Содержание

Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах

Запорной арматурой называют устройства, которые устанавливают на трубы, чтобы контролировать поток воды, газа и иной рабочей среды. Они меняют площадь сечения труб, закрывая или, наоборот, открывая проход для движения жидкости или газа.

Назначение запорной арматуры

Запорная арматура отключает, регулирует, распределяет, смешивает и сбрасывает циркулирующую по трубам среду. Например, для чистки грязевиков, установленных на коммуникации водоснабжения, нужны отсекающие задвижки, которые перекрывают воду.

Чаще всего все устройства из категории запорной арматуры делают из ковкого чугуна и нержавеющей стали. Другой материал для изготовления устройств недопустим из-за контакта с химически активными средами: газом, водой, маслами, паром, вызывающими коррозию металла.

По назначению запорные устройства делятся на:

Промышленные, т.е. те, что нужны в промышленности и народном хозяйстве. Устройства из этой категории используют в особых условиях: при работе с сыпучей, токсичной, радиоактивной, коррозионной и абразивной средой, при повышенных значениях давления и высоких или низких температурах.
Судовые – это устройства, нужные для работы судов речного или морского флота. К ним предъявляют специальные требования по минимальному весу, вибрационной стойкости, повышенной надежности, по эксплуатации в особых условиях.
Сантехнические устройства используют в бытовых приборах: раковинах, котлах, газовых плитах, колонках, душевых кабинках. Диаметр у подобной арматуры маленький, а управление ручное (кроме регуляторов давления и газовых клапанов).
Запорные устройства по спецзаказу производят под особенные технические требования. К этой категории относится, например, арматура для АЭС.

В зависимости от способа, регулирующего поток среды, запорная арматура подразделяется на приспособления различного типа:

Краны — универсальное устройство для регулирования или распределения рабочей среды в трубах. Краны подходят для любых жидкостей (включая вязкие) и газов.
Запорные вентили, который представляет собой вращающийся запорный элемент, который может служить не только для перекрытия, но и для регулирования потока.
Заслонки и задвижки — простейшие конструкции, которые при движении разделяет инородную среду, перекрывая ее свободное движение, часто оснащенные движимым или недвижимым шпинделем.

виды

Кроме того, есть и особые виды устройств, созданные для работы с агрессивной средой.

Запорные краны

Запорный кран состоит из корпуса, запорного элемента, ручки и уплотнительных прокладок. Запорный элемент бывает шарообразным, цилиндрическим или же в виде конуса.

Материал изготовления, обычно, чугун или сталь, но встречается бронза и латунь. Краны делят по типу запорного элемента (шаровые или пробковые) и по креплению к трубе.

Латунный

Элемент, перекрывающих движение среды в шаровых кранах имеет сферическую форму со сквозным отверстием. Сфера поворачивается на 90 градусов, что позволяет ей открывать и закрывать поток среды, а также принимать промежуточные положения. Считается, что шаровый кран лучше пробковых, которые только открывают и закрывают поток.

муфтовые, которые устанавливают, наворачивая гайки на резьбу;
фланцевыми, когда крепежные элементы – это фланцы, соединенные болтами;
предназначенными для сварочного соединения.

В зависимости от направления тока среды, краны бывают проходными, угловыми, трехходовыми или многоходовыми. Число патрубков при этом у них будет разное.

По характеру движения затвора краны могут быть с отжимом, вращением, с подъемом или без подъема затвора. Способ управления либо ручной, либо с гидро-, пневмо- или электроприводом.

Герметичность обеспечивает сальниковый или натяжной метод.

Устройства с сальниковой герметизацией устанавливают на трубопроводы, которые доставляют воду или нефть. Такие краны делают из чугуна, а работать они могут при температуре до 100 градусов Цельсия.
Устройства с натяжной герметизацией обычно используют на газопроводах, и для нормальной работы им нужны: температура до 50 градусов и давление 0,1 МПа.

Обратите внимание! Краны, сделанные из пластика, нельзя применять при высоких температурах (например, ставить на трубу с горячей водой), потому что детали деформируются и нарушается герметичность.

Запорные вентили

Корпус запорного вентиля присоединяется к трубе с 2 концов и снабжен седлом, которое перекрывается золотником. Через отверстие в корпусе проходит шпиндель (вал с правыми и левыми оборотами вращения), с помощью ходовой гайки приводит в движение золотник. Когда золотник доходит до самой нижней точки, он останавливается, закрывая поток среды.

