil, suprafețele obturatorului și scaunului, care, la rândul lor, formează un pasaj reglabil pentru transportul mediului de lucru, se numesc suprafețe de reglare.

Clasificarea armăturii pentru conducte de gaz

Toate varietățile existente de armături pentru gaz, în funcție de destinația lor, pot fi împărțite în:

• de închidere. Armătură utilizată pentru deconectarea periodică a unor secțiuni ale conductei de gaz, a aparatelor, a echipamentelor. La acest tip aparțin robinete de gaz, vane, sertare;
• de siguranță. Care servește la prevenirea riscului de creștere a presiunii gazului peste limitele stabilite. La această varietate de armături aparține supapa de siguranță de deversare;
• de reglare. Destinată modificării și menținerii presiunii în limitele specificate. Acestea sunt clapete, sertare etc.;
• de acțiune inversă. Pentru prevenirea schimbării direcției de curgere a gazului;
• de avarie și de izolare. Pentru oprirea automată rapidă a curgerii gazului către secțiunea de avarie în cazul încălcării regimului stabilit. La această varietate aparține supapa de închidere și de siguranță;
• de eliminare a condensului. Cea care elimină în mod automat condensul acumulat în condens-colectoare și în secțiunile inferioare ale rețelelor de conducte;
• de control. Determină presiunea masei care trece, temperatura etc.

În funcție de modul de acționare, armătura poate fi de două tipuri: acționată și automată. Prima este acționată prin manipulări manuale sau cu ajutorul unui acționar: pneumatic, hidraulic, electromagnetic, electric.

Procesul de acționare manuală se caracterizează prin aplicarea unor eforturi mari și pierdere de timp. Mult mai des se instalează un acționar și se păstrează posibilitatea de acționare de urgență în caz de avarii. Iar cea de-a doua acționează cu ajutorul dispozitivelor de autoacționare.

Conexiunea cu flanșe a conductelor de gaz se utilizează la trecerile de la secțiunea subacvatică sau subterană la cea de suprafață. Acest tip de conexiuni ajută în combaterea coroziunii electrochimice.

După modul de conectare, echipamentele și orice armături pentru sistemele de alimentare cu gaz sunt:

• Flanșate – utilizate pentru armături cu diametrul de trecere mai mare de 50 mm. Conectarea la țevi se realizează prin înșurubarea flanșelor. Principalul avantaj al acestei conexiuni este posibilitatea de reinstalări multiple, rezistența și fiabilitatea ridicată. De asemenea, se remarcă aplicabilitatea universală. Ca dezavantaj se evidențiază doar masa mare și dimensiunile mari ale acestor piese;
• Cu mufă – sunt utilizate pentru conectarea echipamentelor cu diametrul de trecere de 65 mm sau mai mic. Conectarea se realizează cu ajutorul mufelor cu filet interior. Dezavantajul conexiunilor cu mufă este că filetul se uzează treptat;
• Cu țapcă cu filet exterior tăiat. Un dispozitiv se înșurubează în celălalt prin intermediul filetului;
• Sudate – sunt conexiuni nedemontabile rareori utilizate în prezent. Avantajele acestei metode sunt etanșeitatea fiabilă și minimizarea operațiunilor de întreținere. Printre dezavantaje se numără dificultatea demontării conexiunii atunci când este necesară repararea, când tronsonul de conductă de gaz este pur și simplu tăiat;
• Cu niplu – conectarea armăturii se realizează cu ajutorul unui niplu;
• Cu tirfoane – țevile de ramificare se conectează la flanșele țevilor cu ajutorul știfturilor cu piulițe, care sunt dispuse de-a lungul armăturii;
• Cu ștuț – conectarea armăturii se realizează cu ajutorul unui ștuț, a unei piulițe union și a inelelor de etanșare. Aceasta este o metodă fiabilă de conectare cu posibilitatea de demontare.

Pe lângă cele enumerate mai sus, există și alte metode de conectare a armăturilor de gaz, dar acestea nu sunt utilizate atât de des.

Filtrul flanșat de gaz este necesar pentru curățarea mediului gazos de praf și impurități, ceea ce crește durata de viață și fiabilitatea funcționării aparatelor de gaz.

De asemenea, nu trebuie uitat că funcționalitatea conductei și fiabilitatea întregului sistem de distribuție a gazului vor depinde de calitatea conexiunii realizate.

Simbolurile convenționale ale armăturii pentru gaze

Armăturile utilizate în gospodăria de gaz sunt standardizate. Fiecare piesă are obligatoriu un cod format din 4 părți.

