I. Общее описание клапана
1. Определение продукта и область применения
Фланцевая задвижка с металлическим уплотнением по национальному стандарту — это запорная арматура с металлической парой уплотнительных поверхностей, обеспечивающая перекрытие потока среды за счёт вертикального перемещения затвора вдоль штока. Основные особенности:
• Металлическое жёсткое уплотнение: Уплотнительные поверхности затвора и седла выполнены из твёрдых сплавов (например, кобальтовый сплав Stellite, карбид вольфрама) или высокопрочной нержавеющей стали (например, 13CrSTL, наплавка 304/316). При закрытии герметизация достигается за счёт давления среды или внешнего усилия, обеспечивая нулевую утечку при высоких температурах, давлениях и абразивных условиях.
• Привод с открытым штоком: Шток жёстко соединён с затвором и полностью видим при открытии/закрытии (трапецеидальная резьба). Движение затвора осуществляется вручную или с помощью привода, а положение штока наглядно отображает степень открытия клапана (полностью открыт → шток в верхней точке; полностью закрыт → в нижней).
• Клиновая конструкция затвора: Обычно используется эластичный клиновой затвор (для малых и средних диаметров) или жёсткий двойной клин (с автоматической компенсацией износа). Угол клина компенсирует тепловую деформацию корпуса или монтажные отклонения. Клапан допускает двусторонний поток без ограничения направления.
• Плоское седло и прямоточный канал: Полный проход с минимальным сопротивлением потоку. Подходит для систем с высокими температурами, давлениями, наличием твёрдых частиц или агрессивных сред — таких как пар, нефть, природный газ, кислотные и щелочные растворы — в нефтяной, химической, энергетической, металлургической и тепловой промышленности.
2. Расшифровка модели
Пример: Z41H-16C
• Z — тип: задвижка • 4 — тип соединения: фланцевое (альтернативы: сварное — Z61H, резьбовое — Z11H) • 1 — конструкция: одинарный клиновой затвор с эластичной компенсацией (двойной — Z42H) • H — материал уплотнительной поверхности: металлическое жёсткое уплотнение (альтернативы: X — резиновое уплотнение, Y — твёрдый сплав) • 16 — номинальное давление: PN16 (1,6 МПа) • C — материал корпуса: литая сталь WCB (альтернативы: P — нержавеющая сталь CF8, R — 316L, Q — ковкий чугун)
Другие распространённые модели: • Z41Y — уплотнение из твёрдого сплава (повышенная износостойкость) • Z941H — с электроприводом • Z641H — с пневмоприводом • Z40H — с раструбным сварным соединением (требуется фланец)
II. Основные технические параметры
1. Давление и стандарты испытаний
• Номинальное давление (PN): PN10 (1,0 МПа), PN16 (1,6 МПа), PN25 (2,5 МПа), PN40 (4,0 МПа), PN64 (6,4 МПа), PN100 (10,0 МПа)
• Испытание на прочность: 1,5×PN (удержание ≥15 мин, без деформации и утечек; например, PN16 = 2,4 МПа)
• Испытание на герметичность: 1,1×PN (удержание ≥15 мин, без утечек; например, PN16 = 1,8 МПа воздух/вода)
• Стандарты испытаний: GB/T 13927 (общие испытания арматуры), API 598 или JB/T 9092 — для обеспечения надёжной герметичности и прочности
2. Рабочие условия
• Температура: – Нержавеющая наплавка: -29℃ ~ +425℃ (оптимально для пара / термального масла) – Сплав Stellite: -29℃ ~ +550℃ (для печей / установок крекинга) – Специальные вставки: до +650℃ (при необходимости устойчивости к сере / высокой температуре)
• Среда: – Вода (включая сточные воды с частицами) – Пар (перегретый / насыщенный) – Нефть (сырая / тяжёлая) – Природный газ – Разбавленные кислоты и щёлочи – Раствор мочевины – Сероводородсодержащий газ (требуется сертификат NACE)
• Материалы корпуса: – Литая сталь WCB (экономичный вариант) – Нержавеющая сталь CF8 / CF8M (коррозионная стойкость) – Хромомолибденовая сталь WC6 / WC9 (для высоких температур и давления) – Низкотемпературная сталь LCB / LCC (устойчива к хрупкости при низких температурах)