таблица

Среди запорных вентилей есть модели, где нет ходовой гайки, и вместо шпинделя — гладкий шток. Усилие, что он передает от привода, называют поступательным, а вентиль с таким строением – отсечным. Этот вид устройства управляется пневмо- или электромагнитным приводом.

И хотя есть модели с запорно-регулирующими функциями, обычно устройство имеет положение «закрыто» или «открыто», промежутка нет, поэтому его основное назначение — не регулировать поток рабочей среды, а перекрывать его.

Вентиль устойчив к механическим воздействиям, работает при широком интервале температур и давлений. Размеры компактны, герметизация плотная. Используется он для работы с жидкими, газообразными и агрессивными средами.

Обратите внимание! Вентили работают при любом давлении, включая и глубокий вакуум. Но для большого давления подходят устройства со сварным креплением.

Заслонки и задвижки

Заслонки подходят трубам с большим диаметром, но маленьким давлением, потому что герметичность у них низкая. Делают запорный элемент обычно из стали, а корпус устройства – из чугуна.

К трубе заслонку крепят либо фланцами, либо сваркой, которая управляется ручным методом (маховик), гидро- или электроприводом.

Заслонки применяют на трубопроводах среднего или большого (до 2,2 м) диаметра в канализационных системах или в работе с химической средой. Поскольку герметичность у них низкая, а с большим давлением заслонки не справляются, в водоснабжении и отопительных системах их не используют.

Чем заслонка отличается от задвижки

Отличие же задвижек и заслонок — в устройстве, материале и области применения. Заслонки проще устроены, в них меньше деталей, соответственно, они прочнее задвижек и срок непрерывного функционирования у них выше.

Задвижки, имея более сложное устройство и разнообразие видов, шире применяются в промышленности для областей, не работающих с твердыми примесями. Но они чаще нуждаются в ремонте.

Материал заслонок укреплен так, что они долго и надежно функционируют в самых агрессивных средах, поэтому заслонки работают с этими средами.

Материал задвижек чувствителен к химическим веществам и быстро подвергается износу, поэтому задвижки используются в трубах, транспортирующих не агрессивную среду – воду, газ, нефть.

Если заслонки в виде запорного элемента имеют вращающийся диск, то у задвижек это клиновый или шиберный затвор. Кроме того, внутри корпуса задвижки есть 2 седла и шпиндель с ходовой гайкой, т.е. устройство сложнее, чем у заслонки.

заслоночный кран

Задвижки рассчитаны на трубопровод диаметром 15 мм -1,2 м, заслонки же оправданы для труб с куда большим диаметром.

Вам будет интересно Что такое евроконус для трубы | В квартире и доме своими руками

Задвижки широко применяются в жилищно-коммунальных хозяйствах, водоснабжении, газо- и нефтепроводах, в объектах энергетики, а заслонки более пригодны для работы с химической средой, они почти не нуждаются в техобслуживании, в отличие от задвижек, которые часто выходят из строя.

Виды запорных приспособлений для работы с агрессивной средой

Для агрессивной среды (соляной кислоты, например) нужна специальная запорная арматура. К ней применяют особые требования по герметичности, надежности и по времени непрерывной работы.

Чаще всего, используют сильфонные вентили, поскольку седло и золотник в них соединяются герметично, трения нет, функционировать они могут при температуре до 350 градусов. Такие устройства препятствуют попаданию агрессивной среды в атмосферу.

запорный вентиль

Применяют и фланцевые вентили, полностью сделанные из фарфора, покрытого глазурью, которая выступает в качестве надежного антикоррозийного покрытия. Часто используют диафрагмовые вентили, снабженные защитным покрытием из резины и мембраной из фторопласта или ПВХ.

Кроме вентилей, с агрессивной средой могут работать шланговые клапаны или краны. Задвижки в этих условиях не применяют, потому что сальник при работе с агрессивными средами изнашивается очень быстро.

Внутренний противопожарный водопровод

Внутренний противопожарный водопровод, сокращенно ВПВ, это достаточно сложная трубная разводка, оснащенная необходимыми приборами, запорной арматурой и насосным оборудованием. В некоторых зданиях вместо насосов используется подключение к внешней водопроводной сети, то есть, дополнительно появляется соединительный узел. Необходимо отметить, что противопожарная водопроводная система – это не просто проложенные внутри зданий трубы, в которые подается вода под определенным давлением. Это четко разработанная схема, в которой учитывается и диаметр трубы, и диаметр насадок, и давление огнетушащего вещества. Все должно быть четко согласовано и подогнано. Именно это заключено в своде правил СП 10.13130.2009 – «Системы противопожарной защиты – Внутренний противопожарный водопровод».