Primele 2 cifre ale codului reprezintă tipul armăturii:

• 11 – robinete pentru conducte;
• 14, 15 – ventile de închidere;
• 16 – clapete de reținere cu ridicare;
• 17 – supape de siguranță;
• 19 – clapete de reținere pivotante;
• 25 – supape de reglare;
• 30, 31 – vane de închidere;
• 32 – obturatoare.

Pe locul doi în cod se află simbolul convențional al materialului de fabricație al corpului: oțel carbon – s, oțel inoxidabil acidorezistent – nj, fontă cenușie – ch, fontă maleabilă – kch, bronz, alamă – br, vinilplast – vp, oțel aliat – ls, aluminiu – a.

Vana de gaz din fontă este mult mai puțin susceptibilă la coroziune, dar este mai fragilă decât un dispozitiv similar fabricat din oțel.

Pe locul trei în cod se află numărul de ordine al piesei. Pe locul patru se află denumirea materialului din care sunt fabricate inelele de etanșare: bronz sau alamă – b, oțel inoxidabil – nj, cauciuc – r, ebonită – e, babbitt – bt, nu există inele de etanșare – bk.

Particularitățile armăturii de închidere

Armăturile de închidere se întâlnesc cel mai frecvent în sistemele de gaz. Ele sunt utilizate pentru reglarea presiunii conductei de gaz și funcționează după același principiu ca și în conductele de apă. Cu toate acestea, pieselor din industria gazului li se impun cerințe mai stricte de siguranță.

Dacă concentrația de gaz în aer atinge o valoare critică, atunci este suficientă cea mai mică scânteie și poate avea loc o adevărată catastrofă.

După tipul de deplasare a mecanismului funcțional, armăturile de închidere pentru conductele de gaz se împart în următoarele tipuri:

• Robinete – la robinet, elementul de închidere cu corp de rotație se deplasează rotindu-se în același timp în jurul axei sale. Față de direcția fluxului se poate poziționa în mod arbitrar;
• Clapetă – la această piesă, elementul disc se rotește în jurul axei sale la un unghi sau perpendicular față de flux;
• Ventil – la piesă, corpul de închidere pe arbore se deplasează alternativ paralel cu fluxul;
• Vană cu sertar – la aceasta, elementul de reglare se deplasează perpendicular pe flux.

Se poate rezuma că armăturile de închidere includ dispozitive destinate pentru întreruperea etanșă a secțiunilor conductei de gaz. Aceste dispozitive trebuie să garanteze etanșeitatea întreruperii, rapiditatea acțiunilor, rezistența hidraulică redusă și ușurința în exploatare.

Principiul de funcționare al ventilului

Cel mai frecvent, pe conductele din diferite tipuri de armături de închidere pentru echipamente cu gaz se întâlnesc vane cu sertar. Tocmai acestea sunt utilizate atunci când este necesar să se oprească fluxul de gaz în conducte cu diametre nominale de la 50 mm până la 2000 mm, când presiunea de lucru se află în intervalul 0,1–20 MPa.

La vanele cu sertar, fluxul de gaz este reglat prin modificarea poziției clapetei față de suprafețele de etanșare. Arborele neglisabil la deschidere nu iese din capac. La rotirea sa pentru deschiderea orificiului, piulița de mișcare se înșurubează pe el, ridicând sau coborând clapeta. La această varietate de vane cu sertar, ansamblul de mișcare se află în interiorul mediului de lucru, de aceea este mai expus acțiunii negative a coroziunii.

Aparatura cu fus extensibil realizează deplasarea fusului și a obturatorului prin rotirea unui manșon filetat, partea superioară a fusului ieșind în sus. Avantajul acestei construcții este lipsa influenței mediului extern asupra ansamblului de mișcare.

Vanele se diferențiază după construcția obturatoarelor în 2 tipuri. Cele cu pană au un obturator cu suprafețe de etanșare dispuse la un anumit unghi una față de cealaltă. De asemenea, se produc cu obturator articulat, format din 2 discuri și o pană plină. Vanele paralele au un obturator format din 2 discuri, între care se află o pană distanțieră.

Clapetele de tip strangulare sunt adesea utilizate datorită simplității și fiabilității lor. Strangulatorul reglează lin debitul de gaz care trece prin el.

Pentru gazoducte proiectate pentru o presiune de până la 0,6 MPa se folosesc vane fabricate din fontă cenușie, iar pentru gazoductele în care se aplică o presiune mai mare de 0,6 MPa – din oțel.

