Gazowy kran kulowy do montażu podziemnego: cechy konstrukcyjne i eksploatacyjne

Terminowe odizolowanie odcinka gazociągu, na którym wystąpiła awaria, jest niezbędne do szybkiego usunięcia problemu. W takich sytuacjach nie można zwlekać. Czy zgadza się Pan/Pani? Używając zaworu kulowego gazowego do instalacji podziemnej, można szybko i bezbłędnie odciąć medium transportowane gazociągiem.

Prawidłowy montaż i właściwe użytkowanie zaworu kulowego pomoże wydłużyć jego żywotność oraz zapewni wysokiej jakości i bezpieczną eksploatację systemu dostarczającego gaz. Opowiemy Państwu o konstrukcji tego rodzaju armatury odcinającej. Omówimy, na czym opiera się zasada jego działania.

Cechy i przeznaczenie zaworów kulowych

Przemysłu naftowego, chemicznego czy gazowego nie można sobie wyobrazić bez armatury odcinającej. Armatura odcinająca rurociągów, produkowana na nowoczesnym, zaawansowanym technologicznie sprzęcie, zapewni bezpieczeństwo całego systemu.

Armatura odcinająca gazociągu to obowiązkowy element konstrukcji. Urządzenia te są używane zarówno dla zewnętrznych gazociągów, jak i dla systemów wewnętrznych.

Przeznaczenie zaworów kulowych gazowych jest dość szerokie:

• wyposażanie skomplikowanych systemów, przez które przepływają agresywne i nieagresywne media;
• zastosowanie w rurociągach umieszczonych w trudno dostępnych miejscach;
• efektywna eksploatacja przy ciśnieniu nominalnym do 16 MPa itd.

Podczas stosowania zaworów kulowych gazowych nie ma żadnej potrzeby tworzenia studzienki rewizyjnej i konstrukcji osłonowej.

Jeśli trzeba zdemontować jakieś urządzenie, po prostu odcina się część króćców. Przy tym zasuwa musi znajdować się w pozycji otwartej, aby nie uszkodzić kuli odcinającej. Konstrukcja zaworu nie jest przeznaczona do regulacji przepływu tłoczonego medium.

Podczas wszelkich prac naprawczych na gazociągach zasuwa zaworu kulowego musi być otwarta, aby konstrukcja nie uległa całkowitemu uszkodzeniu

Jeśli wymagane jest zainstalowanie urządzenia ograniczającego na magistralach zagłębionych, to najczęściej stosuje się zawory kulowe gazowe z napędem od silnika elektrycznego, reduktora lub siłowników pneumatycznych. Jeśli w konstrukcji znajdują się napędy hydrauliczne lub pneumatyczne, można je sterować za pomocą źródeł zewnętrznych lub tłoczonego medium.

W tym celu w korpusie zaworu gazowego wykonuje się otwory, przez które następuje połączenie napędu. Aby konstrukcja się nie zepsuła, przedłużacz wrzeciona jest chroniony osłoną w postaci pionowej rurki.

Ponadto rurkę tę łączy się z górną częścią korpusu armatury za pomocą kołnierza. Najczęściej zawory odcinające są instalowane bezpośrednio w miejscu, w którym znajduje się urządzenie gazowe.

Zawór kulowy gazowy można montować na odcinku gazociągu dopiero po wstępnym oczyszczeniu wewnętrznej części rury oraz przylegających odcinków.

Przy tym dla każdego źródła zużycia gazu montowany jest indywidualny zawór, zapewniający uszczelnienie określonej rury. Można również zainstalować jeden dodatkowy zawór z kurkiem kulowym na wlocie, który odpowiada za całkowite odcięcie dopływu gazu. Taki montaż spełnia wszystkie niezbędne wymagania systemu bezpieczeństwa.

Gazowe zawory kulowe zapewniają dwukierunkowy przepływ gazu w rurociągu. Takie urządzenia można montować na rurach gazowych o dowolnej średnicy. Można je stosować w sieciach magistralnych, przy eksploatacji magazynów oraz przy transporcie gazu ziemnego na duże odległości itd.

Zalety stosowania zaworu kulowego gazowego

Zawór kulowy przeznaczony do montażu podziemnego to urządzenie niezbędne do odcięcia przepływu gazu w rurociągach ciśnieniowych ułożonych w wykopach.

Urządzenia te są używane zarówno w warunkach przemysłowych, jak i domowych. Zawory gazowe zapewniają szybkie i całkowite odcięcie przepływu medium roboczego. Ich szerokie rozpowszechnienie wynika z niezawodności, trwałości, wytrzymałości oraz stosunkowo niskiego kosztu.