Трубная разводка внутреннего противопожарного водопровода

Эта трубная система имеет всего лишь одно назначение – начать тушить очаги возгорания руками сотрудников предприятия или организации до приезда пожарных расчетов. Но есть одно очень важное условие – задымленность помещений должна быть минимальной. В противном случае к тушению пожаров простые люди не допускаются. Поэтому можно говорить о том, что с помощью противопожарных водопроводов можно тушить пожары небольшой мощности, то есть на первой стадии возгорания. При этом необходимо отметить, что к тушению огня допускаются работники, прошедшие подготовку и инструктаж. То есть, они должны хорошо ориентироваться в системе пожарной безопасности, а конкретнее, иметь навыки подготовки опломбированных средств пожаротушения и подключения их к насосным установкам.

Внимание! Работа внутреннего противопожарного водопровода не должна создавать риски для работников объекта, на котором произошло возгорание.

Комплекс систем пожаротушения по своему функционалу и принципиальной схеме использования разделяется на два вида:

Водопровод общего назначения с противопожарной функцией. По сути, это обычная водопроводная разводка, которая используется для потребления воды для нужд производства и потребления воды для людей (питья, мытья и прочее). Она подключена к системе труб противопожарной безопасности. Отметим, что в данном случае водопровод для тушения пожаров может быть общим (раскидано на весь объект) или локальным (на определенный участок или корпус).
Отдельный внутренний противопожарный водопровод. Это схема со стояками на высоту всего строения, предназначенными только для противопожарных мер безопасности.

Схема кольцевого пожарного водопровода

Любая из вышеобозначенных схем может быть тупиковой, по-другому концевой, или кольцевой. Первый вариант используется в небольших по размерам зданиях, где максимум 12 пожарных кранов решат проблему тушения огня. Кольцевая схема, она же универсальная, идеальный вариант для всех видов объектов. Это закольцованный водопровод, в который огнетушащее средство может подавать с любой из сторон. Поэтому выход из строя одного из участков не влияет на эффективность работы остальных, он просто отсекается запорной арматурой.

Требования

Так как водопровод противопожарного типа – эта система, в которой протекает вода, то необходимо строго учитывать некоторые позиции, связанные с ее давлением и диаметром труб. По этому поводу в СП есть точные указания, которые в основном сводятся к требованию такого показателя, как расход воды на внутреннее пожаротушение. Данный параметр для всех видов зданий практически одинаковый и равен 2,5 л/с.

Касаемо других позиций. Один из важных параметров – количество пожарных стволов. Здесь многое будет зависеть от размеров самого здания. К примеру:

для жилых зданий в 16 этажей и ниже на каждом этаже устанавливается 1 ствол, если длина коридора превышает 10 м, то 2 ствола;
если этажность зданий в пределах 16-25 этажей, то стволов должно быть по два, если длина коридора превышает 10 м, то 3;
офисное здание объемом до 25000 м³, этажностью 6-10, устанавливается 1 ствол;
объемом выше 25000 м³ — 2 ствола;
этажность выше 10, объем до 25000 м³ — 2 ствола;
то же самое только объемом выше 25000 м³ — 3.

В своде правил таким образом расписаны все виды зданий: увеселительные учреждения, торговые, общественные, общежития, гостиницы и прочее.

Количество стволов зависит от этажности здания и объема его помещений

Есть в правилах некоторые примечания, которые иногда выпускаются из вида. К примеру, если диаметр пожарных рукавов и стволов не превышает 38 мм, то минимальный расход огнетушащего вещества в строениях жилого типа можно принимать за 1,5 л/с.

Если говорить о расходе огнетушащего вещества и числе пожарных стволов в складских помещениях и производственных цехах, то здесь соотношение устанавливается в зависимости от степени огнестойкости сооружения, его класса пожарной опасности и общего объема помещений. В таблице, расположенной ниже, количество стволов и расход воды на внутреннее пожаротушение обозначается так, к примеру: 2х2,5 – это 2 ствола с расходом каждый 2,5 л/с.