Dar ce avantaje se pot observa la vane în comparație cu celelalte armături de închidere? În poziție deschisă, se constată o rezistență redusă la flux, în plus nu există schimbări de direcție a mediului gazos. Vanele au o lungime de construcție mică. Sunt simple în întreținere și asigură posibilitatea circulației gazului în orice direcție.

Separat, în această categorie se pot evidenția clapetele. Ele aparțin echipamentelor de închidere și reglare, prin care se reglează debitul de gaz, fiind posibilă și oprirea alimentării acestuia în gazoduct. Clapetele sunt formate dintr-un corp, un organ de închidere tip disc și un arbore de acționare.

Clapetele pot fi utilizate într-o gamă largă de temperaturi sau presiuni ale mediului. Au o construcție simplă, masă redusă și o metalizare mică. Clapetele au o lungime de construcție mică și un număr minim de elemente. Marele lor avantaj – prețul accesibil.

Presiunea de pe gazoductele moderne este monitorizată de numeroși senzori sensibili, care înregistrează cele mai mici abateri și transmit informațiile despre acestea la panoul de comandă al dispecerului.

La ce folosesc robinetele?

Pe lângă dispozitivele enumerate mai sus, la armăturile de închidere se numără robinetele și vanele, necesare pentru conectarea/deconectarea rapidă a unui aparat sau reglarea debitului mediului de lucru. Aceste piese pot fi împărțite după forma obturatorului în sferice, cilindrice, conice.

Pentru a obține o etanșare mai înaltă a robinetului, între suprafețele de etanșare se introduce sub presiune un lubrifiant consistent special. Acesta se introduce într-un canal tubular în partea superioară și, prin înșurubarea unui șurub, este forțat prin canale în spațiul existent între dop și corp.

În corpul robinetului, elementul de închidere este o bilă, iar în obturator este realizată o deschidere traversantă al cărei diametru coincide cu diametrul gazoductului.

Dopul se ridică ușor în sus, spațiul liber crește și se asigură o rotire ușoară. Garnitura de alamă și supapa cu bilă împiedică extrudarea lubrifiantului și scurgerea ulterioară a gazului.

Pe lângă robinetele care necesită ungere, în conductele de gaz se folosesc robinete simple rotative. Acestea se împart în tipuri: cu întindere, cu presetupă, cu autosigilare. Ele pot fi instalate pe conducte de gaz supraterane, conducte interioare obiectelor, pe linii auxiliare (pe conducte de purjare etc.).

Colectoare de condens și compensatoare

Pentru colectarea și eliminarea apei și condensului la nivelele inferioare ale conductelor de gaz se instalează colectoare de condens.

Ele pot fi de diferite capacități: o capacitate mare este necesară dacă gazul transportat are o umiditate ridicată, o capacitate mai mică este potrivită pentru transportul gazului uscat. În plus, în funcție de valoarea presiunii mediului de lucru care trece, colectoarele de condens se diferențiază în dispozitive de presiune joasă, medie și înaltă.

Dispozitivele de joasă presiune – sunt un rezervor, cu un tub de un țol scos sub covorul de gaz. Tubul se termină cu un manson și un dop. Prin el se elimină condensul, se măsoară presiunea, se purjează conducta de gaz.

Dispozitivele de presiune medie și înaltă sunt suplimentar echipate cu încă un tub de protecție și un robinet pe coloana interioară. Deasupra coloanei există un orificiu pentru egalizarea presiunii mediului de lucru din manta și din coloană. Fără orificiu, condensul sub presiunea gazului ar umple coloana, ceea ce ar putea duce la spargerea acesteia la temperaturi scăzute.

Colectorul de condens de gaz va permite eliminarea apei și a condensului din gazul care este transportat prin sistemul de conducte de gaz. Acest dispozitiv este deosebit de relevant în perioada de iarnă.

Sub acțiunea presiunii gazului se realizează auto-evacuarea condensului. Când robinetul este închis, gazul acționează împotriva condensului și acesta alunecă în jos. Când robinetul se deschide, condensul se ridică la suprafață.

În exploatarea conductelor de gaz, diferența de temperatură poate atinge câteva grade. O astfel de variație mare poate provoca tensiuni de câteva zeci de MPa. Prin urmare, pentru a asigura funcționarea normală a conductei de gaz, este necesar să se utilizeze compensatoare. Acestea pot fi cu lentile, în formă de U, în formă de liră etc.

Compensatorul de presiune a gazului va prelungi considerabil durata de viață a conductei de gaz. Dar, la instalarea unui astfel de dispozitiv, trebuie să se țină cont de presiunea nominală și maximă a gazului din sistem.