• Материалы затвора / седла: – Базовый вариант: нержавеющая наплавка 12Cr13 (HRC38–42) – Усиленный вариант: сплав Stellite 6 (HRC45–50, устойчив к эрозии)
• Материал штока: – Нержавеющая сталь 2Cr13 (термообработка + нитрирование, устойчив к истиранию и коррозии) – Хромомолибденовая сталь (для высокотемпературных условий)
• Уплотнение сальника: – Плетёный гибкий графит (для пара при высоких температурах и давлениях) – Усиленный PTFE (высокая химическая стойкость)
3. Размеры конструкции
• Номинальный диаметр: DN15~DN1200 (большие размеры — по запросу) • Размеры фланцев и длина (L): строго соответствуют GB/T 12221 (прямоточный тип), GB/T 9113 (стальные фланцы), JB/T 79 (чугунные фланцы) • Полный проход: коэффициент сопротивления потоку стремится к нулю
III. Конструкция и принцип работы
1. Механизм металлического уплотнения
• Сочетание уплотнительных поверхностей: затвор и седло выполнены из материалов с разной твёрдостью (седло немного твёрже), например, седло с наплавкой Stellite + закалённый затвор — снижает риск истирания
• Самоуплотнение и принудительное уплотнение: – Самоуплотнение: давление среды прижимает затвор к выходному седлу (оптимально для герметизации на выходе) – Принудительное уплотнение: внешнее усилие (маховик / привод) обеспечивает надёжную герметизацию при низком давлении и в обоих направлениях
• Эластичная компенсация: эластичный клиновой затвор имеет центральную деформационную зону (~0,1 мм), компенсирующую тепловое расширение и монтажные отклонения, продлевая срок службы уплотнения
2. Привод с открытым штоком
• Визуальный контроль открытия: Длина выступающего штока напрямую отражает положение затвора (от полностью закрытого до полностью открытого положения соответствует полному втягиванию → полному выдвижению штока).
• Трапецеидальная резьба: Вращение маховика преобразуется через гайку в поступательное движение штока, что обеспечивает эффективную и малозатратную передачу усилия. Для крупногабаритных клапанов DN≥300 возможно оснащение червячным редуктором.
• Тройная система уплотнения: В сальниковом узле штока используется плетёная набивка из гибкого графита и металлическое гофрированное кольцо, что обеспечивает надёжную защиту от утечек при высоких температурах и давлениях, а также значительно снижает сопротивление при открытии и закрытии.
3. Механизм работы
• Открытие: Вращение маховика против часовой стрелки приводит к подъёму штока, затвор отходит от седла, и проход полностью открывается (коэффициент сопротивления потоку ≈ 0,1).
• Закрытие: Вращение маховика по часовой стрелке опускает затвор к седлу, обеспечивая принудительное клиновое прижатие и дополнительную герметизацию за счёт давления среды. Конструкция оптимизирована для одностороннего уплотнения.
• Ограничение хода: При полном открытии шток поднимается до верхней точки, предотвращая повреждение резьбы из-за чрезмерного хода. Для длительной эксплуатации рекомендуется вернуть маховик на 1/4–1/2 оборота назад, чтобы компенсировать тепловое расширение и избежать заклинивания штока.
IV. Основные технические стандарты и сертификация
• Конструктивные нормы: GB/T 12234 (стальные задвижки) API 600 API 6D (задвижки для нефтегазовых трубопроводов)
• Стандарты испытаний: GB/T 13927 AWWA C509 (для справки по эластичному уплотнению в водоснабжении; для жёсткого уплотнения применяется усиленное испытание на прочность) BS 6755 (соответствие требованиям пожаробезопасности)
• Стандарты соединений: GB/T 17241.6 (фланцы из чугуна) GB/T 9113 (фланцы из стали)
• Специальные сертификаты: NACE MR0175 (устойчивость к растрескиванию под действием сероводорода) ATEX (сертификация для взрывоопасных сред) CRN (регистрация давления в Канаде)
Hot Tags: затворной клапан /