Класс пожарной опасности	Степень огнестойкости	Объем зданий, м³
Класс пожарной опасности	Степень огнестойкости	500-5000	5000-50000	50000-200000	200000-400000	400000-800000
А, Б, В	I и II	2х2,5	2х5	2х5	3х5	4х5
В	III	2х2,5	2х5	2х5
Г, Д	III	2х2,5	2х2,5
В	IV и V	2х2,5	2х5
Г, Д	IV и V	2х2,5

В таблице отсутствуют некоторые параметры. Здесь необходимо обозначить так, при объеме здания 500-5000 м³, его степени огнестойкости III, IV и V, категории пожарной опасности В, Г и Д – стволы не устанавливаются. Поэтому в графах соответствующих позиций нет числовых значений. В остальных случаях (имеются в виду пустые графы) количество стволов и расход воды подбираются с учетом технических условий. Эти дополнения внесены в СП внутренний противопожарный водопровод с изменениями, то есть, в новой редакции.

Где требуется использовать внутренний водопровод пожарной безопасности

Это достаточно широкий список, где учитываются практически все виды зданий:

общежития и гостиницы любой этажности;
жилые комплексы с высотою более 12 этажей;
офисные здания высотою более 6 этажей;
производственные строения и склады;
здания, где скапливается большое количество людей: театры, кинотеатры, торговые центры и прочее.

Пожарный водопровод с насосными установками устанавливаются во многих зданиях

Есть определенного типа строения, где внутренний противопожарный водопровод не нужен:

стадионы открытого типа;
летние кинотеатры;
школы, училища и другие средние учебные заведения, кроме интернатов, где учащиеся проживают;
склады сельскохозяйственного назначения любого типа, даже с минеральными удобрениями;
строения ангарного типа для производственных нужд категории огнестойкости 1-3;
технологические цеха, в которых применение воды может стать причиной образования химической реакцией с сырьем или готовой продукцией;
производственные цеха и склады, которые можно тушить из ближайшего водоема.

Вам будет интересно Муфта труба-труба или соединительная муфта для труб: разновидности и особенности приспособления - Сантехник в Деле

Сегодня большое внимание уделяется пожаротушению жилых многоквартирных домов. Поэтому новые здания данного типа обязательно обеспечиваются системами внутреннего противопожарного водопровода. Здесь есть один важный момент.

Важно! Из каждой квартиры должен быть организован удобный доступ к пожарному крану диаметром не менее 15 мм. Обычно к нему присоединяют специальный распылитель. Назначение пожарного крана внутреннего противопожарного водопровода – потушить огонь на стадии его возникновения.

И еще один момент – длина шланга должна быть такой, чтобы с его помощью можно было бы достать до любого участка внутри квартиры.

Длина шланга должна быть достаточной

Комплектация

Чем комплектуется внутренний противопожарный водопровод – вопрос, который требует расширенного ответа. В состав ВПВ входит не много приборов и оборудования. Хотя все зависит от того, к какому водопроводу эта часть системы пожаротушения будет подключаться: к общему, к внешнему ПВ, к резервуару и так далее.

Это трубная разводка по помещениям, в которых проектом предусмотрена установка пожарных кранов. Диаметр трубы выбирается с учетом необходимого количества объема воды для тушения пожара. Состоит разводка труб из стояков (вертикальных участков) и лежаков (горизонтальных участков). Основная задача проектировщиков – оптимальное расположение всех трубопроводов, исходя из архитектуры здания, а точнее, внутренних помещений.
Насос, обеспечивающий требуемый напор внутри трубной разводки. Кстати, напор рассчитывают с учетом диаметров труб и возможности распыления воды в виде мелкодисперсного излива. Обычно насосные установки монтируют в отдельных помещениях. Это может быть подвал здания, первый его этаж или отдельно стоящее строение.
Резервуар для хранения резерва воды. Его всегда держат заполненным. Его основное назначение – использовать воду, если ее недостаточно или вообще нет в водопроводной сети. Иногда устанавливают несколько резервуаров, и они считаются основным источником водоснабжения пожарного водопровода. Если на кранах устанавливаются датчики отклонения от стандартного расположения для включения насосов, то в системе ВПВ резервуары можно не устанавливать.
Пульт управления. Здесь располагается управление автоматикой, сигнализацией и насосной установкой. Очень часто автоматическую схему управления водопроводом совмещают с ручным управлением, что увеличивает надежность системы.
Пожарный ствол, обычно ручного управления. Пожарные краны внутреннего противопожарного водопровода должны быть размещены в специально изготовленных шкафах, окрашенных в красный цвет. Последние распределяют с учетом количества стволов, обозначенных нами выше с учетом требований СП. Что касается длины пожарного рукава для внутреннего пожаротушения, то здесь принцип подбора один – он должен доставать до любого уголка помещения с учетом длины струи.