Jeśli zawór gazowy ulegnie uszkodzeniu, to w przypadku awarii nie uda się odciąć rurociągu, aby odizolować uszkodzoną gałąź. Nie uda się również zapobiec rozprzestrzenianiu się gazu.

Zawory kulowe są wykonane z nadzwyczaj wytrzymałych materiałów, odpornych na korozję, obojętnych dla agresywnych środowisk. W produkcji stosuje się stopy, które bez problemów i odkształceń znoszą wszelkiego rodzaju uszkodzenia mechaniczne.

Wyroby charakteryzują się wysoką odpornością na zużycie niezależnie od warunków eksploatacji. Gazowe zawory kulowe są w stanie zachować swoje właściwości technologiczne przez tysiąc (i więcej) cykli bez wystąpienia usterek.

Przy tym temperatura płynącego medium i otoczenia może być praktycznie dowolna. Doświadczalnie ustalono, że gazowe zawory kulowe są w stanie wytrzymać działanie temperatury od -60 do +80 stopni. Większość zaworów gazowych jest w stanie służyć znacznie dłużej, niż zadeklarował producent.

Zawory kulowe wyróżniają się prostotą konstrukcji, dlatego nie wymagają stałych napraw i konserwacji w przeciwieństwie do skomplikowanych systemów.

Zamknięcie kulowego zaworu gazowego ma kształt sferyczny i posiada otwór, przez który gaz przepływa rurami. Średnicę otworu dobiera się zgodnie z wymiarami rurociągu. Regulacja przepustowości magistrali zapewniona jest dzięki możliwości obrotu mechanizmu zamykającego wokół własnej osi.

W położeniu roboczym zamknięcie znajduje się prostopadle do rurociągu i można je łatwo zamknąć rękami, wykonując niewielki obrót pokrętła. Przy obrocie o 90 stopni strona z przelotowym otworem zmienia się na pełną powierzchnię.

Przy mniejszym obrocie rura będzie częściowo zablokowana. Producenci nie zalecają jednak pozostawiania konstrukcji w stanie półotwartym, ponieważ sprzyja to zwiększonemu ścieraniu urządzenia.

W położeniach pośrednich, z powodu zbyt dużej prędkości przepływu medium, uszczelniające pierścienie gniazd mogą zostać całkowicie uszkodzone lub częściowo zdeformowane. Może to w przyszłości prowadzić do poważnych uszkodzeń zaworu, jego naprawy lub wymiany.

Korpus produktu cechuje się wysoką szczelnością. Zastosowanie w konstrukcji metali i specjalnych stopów pomaga zmniejszyć wagę konstrukcji. Taką armaturę odcinającą do gazociągów można bez obaw instalować w trudno dostępnych miejscach.

W przypadku jakiejkolwiek awarii gazowy zawór kulowy można łatwo naprawić za pomocą dostępnych narzędzi, nie uszkadzając pozostałych elementów systemu.

Stosowanie wysokiej jakości gazowych zaworów kulowych jest opłacalne z ekonomicznego punktu widzenia. Urządzenia te mają ogromny margines wytrzymałości i mogą funkcjonować przez wiele lat bez konieczności wymiany.

Jest to szczególnie charakterystyczne dla znanych i sprawdzonych producentów gazowych zaworów kulowych. Jakość każdego zaworu można zweryfikować, sprawdzając certyfikaty zgodności, które potwierdzają jakość produktu.

Typowa konstrukcja zaworu kulowego gazowego

Zawory kulowe do instalacji podziemnych różnych marek mają w przybliżeniu tę samą budowę. Konstrukcja produktów wynika z ich właściwości eksploatacyjnych i przeznaczenia.

Standardowy gazowy zawór do montażu na podziemnych magistralach składa się z:

• szczelnego korpusu, najczęściej wykonanego z mosiądzu lub stali;
• kuli zamykającej, która w dalszej kolejności odcina dopływ gazu (z powodu tego elementu zawór nazywany jest kulowym);
• gniazda, które odpowiada za to, aby kula zamykająca nie przesunęła się;
• odcinka rury przyłączeniowej z odpowiednim gwintem, który następnie przyspawany jest do rurociągu;
• części szyjnej, niezbędnej do przepustu trzpienia;
• wydłużonego trzpienia łączącego;
• podkładek blokujących;
• elementów odpowiadających za szczelność konstrukcji (pierścień uszczelniający, sprężyna, pierścień i kołnierz wykonane z miękkich i wytrzymałych materiałów, np. kauczuku etylenowo-propylenowego);
• uchwyty z wytrzymałego materiału z powłoką z polichlorku winylu, dzięki którym steruje się całym produktem, oraz nakrętki mocującej ją;
• stopora lub ogranicznika ruchu rączki.

Do produkcji części składowych używa się stali stopowej i nierdzewnej o wysokich właściwościach antykorozyjnych. Do uszczelnienia elementów stosuje się elastyczny teflon. Dzięki temu polimerowi konstrukcja staje się wodoodporna.

Teflon zapewnia szczelność połączenia, łatwe nakręcanie oraz prosty demontaż. Materiał ten cechuje się wysoką odpornością na różnorodne czynniki agresywne, a jego nadmiar jest bezproblemowo wyciskany podczas dokręcania gwintu.

Teflon należy do polimerów fluorowych (tworzyw konstrukcyjnych), które cechują się wysoką odpornością termiczną, obojętnością chemiczną, miękkością, płynnością oraz bezpieczeństwem ekologicznym.

Dzięki cechom konstrukcji zamknięte położenie zaworu zapewnia całkowite uszczelnienie rurociągu. Sam zawór wyróżnia się niewielkimi rozmiarami, co znacznie ułatwia jego montaż. Podczas instalacji dopuszczalne jest zarówno połączenie spawane, jak i gwintowane.

Przy tym gwint na końcu rury nie może być dłuższy od gwintu zaworu, gdyż w przeciwnym razie po dokręceniu połączenia gwintowanego czoło rury będzie naciskać na pierścienie uszczelniające, prowadząc do przedwczesnego uszkodzenia zaworu.

Zawór gazowy kulowy można zamontować wraz z rurą w dowolnym położeniu, które w przyszłości zapewni maksymalną wygodę użytkowania oraz szybki dostęp do problematycznego odcinka.

Korpus zaworu do instalacji podziemnej

Korpus zaworu najczęściej wykonuje się ze stali stopowej, węglowej i nierdzewnej lub mosiądzu. Wyroby z mosiądzu są droższe od zaworów stalowych. Jednak zarówno mosiądz, jak i stal nie ulegają korozji, dzięki czemu żywotność wykonanych z nich urządzeń wzrasta kilkukrotnie.

Materiał, z którego wykonany jest zawór gazowy kulowy, jest podany w dokumentacji towarzyszącej produktowi, którą można poznać przy zakupie konstrukcji.

Mosiądz i stal stopowa cechują się wysokim poziomem plastyczności. Nie są jednak w stanie wytrzymać silnego i długotrwałego oddziaływania mechanicznego. Z tego powodu zaleca się chronić mechanizm zamykający przed uderzeniami i tarciem.

Sama konstrukcja korpusu zaworu gazowego zależy od następujących czynników:

• sposobu produkcji;
• wewnętrznych rozwiązań konkretnego biura konstrukcyjnego;
• charakteru stosowanych norm (TU, GOST, OST lub jakichkolwiek dyrektyw europejskich).

Za najbardziej wytrzymały, zdolny wytrzymać każde obciążenie, uważa się całkowicie metalowy, nierozbieralny korpus. Najpierw jest toczony na maszynie, odlewany w szalunku dzięki sile odśrodkowej, a następnie spawany z użyciem dodatkowych elementów.

Ponadto korpus zaworu może składać się z dwóch pionowych połówek lub trzech elementów. Korpus rozbieralny z 2-3 części jest wygodniejszy w obsłudze technicznej i może być ponownie użyty po demontażu, ale jest mniej szczelny.

Ponadto korpusy zaworów kulowych dzielą się na pełnoprzelotowe i redukcyjne. W pierwszym przypadku średnice zaworu i rurociągu całkowicie się pokrywają, co zapewnia minimalny opór hydrauliczny. W drugim przypadku króćce są zmniejszone o jeden rozmiar, dzięki czemu można sterować przepływem czynnika roboczego.

Bez względu na materiał, z którego wykonany jest korpus kulowego zaworu gazowego, należy go pokryć specjalnymi środkami ochronnymi przed agresywnymi środowiskami. Do tych celów stosuje się różne substancje chemiczne.

Zastosowanie powłok ochronnych pozwala na używanie zaworów kulowych w dowolnych sieciach magistralnych o różnym zakresie temperatury i ciśnienia atmosferycznego.

Po pierwsze, należy do nich farba akrylowa, charakteryzująca się właściwościami elektroizolacyjnymi. Chroni ona produkty przed prądami indukowanymi i błądzącymi. Po drugie, aby zapewnić zaworowi właściwości antykorozyjne, pokrywa się go polimerowymi materiałami lakierniczymi.

Po trzecie, korpus kuli można pokryć farbą węglową na bazie epoksydowej. Taka farba charakteryzuje się wysoką odpornością antykorozyjną i wytrzymałością na różne uszkodzenia mechaniczne. Po czwarte, do ochrony armatury przy jej bezstudziennym montażu bezpośrednio w gruncie stosuje się powłokę poliuretanową.

Mechanizm odcinający zaworu kulowego

Przy wyborze zaworu kulowego szczególną uwagę należy zwrócić na jego element zamykający – kulę lub sferę. Kula powinna być gładka i błyszcząca. Najczęściej sfera jest wykonana z mosiądzu i pokryta kosztowną powłoką z niklu i chromu.

Mosiądz to stop na bazie miedzi i cynku, który ma piękny kolor i dobrze poddaje się obróbce plastycznej, jednak materiał traci właściwości antykorozyjne w przypadku obróbki wysokotemperaturowej.

Sprawdzenie jakości sfery zamykającej jest dość łatwe. Można to zrobić za pomocą magnesu. Jeśli magnes przyciągnie się do sfery, oznacza to, że jest wykonana ze stali przeznaczonej do użytku elektrotechnicznego.

Stalowa kula podziemnego zaworu gazowego szybko rdzewieje i nie może być długo eksploatowana w wilgotnym środowisku. Natomiast magnes nie przyciągnie mosiężnej kuli.

Uchwyt zaworu gazowego

Od kształtu uchwytu lub rączki zaworu kulowego zależy wygoda jego obsługi. Najczęściej w sprzedaży dostępne są produkty z uchwytem w kształcie motylka (butterfly) lub dźwigni. Dźwignia jest bardziej funkcjonalna, dlatego w miarę możliwości należy kupować zawór gazowy właśnie z taką rączką.

Dźwigniowa rączka jest szczególnie wygodna, jeśli kran przez dłuższy czas nie był używany i wymaga siły, aby go przekręcić. Zawory gazowe są zawsze produkowane z zielonymi uchwytami. Nie zaleca się ich przemalowywania.

Odmiany zaworów kulowych gazowych

W nowoczesnych gazociągach stosuje się zawory gazowe trzech najczęściej spotykanych rodzajów, klasyfikowanych według typu połączenia z rurami. Są to gwintowane, kołnierzowe i spawane. Gwintowane lub złączkowe zawory gazowe mają niewielką średnicę. Najczęściej montuje się je na gazociągach w lokalach komercyjnych, domach prywatnych i podobnych obiektach.

Połączenie z gazociągiem odbywa się za pomocą gwintu. Połączenia gwintowanego kulowego zaworu gazowego z rurą nie wolno zbyt mocno dociągać, gdyż może to spowodować uszkodzenie obudowy produktu.

Kołnierzowe kulowe zawory gazowe są stosowane w gazociągach o dużej średnicy, ponieważ są w stanie wytrzymać wysokie ciśnienie medium roboczego

Zawory kołnierzowe łączy się z rurociągami za pomocą kołnierzy i śrub. Zarówno gwintowane, jak i kołnierzowe produkty są rozbieralne. To znaczy, można je zdemontować, przenieść w inne miejsce i ponownie zamontować w innym punkcie rurociągu.

Zawory spawane łączą się z gazociągami za pomocą spawania. To znaczy, nie można ich odłączyć od rur bez uszkodzenia konstrukcji. Średnica armatury spawanej waha się od 10 do 70 mm. Spawane zawory gazowe są szczelne i niezawodne. Nie wymagają regularnej konserwacji, dzięki czemu cieszą się dużą popularnością.

Ogólne zasady eksploatacji

Podstawowe zasady eksploatacji zaworu gazowego są dość proste i przewidywalne. Zawór zamyka się obracając uchwyt o 90 stopni zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a otwiera się obracając również o 90 stopni, ale w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Jeśli rączka jest ustawiona prostopadle do osi zaworu, oznacza to, że jest zamknięty. Równoległe położenie uchwytu oznacza, że zawór jest otwarty.

Medium robocze przepływające przez ten zawór nie powinno zawierać zbyt twardych elementów i stałych zanieczyszczeń, które mogą uszkodzić polerowaną powierzchnię kuli zamykającej. Jeśli cząstki stałe mogłyby mimo to dostać się do zaworu kulowego, przed nim należy zainstalować filtr siatkowy.

Samą kulę zamykającą należy okresowo otwierać i zamykać, aby w przyszłości mogła być łatwo obracana w dowolną stronę.

Otwieranie i zamykanie zaworu gazowego jest dozwolone wyłącznie za pomocą fabrycznego uchwytu, a wydłużanie go jakimikolwiek środkami jest zabronione.

Zaworem kulowym należy sterować za pomocą standardowego uchwytu. Nie należy używać do tego celu specjalnych dźwigni, które mogłyby wydłużyć ten uchwyt. Otwieranie i zamykanie zaworu należy przeprowadzać jak najwolniej, aby uniknąć uderzeń hydraulicznych.

Ciśnienie i temperatura w miejscu montażu zaworu kulowego nie powinny być wyższe niż ciśnienie robocze. Dla większości konstrukcji nie dopuszcza się stosowania zaworów kulowych o tej samej temperaturze i ciśnieniu nominalnym.

Zawór kulowy wymaga okresowego czyszczenia z rdzy i kurzu, a także dokręcania gwintu. Zgodnie z zaleceniami producentów należy to robić co pół roku.

Podczas montażu rurociągów należy przewidzieć konstrukcję mocowania rur, która wyklucza możliwość zewnętrznego mechanicznego oddziaływania na zawór, biorąc pod uwagę obciążenia osiowe, promieniowe lub skręcające.

Naprawa i przeprowadzanie przeglądów technicznych zaworu kulowego znajdującego się pod ciśnieniem są zabronione. Do pełnej eksploatacji należy wcześniej oczyścić odpowiedni odcinek rurociągu. Podczas czyszczenia systemu zawory kulowe należy kilkakrotnie otworzyć i zamknąć.

Jak rozpoznać podróbkę?

Przed montażem zaworu gazowego należy sprawdzić jego dokumentację zgodności dla wskazanego rurociągu i upewnić się, że urządzenie nie jest podróbką. Podrobiona armatura gazowa jest dość powszechna na rynku. Przy zakupie gazowego zaworu kulowego należy być uważnym, aby odróżnić oryginalny produkt od podróbki. W tym celu można skorzystać z kilku porad.

Jednym z głównych kryteriów jakości gazowego zaworu kulowego jest jego cena, ponieważ produkt spełniający wszystkie normy międzynarodowe i krajowe nie może być tani.

Aby oszukać kupujących, sprzedawcy mogą podrabiać dokumentację towarzyszącą (certyfikaty, deklarację, paszport produktu). Markowe zawory gazowe kosztują nieco więcej, dlatego takie oszustwa są powszechne na rynku.

Na podróbkę wskazują również następujące cechy:

1. Nierówna powierzchnia zaworu, na której widoczne są mikropęknięcia i szczeliny.
2. Zmętnienie szczeliny kulowej.
3. Zastosowanie jako materiału korpusu siluminu lub cynku.

Jednak określenie na oko dokładnego składu użytego materiału jest niezwykle trudne. W tym celu przeprowadza się liczne analizy chemiczne. Nie można ich wykonać poza laboratorium w ograniczonym czasie.

Dlatego przy zakupie zaworu kulowego należy żądać certyfikatu jakości produktu, certyfikatu higienicznego lub deklaracji zgodności. W Rosji gazowe zawory kulowe muszą spełniać wymagania GOST R 9544-2005 oraz GOST 21345-2005, 28343-89, 23941-2002. Również w certyfikatach mogą być wskazane odniesienia do innych aktów prawnych i norm jakości.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

O specyfice wyboru gazowego zaworu kulowego do prac podziemnych powiedziano w filmie umieszczonym poniżej:

Każdy gazociąg należy wyposażyć w niezawodny mechanizm odcinający, szczególnie jeśli rury są ułożone poniżej powierzchni gruntu. Zawór jest potrzebny w czasie awarii do izolowania poszczególnych odcinków rurociągu oraz do wykonywania napraw na linii przy indywidualnych awariach. Chroni on przed zagrażającymi sytuacjami i katastrofalnymi skutkami.

Czy chce Pan/Pani podzielić się interesującymi informacjami na temat artykułu? Czy dysponuje Pan/Pani informacjami, którymi warto podzielić się z odwiedzającymi stronę? Prosimy o pozostawienie komentarzy w poniższym formularzu, zamieszczenie zdjęć i zadawanie pytań.