Compensatoarele cu lentile și cele cu burduf sunt mai răspândite. Compensatoarele în formă de U și în formă de liră sunt fabricate din țevi îndoite, adesea trase dintr-o singură bucată. Principalul lor dezavantaj – dimensiunile mari. Pe conductele din zonele montane și seismo-periculoase se instalează dispozitive din țesătură cauciucată, care pot prelua deformații atât în direcția longitudinală, cât și în cea transversală.

Armătură de racordare a conductelor de gaz

În procesul de montare a conductei de gaz poate apărea necesitatea de a conecta țevi din materiale diferite sau de diametre diferite. În acest caz, se integrează în rețea un element de racordare cu flanșă – piese auxiliare de îmbinare.

La această categorie de armături se numără adaptoare cu flanșă, coliere, capace, mufe de racordare, coturi, cruci, teuri, într-un cuvânt, piese a căror construcție nu prevede un mecanism de închidere-reglare.

Armăturile de racordare vor fi necesare dacă apare nevoia de a conecta țevi din materiale diferite, tronsoane de conducte cu diametre diferite, precum și la coturi și ramificații.

Pentru ramificarea gazoductului servesc teurile și coturile. Acestea se instalează în cazurile în care conducta ajunge la un tronson de distribuție pentru o localitate, însă această localitate nu este finală.

Cu ajutorul armăturilor de reglare, conducta se împarte și o parte din gazul transportat merge în localitate, iar o parte este transportată mai departe.

Teurile din oțel se fabrică din diferite mărci de oțel. Pot fi utilizate practic în orice mediu de lucru. Asigură o racordare de înaltă calitate a țevilor și au o bună etanșeitate.

AparateKIPiAîn sistemele de gazoducte

Pe lângă toate cele menționate mai sus, în sistemele de gazoducte se utilizează numeroase aparate KIPiA (aparate de măsură și control și automatizare).

Pe lângă armăturile de gaz, pe gazoducte se instalează KIPiA. Acest lucru permite un control permanent al stării echipamentelor și al desfășurării procesului tehnologic. De asemenea, permite identificarea operativă a situațiilor pre-avarie și de avarie.

Cele mai solicitate dispozitive utilizate în sistemele de gaz sunt:

• detectoare de gaz;
• echipamente pentru oprirea de urgență a alimentării cu gaz;
• echipamente pentru măsurarea volumului de gaz trecut;
• regulatoare electronice ale volumului de gaz trecut;
• blocuri de alimentare autonome;
• supape de gaz pentru automatizarea diferitelor procese și optimizarea funcționării conductelor;
• regulatoare de gaz pentru reglarea volumului de mediu care trece printr-un anumit tronson de conductă.

Astfel de dispozitive sunt echipamente de înaltă tehnologie, care funcționează în cele mai diverse condiții.

Particularitățile alegerii armăturii și echipamentelor

Atunci când alegeți armături pentru conductele de gaz, trebuie să acordați o atenție deosebită proprietăților chimice și fizice ale materialului din care sunt fabricate.

Cele mai căutate materiale pentru fabricarea armăturilor de gaz sunt fonta și oțelul. Acest lucru se datorează cerințelor privind un nivel ridicat de rezistență și fiabilitate. Elementele polimerice, care sunt perfect potrivite pentru conductele de apă, nu sunt aplicabile aici, în plus, pot fi ușor deteriorate.

Oțelul este cel mai popular material pentru fabricarea armăturilor de gaz. Acest echipament are un cost accesibil și o rezistență ridicată.

Specialiștii nu recomandă utilizarea pe conductele de gaz a echipamentelor cu inserții de etanșare din bronz. Acest lucru se datorează faptului că în compoziția GPL este prezentă hidrogenul sulfurat, care poate avea un efect negativ asupra bronzului și aliajelor de cupru.

Concluzii – video util pe această temă

Despre modul în care se efectuează întreținerea tehnică a armăturilor de închidere pe gazoduct puteți afla din următorul videoclip:

Despre caracteristicile constructive ale vanelor cu pană și ale vanelor cu furtun se va vorbi în acest videoclip:

Toate conductele de gaz sunt considerate obiecte cu pericol sporit, de aceea la alegerea armăturilor și echipamentelor de gaz trebuie să abordați cu toată seriozitatea și, dacă este necesar, să consultați specialiști. Doar armăturile de închidere de gaz de calitate pot asigura confortul întreținerii, rapiditatea reparațiilor, etanșeitatea ridicată a nodurilor conductelor.

Dacă aveți întrebări pe tema articolului sau puteți completa materialul nostru cu informații interesante, vă rugăm să lăsați comentariile dumneavoastră în blocul de mai jos.