Пожарные резервуары

Длина водной струи

И несколько слов о струе излива из пожарного крана. В СП «Внутренний противопожарный водопровод» есть точные показатели этой характеристики.

В производственных зданиях, общественных и жилых длина струи должна быть не меньше 6 м, если высота зданий не превышает 50 м.
8 м, если высота строения (жилого) превышает 50 м.
16 м, если высота производственных и общественных построек превышает 50 м.

Внимание! Эту характеристику ВПВ должно обеспечивать в любое время суток.

И еще один важный момент. Чтобы обеспечить расход воды, равный не меньше 4 л/с, необходимо комплектовать шланги комплектующими марки DN50. Если требуется получить струи с производительностью более 4 л/с, тогда комплектация производится DN65.

Длина струи

Другие требования

Время работы ВПВ во время пожара – 3 ч. В системах автоматического тушения пожаров этот показатель устанавливается от времени работы самой системы.
ВПВ соединяется с другими водопроводными сетями через трубные перемычки.
Вся запорная арматура должна устанавливаться только в отапливаемых помещениях.
Трубные участки, расположенные в неотапливаемых помещениях, не должны заполняться водой, это на случай ее замерзания.
Пожарные краны устанавливают на чердаках и в технических помещениях лишь в том случае, если в них размещены сгораемые конструкции или материалы.
В расчетах ВПВ надо учитывать, что количество струй из каждого стояка не должно превышать двух.
Требования к пожарным кранам внутреннего противопожарного водопровода, а точнее, к их месту установки, одно – высота монтажа: 1,35 м.
Если в системе ПВ устанавливаются спаренные краны, то монтируют их друг над другом. При этом нижний должен располагаться на высоте относительно пола не ниже 1 м.
В измененных правилах есть пункт, который гласит, что все всех пожарных шкафах надо размешать огнетушители.
Место установки ПК – коридоры, вестибюли, лестничные клетки. Оптимально – рядом с выходом. Основная задача при размещении – чтобы ПК не создавал помех для эвакуации людей.

Полипропиленовые трубы при организации ВПВ

В основном трубная разводка ВПВ производится из стальных труб. Но на некоторых участках, где сложно провести монтажные работы, используют полипропиленовые трубы, только с одной оговоркой – они должны иметь сертификат пожарной безопасности.

У полипропиленовых труб есть свои серьезные преимущества:

они устойчивы к образованию конденсата;
у них высокая износостойкость;
полное отсутствие ржавчины, которая сокращает внутренний диаметр стальных труб;
простота монтажа;
низкий удельный вес, который уменьшает нагрузки на всю трубную конструкцию;
полипропилен не горит;
отсутствие протечек в местах стыков за счет отсутствие мест сварки;
монтаж, ремонт и замену можно проводить в любых помещениях, потому что это не связано с огневыми работами, то есть появилась возможность не останавливать технологический процесс.

Полипропиленовые трубы в ВПВ

Давление в пожарном водопроводе

Расчет требуемого давления внутри ВПВ – важная составляющая, которая влияет на эффективность тушения очага возгорания. Сегодня такие расчеты производятся с помощью специальных программ. Совсем недавно их производили по формуле, где учитывалось четыре показателя:

требуемый расход огнетушащего вещества;
напор до крана (ствола);
потери давления в трубах ВПВ;
потери давления во время тушения огня.

Надо учитывать, что расчет производится самого последнего ствола в системе ВПВ.

Но есть уже стандартные параметры давления, а также остальных характеристик водопровода:

диаметр стояка – 65 мм;
диаметр шланга – 50 мм, если необходимо обеспечить расход воды в пределах 2,5 л/с, и 65 мм при расходе 4 л/с;
трубы, соединяемые стволы со стояками, не меньше 50 мм;
кран диаметром 50 или 65 мм;
давление внутри водопровода – 0,9 МПа.

И последнее. ВПВ периодически надо испытывать на предмет качественного состояния. Это делают визуальным осмотром внешней части один раз в три месяца и испытаниями на излив один раз в полгода. Результаты испытания обязательно заносятся в специальный журнал, где члены комиссии расписываются.

Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах